Przep³yw danych w zarz¹dzaniu operacyjnym wyrobów wariantowych 1. Wprowadzenie

Transkrypt

Przep³yw danych w zarz¹dzaniu operacyjnym wyrobów wariantowych
Janusz MLECZKO
PRZEP£YW DANYCH W ZARZ¥DZANIU OPERACYJNYM WYROBÓW WARIANTOWYCH
1. Wprowadzenie
Od d³u¿szego czasu firmy dzia³aj¹ce na wspó³czesnym rynku zmuszone s¹ do oferowania szerokiej gamy produktów
tak, aby spe³niæ wysokie i czêsto zmienne wymagania
klienta. W wielu przypadkach skróceniu uleg³y równie¿
czasy oczekiwania klienta na wyrób. Klienci stali siê bardziej wymagaj¹cy i chc¹ zaspokojenia swoich indywidualnych potrzeb. Zamiast produkcji masowej obecnie przedsiêbiorstwa zmagaj¹ siê z masow¹ kastomizacj¹. Dla wielu
przedsiêbiorstw oznacza to koniecznoæ jednostkowej produkcji wyrobów wariantowych przy zachowaniu spe³nienia
kryterium kosztowego. Produkcja wyrobów wariantowych,
przy niskich kosztach brzmi¹ca jak paradoks, jest jednoczenie celem dla wielu firm. Dotyczy to szczególnie ma³ych i rednich przedsiêbiorstw, bêd¹cych na tyle mobilnymi organizacjami, aby szybko dostosowaæ siê do zmiennych warunków otoczenia. Tak wiêc dostosowanie siê
okazuje siê niezbêdne dla zachowania przewagi konkurencyjnej w wielu bran¿ach. Wobec niskich cen wyrobów masowych produkowanych na Dalekim Wschodzie, w warunkach polskich przedsiêbiorstw produkcyjnych zwyciê¿aæ
walkê o wymagaj¹cego klienta mo¿na tylko oferuj¹c krótki
termin dostawy oraz indywidualizuj¹c ofertê. Skrócenie
czasu od momentu decyzji klienta do otrzymania wyrobu
mo¿e dotyczyæ wielu aspektów: atrakcyjnego przedstawienia oferty handlowej, pozyskania zamówienia, samego procesu wytwarzania, jak i dostawy wyrobu do klienta. W poni¿szym artykule skupiono siê na zagadnieniach przygotowania danych dla internetowych systemów B2B oraz
mo¿liwoci wykorzystania danych konfiguracji wyrobów
dla automatycznego i wielowariantowego generowania
struktur wykonania i specyfikacji materia³owych (ang. Bill
Of Materials BOM) oraz marszrut wykonania (ang. routes)
oraz przep³ywu danych w zarz¹dzaniu operacyjnym produkcj¹. Jak wa¿ny jest to proces przekona³o siê wiele przedsiêbiorstw, próbuj¹c przez wiele lat bezskutecznie wdro¿yæ
rozwi¹zania informatyczne lub borykaj¹c siê z problemami
pracoch³onnoci lub kosztów przedsiêwziêcia. Poni¿ej dokonano analizy przyczyn takiej sytuacji oraz zaproponowano
rozwi¹zanie, wdro¿one w praktykê produkcyjn¹.
2. Stosowane rozwi¹zania
Ostatnie badania w zakresie wytwarzania produktów wielowariantowych skupia³y siê na nastêpuj¹cych obszarach:
zastosowanie elastycznych systemów wytwarzania [11],
modelowanie i definicje struktury wyrobu wariantowego
[2,4], masowa kastomizacja produkcji, zagadnienia definicji rodzin wyrobów [7] czy te¿ technologia obróbki grupowej (GT) [1, 9, 13, 14]. Koncepcja masowej kastomizacji,
rozumiana jako wytwarzanie wyrobów dostosowanych do
Zarz¹dzanie Przedsiêbiorstwem
Nr 1 (2011)
potrzeb indywidualnego klienta i adresowana na masowy
rynek, by³a szeroko przedstawiana w literaturze naukowej
[3, 11]. Ryzyko zwi¹zane z zagro¿eniem zbyt kosztownej
realizacji celu masowej kastomizacji podano w [6].
