1 Planowanie i sterowanie produkcją cz. 3

Planowanie i sterowanie
produkcją cz. 3
Dr inż. Marek Dudek
Ul. Gramatyka 10 p.211 6174298
Kontrola planów sieciowych w
czasie ich realizacji
† Kontrola stanu wykonania planu w danym
momencie jego realizacji.
W tym celu tworzy się tablicę kontroli wykonania
planu
Czynność
Czynność
wykonania po
czasie tij
Czynność w toku.
Czas potrzebny do
wykonania
Czynności nie
rozpoczęte.
Szacowany czas ich
wykonania
Kontrola planów sieciowych w
czasie ich realizacji
† Opracowanie skorygowanego planu w postaci
nowej sieci na dany moment kontroli. Nową sieć
opracowuje są następująco:
„ zdarzenie początkowe ma przypisany termin
momentu kontroli (jest to najwcześniejszy
termin rozpoczęcia czynności wychodzących),
„ czynności ukończone otrzymują czasy zerowe,
„ czynności będące w trakcie wykonania
otrzymują czasy jakie pozostały do wykonania,
„ czynności nie rozpoczęte otrzymują czasy
szacowane.
1
Kontrola planów sieciowych w
czasie ich realizacji
† Wyznaczenie drogi krytycznej.
Ogólne zasady aktualizacji planów są następujące:
„ programy o krótkim czasie wykonania
należy kontrolować i korygować częściej,
„ częstotliwość korekty długotrwałych
programów powinna zwiększać się w miarę
zbliżania się do końca.
Planowanie sieciowe w warunkach
ograniczenia środków
Zadaniem metod sieciowych jest też
pomoc w racjonalnym
gospodarowaniu różnego rodzaju
środkami. Do środków tych można
zaliczyć:
† pracowników,
† środki finansowe,
† maszyny, urządzenia.
Planowanie sieciowe w warunkach
ograniczenia środków
Nanosząc na wykres limit dostępności danego
środka można obliczyć okresy deficytu środka.
Likwidację deficytów realizować można
następująco:
† przesuwając czynności w ramach istniejących
rezerw czasowych (luzów) celem uzyskania
równomiernego zapotrzebowania.
† wydłużając czas trwania przedsięwzięcia
ustalając terminy rozpoczęcia poszczególnych
czynności, tak aby nie przekroczyć limitów
środków
2
Wykres przy najwcześniejszym rozpoczęciu
i ukończeniu czynności
1-2
4
1-3
X
3
2-4
5
CZYNNOŚĆ
3-4
zapotrzebowanie środka
4
3-5
6
4-5
5
4-6
4
5-6
3
16
12
ŚRODEK
8
4
2
4
6
8
10
12
14
16
Wykres przy najpóźniejszym rozpoczęciu i
ukończeniu czynności
1-2
4
X
CZYNNOŚĆ
1-3
3
2-4
5
3-4
4
zapotrzebowanie środka
3-5
6
4-5
5
4-6
4
5-6
3
16
ŚRODEK
12
8
4
2
4
6
8
10
12
14
16
Optymalizacja programów
sieciowych
Istnieje możliwość optymalizacji programów
sieciowych poprzez skracanie czynności
krytycznych.
Skracanie czynności krytycznych rozpoczyna się
od tych, których skrócenie o jednostkę czasu
wymaga minimalnych nakładów.
W tym celu wykorzystuje się współczynnik
wzrostu kosztów na jednostkę czasu:
3
Optymalizacja programów
sieciowych
S=
†
†
Kg − Kn
t ijn − t ijg
Kn – koszty związane z realizacją czynności w czasie
(normalne koszty bezpośrednie – koszty robocizny,
materiałów, itp.),
Kg – koszt przy granicznym czasie trwania czynności
(graniczne koszty bezpośrednie).
†
t ijn - normalny czas trwania czynności,
†
t ijg - graniczny czas trwania czynności (najkrótszy możliwy czas
wykonania czynności).
Optymalizacja programów
sieciowych
Skracanie czasu czynności krytycznych może przebiegać
następująco:
† obliczyć wartości S czynności krytycznych,
† uszeregować czynności wg rosnących S,
† skracać czas czynności w kolejności ich
uszeregowania,
† skracać czasy do momentu, gdy pojawia się nowa
droga krytyczna, dla której powtarza się
postępowanie jak wyżej,
† postępowanie prowadzimy do momentu uzyskania
założonego z góry terminu realizacji całego
przedsięwzięcia.
Czynnośc
i
tnij
tgij
Kn
Kg
mln zł
S
i-j
Dni
dni
mln zł
1-2
7
5
100
200
50
1-3
5
2
250
600
116
100
1-4
4
3
200
300
2-5
7
5
400
480
40
3-5
8
4
500
700
50
4-5
6
3
300
420
40
4-6
6
4
200
250
25
4-8
9
5
600
840
60
5-7
3
1
100
250
75
5-8
4
3
200
220
20
6-8
5
3
400
560
80
7-8
5
3
300
800
200
4
2
5
7
1
3
6
4
8
1
1
2
3
4
5
6
7
8
2
7
3
5
4
4
5
6
7
8
6
7
6
3
0
7
6
8
9
4
5
5
0
7
5
4
14
10
17
22
8 14 17 17 22
Skracane czynności
2-5
5-7
7-8
3-5
2-5
3-5
4-6
1-2
Ilość skracanych dni
1
2
2
1
1
2
1
2
Możliwe przejścia
1-2-5-7-8
22
21
19
17
16
1-2-5-8
18
17
17
17
16
14
1-3-5-7-8
21
21
19
17
16
16
14
14
1-3-5-8
17
17
17
17
16
16
14
14
1-4-5-7-8
18
18
16
14
14
1-4-5-8
14
14
14
14
14
1-4-6-8
15
15
15
15
15
1-4-8
13
13
13
13
13
14
14
14
14
14
13
Ścieżkę krytyczną można skrócić do 17 dni ponosząc koszt 240, natomiast
skrócenie do 14 dni wymaga poniesienia kosztów w wysokości 505
EWOLUCJA SYTEMÓW WSPOMAGANIA ZARZĄDZANIA
MRP II rozszerzone ozarzadzanie
dystrybucją, i transport i serwis
MRP rozszerzone o bilansowanie
zdolności i finanse
DEM
ERP
ERP rozszerzone o
automatyczną
implementację
zmian
zachodzących w
firmie
MRP
II
MRP
I
OPT
Kanban
JIT
IC
1960
1970
1980
1990
2000
5
Kierunki i koncepcje racjonalizacji
Powinny obejmować dwa równolegle kierunki (obszary):
† integracja wytwarzania (techniki) - związana z
postępem w sferze struktury produktu i systemu
produkcyjnego (elastyczna automatyzacja i
komputerowa integracja wytwarzania),
† integracja zarządzania (organizacji) - związana z
postępem w sferze infrastruktury systemu
produkcyjnego (wdrażanie współczesnych koncepcji,
metod i narzędzi zarządzania produkcją, integrujących
procedury informacyjno-decyzyjne).
Kierunki kształtowanych koncepcji
innowacyjnych
† koncepcje adaptacyjne - dostosowujące zalety
rozwiązań konwencjonalnych (klasycznych)
orientacji produkcyjnej do wymagań orientacji
rynkowej,
† koncepcje współczesne - związane z
wdrażaniem nowoczesnych podejść, metod i
narzędzi, racjonalizujących funkcjonowanie
systemu zarządzania produkcją,
† kierunki rozwiązań przyszłościowych doskonalących zarządzanie procesami
logistycznymi.
Adaptacyjne
Celem adaptacyjnych przedsięwzięć
racjonalizacyjnych w obszarze produkcji jest
wykorzystanie istniejących metod organizacji
produkcji seryjnej, z koniecznością ich
modyfikacji do współczesnych wymagań rynku.
6
Współczesne
† planowanie zasobów produkcyjnych
(Manufacturing Resources Planning - MRP II),
funkcjonujące docelowo w środowisku
komputerowo zintegrowanego wytwarzania
CIM (Computer Integrated Manufacturing).
† strategia produkcji "dokładnie na czas" (Just in
Time -JIT) i jej rozwinięcie w kierunku tzw.
"odchudzonej produkcji" (Lean Production)
oraz "szczupłego zarządzania" (Lean
Management).
† koncepcja zarządzania wąskimi przekrojami
(Optimized Production Technology – OPT).