Wprowadzenie strategii masowej kastomizacji bez odpowiedniej klasy oprogramowania jest praktycznie niemo¿liwe [12]. Poniewa¿ w du¿ej mierze problem powy¿szy dotyczy ma³ych i rednich przedsiêbiorstw, szczególnie istotne jest zastosowanie odpowiednio prostych i tanich
rozwi¹zañ [17]. Zastosowanie do tego celu aplikacji klasy
ERP jest w du¿ej mierze niewystarczaj¹ce. Dotyczy to zarówno sfery kosztowej, jak i koniecznoci dostosowani
aplikacji klasy ERP do wymagañ zarz¹dzania rodzinami
produktów. Aplikacje do wydajnego zarz¹dzania wytwarzaniem wyrobów wariantowych s¹ w MP znane raczej
tylko w teorii ni¿ stosowane w praktyce [16]. Zagadnienia
dotycz¹ce metod wspomagania procesu tworzenia uporz¹dkowanych rodzin konstrukcji, w tym typoszeregów
maszyn oraz systemów modu³owych konstrukcji, przedstawiono w [5].
Wymogiem, ale jednoczenie wyzwaniem ostatnich lat, jest
prowadzenie biznesu za pomoc¹ narzêdzi internetowych, realizowanych np. w klasycznym uk³adzie B2B [10, 15]. W [8]
podano zasadnicze obszary zagadnieñ zwi¹zanych z projektowaniem i realizacj¹ masowej kastomizacji w oparciu o rodziny wyrobów Podstawowe zagadnienia obejmuj¹ obszary
(rys. 1): front-end u¿ytkownika koñcowego, projektowania rodziny wyrobów oraz back-end, obejmuj¹cy zadania
realizowane wewn¹trz przedsiêbiorstwa. Zagadnienia interfejsu u¿ytkownika koñcowego skupiaj¹ siê na efektywnym
i elastycznym narzêdziu do prezentacji oferowanej gamy
produktów (z uwzglêdnieniem odpowiedniej iloci opcji
konfiguracji) oraz mo¿liwoci mapowania wymagañ na dobór odpowiedniego produktu i jego opcji. Nie mniej wa¿ny
jest obszar zwi¹zany z projektowaniem rodziny produktów,
a w szczególnoci mapowanie funkcjonalnoci po¿¹danej
przez odbiorcê na postaæ fizyczn¹ produktu. Ostatnim obszarem jest wytwarzanie rodzin wyrobów wraz z optymaln¹ alokacj¹ zasobów oraz dystrybucj¹ wyrobu do u¿ytkownika
koñcowego. W powy¿szym obszarze zasadnicz¹ rolê pe³ni
optymalny proces wytwarzania, dostosowany do warunków
produkcji rodzin wyrobów. Dla optymalnego wytwarzania
rodzin wyrobów mo¿na zastosowaæ odpowiednie metody
klasyfikacji i grupowania zadañ.
3. Definicja problemu
Podstawowym problemem poruszanym w niniejszym artykule jest zarz¹dzanie operacyjne i sterowanie produkcj¹ realizowane wewn¹trz przedsiêbiorstwa powi¹zane z procesem pozyskiwania zamówieñ z systemu B2B. W tym kontekcie przedstawiony jest problem przygotowania danych oraz
Strona 17
Rys. 1. Podstawowe zagadnienia zwi¹zane z zarz¹dzaniem rodzinami wyrobów (na podstawie [7])
automatyzacji generowania dokumentacji (a raczej danych
dokumentacja przybiera formê tylko elektroniczn¹) wyrobów wariantowych. Aby rozwi¹zaæ powy¿szy problem
nale¿y znaleæ odpowied na nastêpuj¹ce pytania:
1. W jaki sposób jednoznacznie identyfikowaæ wyrób?
2. Jakie dane wyrobów wariantowych s¹ konieczne dla
procesu operacyjnego zarz¹dzania produkcj¹?