† hybrydowe rozwiązania
Komplementarne metody
współczesne
† metoda ścieżki krytycznje CPM (Critical Path
Method)
† planowanie zasobów dystrybucyjnych DRP
(Distribution Resource Planning)
† TQM – Total Quality Management
† Workflow – technika przekazywania informacji
o pracy
Metody te są stopniowo włączane lub adoptowane
do samej specyfikacji MRP/ERP
Przyszłościowe
† BPR, BPI, ERP, DEM
† wirtualne (VM – virtual management) powstałe
wskutek współpracy różnych systemów na
zasadzie udostępniania własnych zasobów
poprzez połączenia sieciowe;
† biologiczne (BM – biological management)
opierające się na samorozwoju,
samoorganizacji i ewolucji;
† holoniczne (HM – holon management),
bazujące na organizacji socjalnej i żyjących w
niej organizmach
† zwinne (sprawne) (AM – agile management)
łączy wszystkie pozostałe z koncepcją lean
7
MRP
MRP I pozwala obliczyć dokładną ilość materiałów
i terminarz dostaw tak, aby sprostać ciągle
zmieniającemu się popytowi na poszczególne
produkty, uwzględniając więcej niż jedną
fabrykę.
W jego nowszych implementacjach bierze się pod
uwagę m.in. zamówienia spływające
bezpośrednio od końcowych odbiorców (enduser) oraz pośredników, prognozy sprzedaży i
produkcji, stany magazynów, zapisy księgowe i
fakturowe.
MRP
Istotą Planowania Potrzeb Materiałowych, jest
ustalenie, na podstawie Głównego
Harmonogramu Produkcji (MPS), struktur
wyrobów (ang. BOM – Bill of Material) oraz
stanów magazynowych (ang. IMF – Inventory
Master File lub IMR – Inventory Master Record),
dokładnej liczby elementów składowych
niezbędnych do wytworzenia danego wyrobu
oraz czasów składania zamówień na te elementy.
Oprócz powyższych informacji, do zastosowania
MRP konieczna jest także znajomość czasów
realizacji operacji (ang. lead times) w ciągu
zaopatrzeniowo-produkcyjnym.
Cele MRP
† redukcja zapasów
† dokładne określanie czasów dostaw surowców i
półproduktów
† dokładne wyznaczanie kosztów produkcji
† lepsze wykorzystanie posiadanej infrastruktury
(magazynów, możliwości wytwórczych)
† szybsze reagowanie na zmiany zachodzące w
otoczeniu
† kontrola poszczególnych etapów produkcji
8
Przebieg i otoczenie MRP
MRP
Rachunek netto
A
Materiał
Materiał
Okreś
Określanie wielkoś
wielkości partii
Prognozy
Dane podstawowe
materiału
Ustalanie źródeł
deł
zaopatrzenia
Opracowanie
harmonogramu
Gospodarka zapasami
Zaopatrzenie
B
B
B C
A
?
Procedura MRP
mm_mrp4
mm_mrp5
Zapis do zbioru planow.
Proces
istotny z
MRP
12/18/94
12/18/94
Zamówienie
Planowanie potrzeb
materiałowych
Zlecenie planowane
Okres otwarcia dla
MRP/kontroli
MRP
Zaopatrzenie
Zgłoszenie
zapotrzebow
ania
Linia harmonogra
mu
4/1/95
6/1/95
Procedury MRP
Planowanie
potrzeb materiałowych
Planowanie wg zużycia
MRP
VM, VB
VV
Procedura punktu
zamawiania
Planowanie wg
prognozy
Poziom zapasów
Zużycie
Czas
Czas
9
Planowanie potrzeb materiałowych
z Planowanie potrzeb tworzy
propozycje zleceń
zleceń prod.
prod. na
wszystkie komponenty wyrobu
nadrzę
nadrzędnego
PC
Zlecenie
#1
Szarż
Szarża 1
Zlecenie
#2
Produkcja
zależżny
Popyt zale
Zlecenie
planowane
z Dla okresu bieżą
cego zlecenia
bieżącego
planowane stają
stają się
się zleceniami
potwierdzonymi
z Zasada zamawiania wg
wielkoś
wielkości partii
z Zlecenia produkcyjne są
są
oddzielnie przetwarzane dla
każ
ż
dego
poziomu
struktury
ka
- Tworzenie
- Zwalnianie
- Kontrola realizacji
Szarż
Szarża 2
Zlecenia
i szarż
szarże
z Kontrola dostę
dostępnoś
pności
materiał
materiałów
Planowanie potrzeb materiałowych (MRP)
Sprzedaż
Sprzedaż i dystrybucja
Planowanie produkcji
Planowanie potrzeb materiał
materiałowych
Materiał
Przyszłość
Zlecenia
Lista MRP
Wyją
Wyjątki
Zdolności
produkcyjne
planowane
Horyzont
otwarcia
Dzisiaj
Zgł
Zgłoszenie zapotrzeb.
zapotrzeb.