3. Jakie algorytmy s¹ konieczne do automatyzacji procesu
generowania dokumentacji produkcyjnej (o ile jest konieczna)?
4. W jaki sposób zarz¹dzaæ produkcj¹ na wysokowydajnej
linii produkcyjnej o du¿ych czasach przezbrojenia?
Co wiêcej, znalezienie odpowiedzi na powy¿sze pytania
musi odbywaæ siê w trybie on-line.
W celu znalezienia odpowiedzi na powy¿sze pytania zastosowano narzêdzia mapowania wymagañ na wybór opcji
wyrobu, modelowanie oparte o relacjê OR/AND, automatyczne i wielowariantowe generowanie struktury wytwarzania i marszruty procesu. Formalnie problem wyrobów
wariantowych mo¿e byæ opisany nastêpuj¹co:
Definicja 1
Problem konfiguracji (ang. configuration problem CP) opisuje nastêpuj¹cy zbiór danych:
CP = {C, P, Cr, R}
(1)
gdzie:
C zbiór komponentów stanowi¹cy o mo¿liwociach rodziny produktów,
P zbiór w³asnoci komponentów,
Cr zbiór ograniczeñ dla komponentów uwzglêdniaj¹cy
techniczne czy te¿ ekonomiczne czynniki,
R zbiór wymagañ klienta, które zazwyczaj s¹ równie¿
form¹ ograniczeñ.
Strona 18
Definicja 2
Rozwi¹zanie problem konfiguracji (ang. configuration solution CS), czyli konfiguracja produktu opisana jest poprzez:
CS = {I, V, S}
(2)
S: {Cr, R} ® {T, F}
(3)
gdzie:
I zbiór jednostek (zamienników), które s¹ instancjami
komponentów,
V zbiór w³asnoci jednostek (wartoci, w³asnoci zamienników),
S funkcja logiczna zdefiniowana jako:
Przypisanie I w³asnoci V tworzy dla wyra¿eñ Cr i R
prawdê.
Definicja 3
Silnik konfiguracji (ang. configuration engine Ce) jest
funkcj¹, która mapuje problem konfiguracji CP na jego rozwi¹zanie CS:
Ce : {CP} ® {skoñczony zbiór CS}
(4)
Definicja 4
Silnik przygotowania danych (ang. Data Preparation Engine DPE) jest modu³em (algorytmem w systemie informatycznym), który mapuje silnik konfiguracji (Ce) do zbioru
struktur wyrobu (BOM) i marszrut procesu produkcyjnego
(ang. Route Of Production Process - RPP). Sk³ada siê dwu
funkcji, jednej dla BOM (DPEBOM) i drugiej dla marszrut
procesu (DPERPP).
DPEBOM : {Ce} ® {skoñczony zbiór BOM}
DPERPP : {Ce} ® {skoñczony zbiór RPP}
(5)
(6)
Nr 1 (2011)
Definicja 5
BOM wykaz materia³ów, struktura wyrobu jest to strukturalne zestawienie zespo³ów, podzespo³ów, elementów
i materia³ów ³¹cznie z ich zapotrzebowaniem ilociowym
koniecznym do wytworzenia wyrobu finalnego. Wykaz
materia³ów (zestawienie materia³owe) polega na tym, ¿e
tworzy siê zestawienie wszystkich komponentów: materia³ów, podzespo³ów, elementów porednich (czêci i pó³fabrykatów) wchodz¹cych w sk³ad elementu nadrzêdnego,
z podaniem normy zu¿ycia (iloci) ka¿dego z komponentów (elementu podrzêdnego) na element nadrzêdny.
Z punktu widzenia etapów ¿ycia wyrobu, rozró¿niany jest
BOM konstrukcyjny, BOM produkcyjny (zestawienie materia³owe produkcyjne), BOM sprzeda¿y, BOM serwisowy.
Dla wyrobów sk³adaj¹cych siê z wielu opcji tworzony jest
BOM konfigurowalny (CBOM) [8].
4. Rozwi¹zanie problemu
Opieraj¹c siê na rysunku 1. rozwi¹zanie problemu zostanie
przedstawione w nastêpuj¹cym porz¹dku: generalna koncepcja, definicja oznaczenia wyrobu, modelowanie i tworzenie rodziny produktów, automatyczne generowanie dokumentacji produkcyjnej. Artyku³ skupia siê g³ównie na
ostatnim zagadnieniu. Celem ilustracji zagadnienia, podano praktyczny przyk³ad realizacji rozwi¹zania problemu
w praktyce produkcyjnej.
4.1. Przyk³ad wyrobu wariantowego
Przyk³ad produkcji rolet zewnêtrznych zaczerpniêto z praktyki produkcyjnej przedsiêbiorstwa redniej wielkoci. Powy¿sza roleta mo¿e byæ wykonana w wielu opcjach. Specyfikacjê techniczn¹ wyrobu podano na rysunku 2. Do najwa¿niejszych cech opcjonalnych nale¿¹ system pancerza,
wymiary: wysokoæ i szerokoæ rolety, kolor pancerza, rodzaj napêdu i inne wg uzgodnieñ z u¿ytkownikiem.
4.2. Generalna koncepcja prezentowanego rozwi¹zania
Generalna koncepcja zak³ada pracê w zintegrowanym rodowisku (rys. 3) systemów informatycznych. Portal B2B
pozwala w oparciu o konfigurator produktu przyj¹æ zamówienie na wyrób wariantowy. Nastêpnie dane w uk³adzie
on-line trafiaj¹ do silnika konfiguracji (ang. configurator
engine), dokonuj¹cego mapowania wymagañ klienta i cech
produktu na dane dla systemu ERP. W systemie ERP nastêpuje generowanie struktury i marszruty wyrobu w oparciu
o silnik konfiguracji, a nastêpnie w oparciu o pozyskane
dane oraz ograniczenia systemu wytwarzania nastêpuje
potwierdzenie zamówienia. Wyroby s¹ grupowane wg
cech maj¹cych zasadniczy wp³yw na czas przezbrojeñ,
z uwzglêdnieniem ograniczenia dostêpnoci zasobów.
Do grupowania wykorzystywany jest dynamiczny klasyfikator operacyjnego planu produkcji. Proces wykonywany jest wg alternatywnych przebiegów.
Rys. 2. Przyk³ad rolety zewnêtrznej i jej specyfiakcja techniczna [19]
Nr 1 (2011)
Strona 19
Rys. 3. Generalna koncepcja prezentowanego rozwi¹zania
4.3. Problem identyfikacji i identyfikowalnoci wyrobu
Przygotowanie danych o produkcie jest konieczne z punktu
widzenia prawid³owego zarz¹dzania procesami biznesowymi; pocz¹wszy od przedstawienia oferty produktowej, przyjêciu zamówienia, planowania produkcji, realizacji procesu
wytwarzania, magazynowania i dostarczenia gotowego wyrobu do klienta. Bardzo istotn¹ grupê danych stanowi¹ dane
identyfikuj¹ce. W przypadku, gdy mamy do czynienia z zarz¹dzaniem wspomaganym przez zintegrowane systemy klasy ERP, problem identyfikacji produktu nabiera jeszcze dodatkowego znaczenia. Zintegrowane systemy zarz¹dzania
(np. klasy ERP) wymagaj¹ jednoznacznoci w definicji wyrobu. W praktyce produkcyjnej czêsto u¿ywa siê nastêpuj¹cych pojêæ: identyfikacja, identyfikowalnoæ, indeks pozycji
asortymentowej. Poni¿ej podano ich definicjê.
Definicja 6
Identyfikacja (ang. identification). Norma ISO 9001
wymaga, aby ka¿dy wyrób by³ zidentyfikowany na wszystkich etapach produkcji, dostarczania i instalacji. Z punktu
widzenia systemu informatycznego oznacza to koniecznoæ
w³aciwego oznaczania samego wyrobu, np. z dok³adnoci¹
do jednej partii. Norma zaleca tak¿e, choæ nie wymaga, aby
wyroby by³y identyfikowalne. Np. norma ISO 21849:2006
Strona 20
(dotycz¹ca przemys³u lotniczego) czy te¿ ISO/TS 16949
(dotycz¹ca przemys³u samochodowego) specyfikuje wymagania dla identyfikacji i identyfikowalnoci produktu
w ca³ym cyklu ¿ycia wyrobu dla poszczególnych bran¿.