Zamó
Zamówienie
Linia harmonogr.
harmonogr. dostaw
Linia harmonogr.
harmonogr. prod.
prod.
Zlecenie produkcyjne
Warianty produktu standardowego
Kolor
- żółty
- biały
- czarny
...
Tapicerka:
- welur
- skaj
- skóra
- ...
Wyposażenie
specjalne:
- ABS
- apoduszka
- podgrzewanie ...
Silnik:
- 3.0
- 4.5
- 6.0
...
Skrzynia:
- 4 biegi
-4+E
- 5 biegów
- automat
- ...
10
Konfigurowalna struktura
Produkt standardowy
"Auto”
Montaż 1
Klasa : Auto
Kolor
Czarny
Czerwony
Zielony
Welur
Skaj
Skó
Skóra
Tapicerka
Montaż 2
-
Sprzynia
Komponent X
Zależ
Zależnoś
ności
Kolor
i
tapicerka
=
Czarny
=
Welur
Zlecenie montażu
z Bezpoś
Bezpośrednie
harmonogramowanie via
zamó
zamówienia klientó
klientów
Zamó
ówienie
Zam
Zamówienie
z Kontrola dostę
dostępnoś
pności
istotnych komponentó
komponentów
1:1
Zlecenie
żu
monta
Zlecenie montaż
montażu
z Kontrola dostę
dostępnoś
pności
zasobó
zasobów krytycznych
Komponenty
Komponenty
Dostę
Dostępność
pność materiał
materiałów
Zasoby
Zasoby
Zdolnoś
Zdolności
Sterowane zdarzeniami MRP
Zamó
ówienie
Zam
Zamówienie
MRP
SSS
Wyrób
gotowy
sss
Montaż 01
Montaż 02
Surowiec
01
Surowiec
02
† Zamówienie klienta
uruchamia mechanizm
MRP
† Planowanie jest
wykonywane jest w tle
† Wyniki planowania są
dostępne natychmiast
† Nie ma opóźnień
11
Planowanie MPS (główny plan produkcji)
Zapotrzebowania
Planowanie MPS
Przegląd zapasów/
zapotrzebowań
Planowanie MRP
T
V (3)
U(2)
W(1)
W(2)
X (2)
Y(2)
U=
2 x 100
= 200
T
1 tydzień
V=
3 x 100
= 300
U
2 tygodnie
W=
1 x 200
= 200
V
2 tygodnie
2 x 300
= 600
W
3 tygodnie
X=
2 x 200
= 400
X
1 tydzień
Y=
2 x 300
= 600
Y
1 tydzień
12
WYRÓB
ELEMEN
T
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
T
U
V
W
X
Y
1
14
21
35
42
Cykl dla 100 sztuk wyrobu T
W YR Ó B
ELEMEN
T
7
8
9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50
T
100
U
200
V
300
W
800
X
400
600
Y
1
14
21
35
42
C y k l d la 1 0 0 s z tu k w y ro b u T
Przykład MRP
Pewien zakład produkcyjny należący do większego
przedsiębiorstwa z branży elektronicznej zajmuje się
montażem telefonów komórkowych.
Telefon jest składany z 4 podstawowych elementów:
układu telekomunikacyjno-logicznego, obudowy,
wyświetlacza oraz akumulatora. Układ T-L, tworzą
dwa moduły: LM1 czyli właściwy układ logiki telefonu,
sterujący jego pracą, oraz LM2, odpowiedzialny za
wysyłanie i odbiór sygnałów. Akumulator jest
natomiast łączony z pojedynczych modułów ogniw,
których cztery są potrzebne na wykonanie
kompletnego akumulatora. Do każdego telefonu
wkłada się trzy niezależne akumulatorki.
13
Zapotrzebowanie na wyroby gotowe w poszczególnych tygodniach
Wyroby gotowe
1
2
3
4
5
1000
1200
1200
1200
1000
Stany magazynowe na początku okresu
Pozycja magazynowa
Ilość
Wyroby gotowe
500
Logic
600
LM1
200
LM2
400
obudowa
1600
LCD
200
akumulator
1000
CM
4800
Lead times
Element
Czas w tyg.
Wyroby gotowe
1 (M)
Logic
2 (M)
LM1
1 (D)
LM2
1 (D)
obudowa
3 (D)
LCD
1 (D)
akumulator
1 (D)
CM
2 (D)
Ilość dostępna = Stan magazynowy + Ilość w kontroli – Zapas minimalny
14
MRP II
MRP II pozwala odpowiedzieć na pytanie, jak
dostarczyć oczekiwane przez klientów produkty
w określonym czasie i przy możliwie
najniższych kosztach.