Definicja 7
Identyfikowalnoæ (ang. traceability). Identyfikowalnoæ jest specyficznym sposobem oznaczania pozwalaj¹cym odtworzyæ historiê wyrobu. Dziêki niej, jestemy
w stanie wiedzieæ sk¹d pochodzi dany wyrób, okreliæ
wszystkie jego sk³adniki, us³ugi oraz gdzie siê obecnie
znajduje. System identyfikowalnoci partii wyrobu mo¿e
nastêpowaæ poprzez odpowiednie znakowanie produktu
piecz¹tkami, etykietami konwencjonalnymi, kodami kreskowymi czy znacznikami RFID. W systemie informatycznym zapisywana i przechowywana jest genealogia wyrobu
(jego historia z mo¿liwoci¹ odtworzenia z okrelon¹ dok³adnoci¹ dostawców partii dostaw i pracowników, stanowisk, dostawców us³ug kooperacyjnych).
Definicja 8
Indeks pozycji asortymentowej powinien pozwalaæ na
jednoznaczne identyfikowanie (identyfikacja) dowolnej
pozycji (wyrobu, zespo³u, pó³produktu, elementu, surowca)
Nr 1 (2011)
wystêpuj¹cej w procesie produkcji i zaopatrzenia. Indeks
pozycji asortymentowej stosowany jest, jako podstawowy
klucz wyszukiwania w systemie informatycznym. Zwykle
jest to ci¹g znaków alfanumeryczny, ale bywa równie¿ stosowany indeks czysto numeryczny z liczb¹ kontroln¹.
Oprócz funkcji identyfikacyjnej indeks mo¿e pe³niæ funkcjê klasyfikuj¹c¹, agreguj¹c¹, grupuj¹c¹ indeksy o tych
samy cechach. Systemy ERP s¹ bardzo czu³e na jednoznaczne indeksowanie. Nie mo¿na dopuciæ, aby te same
pozycje wystêpowa³y pod ró¿nymi indeksami funkcja
MRP wtedy jest bezu¿yteczna.
Wprowadzaj¹c w praktykê pojêcie indeksu, zgodnie z Definicj¹ 8, napotykamy w przypadku wyrobów wariantowych
na realn¹ trudnoæ. Problem dotyczy iloci indeksów wyrobów wariantowych. Je¿eli prost¹ miar¹ prze³o¿ymy iloæ
opcji (Lo) na iloæ indeksów to w przypadku tylko jednej
rodziny wyrobów (ang. product family) wynosi:
Lo = A1n * A2m ** Alx
(7)
gdzie:
A1 ,, Al s¹ wêz³ami w drzewie konfiguracji (patrz podrozdz. 5.3.),
l jest liczb¹ wêz³ów,
n, m,,x s¹ liczbami poszczególnych mo¿liwoci w ka¿dym z wêz³ów.
W tradycyjnym podejciu dla ka¿dej z mo¿liwoci opcji
produktu generowany jest identyfikator (ang. ID product),
co pokazano na rysunku 4. W takim przypadku przygoto-
wanie danych dla procesu wytwarzania przygotowywane
jest dla ka¿dej z opcji wyrobu (stanowi¹cej ID produktu)
i standardowe procedury systemu klasy ERP (np. MPS czy
MRP) mog¹ znaleæ zastosowanie.
Powy¿sze rozwi¹zanie mo¿e znaleæ zastosowanie w przypadku wyrobów posiadaj¹cych niewielk¹ iloæ opcji. Problem siê komplikuje wyk³adniczo wraz ze wzrostem opcji,
a dodatkowe wyzwania, jakie stawia przedstawienie oferty
handlowej dla partnerów biznesowych w Internecie, jest
dodatkowym utrudnieniem. Gdyby policzyæ iloæ identyfikatorów, jakie musia³yby byæ wygenerowane a priori dla
rodzin wyrobów z rysunku 2. zgodnie z formu³¹ (7), to liczba ta siêga³aby 2,1 E+16.
Gdyby jednak zrezygnowaæ z agregacji planów produkcyjnych na poziomie wyrobu to wtedy wymagania dotycz¹ce
indeksu mo¿na by znacznie z³agodziæ i identyfikowalnoæ
zapewniæ poprzez wykonywanie wyrobów w klasycznym
MTO. Wtedy odpowiednikiem tradycyjnego indeksu bêdzie skrócone ID i dodatkowo numer partii produkcyjnej,
jednoznacznie przypisany do numeru zamówienia. Przyjêcie takiego za³o¿enia umo¿liwia wydajne przygotowanie
danych, wymaga jednak informatycznych narzêdzi: silnika
konfiguracji, silnika przygotowania danych oraz takiej kastomizacji systemu klasy ERP, aby mo¿na by³o prowadziæ
obieg dokumentów obrotu materia³owego z dok³adnoci¹
do partii produkcyjnej. Poni¿ej podano przyk³ad krótkiego
indeksu produktu. W warunkach rodzin wyrobów z rysunku 2. liczba indeksów krótkich nie przekroczy³a 3 E+4.
Na rysunku 5 podano zasady budowy indeksów dla tego
wyrobu.
Rys. 4. Przep³yw danych w tradycyjnym uk³adzie
Nr 1 (2011)
Strona 21
Rys. 5. Zasady budowy indeksu wyrobu
Przyk³ad
HBR-10-10-3900
oznacza:
HBR roleta zewnêtrzna typu HBR,
wymiary: szerokoæ od 990 do 1000 mm, wysokoæ od 990
do 1000,
profil pancerza 39,
napêd elektryczny;
Pozosta³e cechy identyfikuj¹ce wyrób s¹ poza oznaczeniem indeksowym i wynikaj¹ z konfiguracji wyrobu.
kolor). Celem skrócenia pracoch³onnoci przy budowie modelu wprowadzono dodatkowo wyj¹tki
konfiguracji, stanowi¹ce wykluczenia konfiguracji wybiegaj¹ce poza zwyk³e zale¿noci hierarchiczne. Przestrzeñ konfiguracji (rys. 6) reprezentowana jest przez AND/OR graf z pniem (ang.
root) (PF na rysunku 6) rozpoczynaj¹cym definicjê
rodziny produktów (ang. product family). Rodzina
produktów jest zbudowania ze zbioru mo¿liwych
rozwi¹zañ konfiguracji P = {P1, P2,, Pn} po³¹czonych relacj¹ AND. Ka¿de rozwi¹zanie Pi mo¿e
pochodziæ z modu³ów konfiguracji M = {M1, M2,, Mn}.
Ka¿dy modu³ konfiguracji Mi mo¿e posiadaæ kilka lub kilkanacie instancji M*k = {CAk1, CAk2,, CAkL} po³¹czonych
relacj¹ OR. Jedna, i tylko jedna, instancja mo¿e byæ wybrana ze zbioru zdefiniowanych rozwi¹zañ. W niektórych
przypadkach, np. wymiaru szerokoci rolety, wartoæ wyboru M*k mo¿e byæ dokonana z przedzia³u <CAmin; CAmax>
Ka¿da instancja modu³u mo¿e byæ okrelona przez odpowiadaj¹cy jej atrybut A = {akq} i jej wartoæ D = {dkqr},
gdzie dkqr wskazuje na r-t¹ wartoæ q-tego atrybutu zwi¹zanego z k-tym modu³em. W przestrzeni konfiguracji wprowadzono równie¿ relacjê zawierania (ang. inclusive relation) buduj¹c¹ zale¿noci hierarchiczne if-then. If Ci = pi1
then Cj = pj1, gdzie Ci, Cj wskazuj¹ na modu³y (lub atrybuty,
fantomy), a pi1, pj1 instancje modu³ów (lub wartoci atrybutów) zwi¹zanych z Ci i Cj. Analogicznie relacja wykluczenia (ang. exclusive relation) tworzy wyj¹tki w konfiguracji
if Ci = pi1 then Cj =/ pj1. Powy¿sze wyj¹tki mog¹ byæ równie¿
pomiêdzy wiêcej ni¿ dwoma rozwi¹zaniami w konfiguracji.