Filozofia planowania MRP II
Analiza dochodowoś
dochodowości
- Plany przychodó
przychodów
- Plany sprzedaż
sprzedaży
Region 1
Region 2
CO/PA
Korekty i modyfikacje
o.k.?
Planowanie produkcji i sprzedaż
sprzedaży
- Plan sprzedaż
sprzedaży
- Plan produkcji
Grupy
Grupy produktów
produktów
SOP
o.k.?
Plan gł
główny
- Program popytu
- Główny harmonogram
Produkt
Produkt 11
Produkt
Produkt 22
MPS
o.k.?
Planowanie potrzeb materiał
materiałowych
- Popyt zależ
zależny
- Harmonogramy
- Plan zaopatrzenia
Montaż
Montaż 11
Montaż
Montaż 22
Część
Część 11
Część
Część 22
MRP
o.k.?
15
Składniki funkcjonalne modułu PP
PP - BD
Dane podstawowe
PP - SOP
PP
Główny harmonogram produkcji
MM
CO
R/3
PP - MRP
QM
Sterowanie produkcją
AM
klient/serwer
ABAP/4
Planowanie potrzeb materiałowych
PP - SFC
FI
SD
Planowanie sprzedaży i produkcji
PP - MPS
IS
PD
PP - CRP
PS
WF
PM
Planowanie zdolności prod.
PP - PI
Produkcja procesowa
PP - REM
Produkcja seryjna
Plan produkcji i sprzedaży
SOP
Kanban / Just-in-time
Odbiorca
Zapotrzebowania
Źródło dostaw
Regelkreis
Wysyłka
Produkcja
Zasilanie materiałem
Magazyn
Dostawca
Produkcja
16
JIT
Strategia JIT jest metodą planowania i kontroli
produkcji opartą na określonej filozofii
działania, której podstawowym celem jest
wyeliminowanie z procesu produkcyjnego
wszelkich strat przez produkowanie
właściwych wyrobów, w żądanej ilości i
terminie, oraz dostarczanie ich do miejsc,
gdzie są potrzebne dokładnie wtedy, kiedy
są potrzebne.
ELASTYCZNOŚĆ PRODUKCJI
NIE PRODUKUJ
NA MAGAZYN
PRODUKUJ
SZYBKO
Produkcja =1 szt
Zero
czasów
realizacji
Zero
zapasów
PRODUKUJ
PRAWIDŁOWO
Zero
braków
PRODUKUJ
NIEZAWODNIE
PRODUKUJ ELASTYCZNIE
PRZY MAŁYCH KOSZTACH
Zero
awarii
Zero
czsów
przezbrojeń
PRODUKUJ TANIO
ELIMINACJA STRAT
czsu
energii
materiałów
błędów itp.
Zlecenia
(zamówienia)
MRP
push
Produkcja
części
Planowanie
operatywne
Montaż
podzespołów
JIT
pull
Montaż
końcowy
17
OPT
Metoda OPT koncentruje się na „wąskich
przekrojach produkcyjnych” oraz na założeniu,
że wąskie gardła, wąskie przekroje lub gniazda
krytyczne determinują produkcję całego
systemu. Likwidację gniazd krytycznych
dokonuje się poprzez synchronizację procesów
komórki produkcyjnej.
Zasady OPT
†
†
†
†
†
†
†
†
wąskie gardło lub zasoby krytyczne determinują produkcję całego
systemu,
poziom wykorzystania zasobów niekrytycznych powinien odpowiadać
zapotrzebowaniu na zasoby krytyczne, z czego wynika że: godzina
stracona na wąskim gardle jest stracona dla całego systemu oraz, że
godzina oszczędzona poza wąskim gardłem nie ma rzeczywistego
znaczenia,
wąskie gardła określają cykl produkcyjny i zapasy (tempo pracy,
produktywność),
partia produkcyjna nie powinna być partią transportową,
nie wolno ustalać jednej wielości partii transportowej dla wszystkich faz
procesu,
cykle produkcyjne są konsekwencją harmonogramów i nie określa się ich
z góry,
bilansowanie przepływu produkcji, a nie zdolności produkcyjnych,
poziom wykorzystania wąskich gardeł wynika z ich powiązań z innymi
środkami produkcji w systemie
18