4.4. Definicja danych wyrobu wariantowego
Zastosowany model konfiguracji bardzo mocno jest zwi¹zany ze specyfik¹ wyrobu. Dodatkowym wyzwaniem jest
umieszczenie oferty produktowej w internecie. Klient, dla
którego przeznaczony jest wyrób wariantowy, mo¿e byæ
ca³kowicie niewiadomy jego struktury konstrukcyjnej.
Pojawia siê, wiêc potrzeba stworzenia narzêdzia silnika
konfiguracji stanowi¹cego pomost, swoistego t³umacza,
pomiêdzy cechami abstrakcyjnymi a realn¹ struktur¹ wy4.5. Automatyczne generowanie dokumentacji
twarzania. Przyk³adowo, w jednym z wêz³ów konfiguracji
W przypadku posiadania odpowiedniej klasy oprogramowystêpuje cecha rodzaj napêdu rolety. Napêd mo¿e byæ
wania, istnieje mo¿liwoæ (a w przypadku takiej produkcji
rêczny lub elektryczny. Klient wybiera tylko z jedn¹ tych
jak w prezentowanym przyk³adzie nawet koniecznoæ) zadwóch cech, natomiast zadaniem silnika konfiguracji jest
stosowania modelu przedstawionego na rysunku 7.
w oparciu o podany wybór dobraæ odpowiedni rodzaj silnika
Silnik przygotowania danych (DPE) zosta³ zaprojektowany
(zale¿nie od ciê¿aru rolety, jej powierzchni, rodzaju profilu,
do mapowania wymagañ klienta wraz z parametrami opcji
dostêpnoci na magazynie
itd.) i wygenerowaæ adekwatn¹ strukturê konstrukcyjn¹ i marszrutê procesu
wytwarzania czy monta¿u.
Do definicji wyrobu wykorzystano AND/OR model
zaproponowany przez [18],
bazuj¹cy na reprezentacji
grafu. Buduj¹c wêz³y konfiguracji, stanowi¹ce odpowiednik wêz³ów grafu, pos³u¿ono siê zale¿nociami
hierarchicznymi z wykorzystaniem funkcji OR oraz
AND, tworz¹c odpowiednie
zamienniki struktury konstrukcyjnej wyrobu.
Powy¿szy model zosta³ poszerzony o elementy typu
fantom, stanowi¹ce obraz
Rys. 6. Reprezentacja przestrzeni rozwi¹zañ za pomoc¹ relacji AND/OR
cech abstrakcyjnych (np.
Strona 22
Nr 1 (2011)
Rys. 7. Zasada automatycznego generowania dokumentacji w oparciu o silnik DPE
wyboru zapisanych przez silnik konfiguracji (CE) na strukturê wytwarzania i marszrutê procesu produkcji. Takie podejcie wymaga stworzenia bazy wiedzy. Baza wiedzy
sk³ada siê z nastêpuj¹cych elementów:
dane statyczne wydajnoæ maszyn i urz¹dzeñ, kalendarz i regulamin pracy, sta³e koszty produkcji, definicja
struktury procesu wytwarzania, czasy przezbrojeñ, czasy obróbki na poszczególnych maszynach,
dane dynamiczne aktualne zamówienia od klientów,
konfiguracje do zamówieñ, wymagania specjalne, aktualna dostêpnoæ surowca, awarie i przestoje maszyn, dostêpnoæ pracowników obs³ugi,
procedury przetwarzania danych algorytm doboru silnika
dla napêdu elektrycznego, algorytm doboru sprê¿yny dla
napêdu rêcznego, procedury dynamicznej klasyfikacji zadañ operacyjnego planu produkcji, algorytm (system doradczy) generowania przebiegu procesów z mo¿liwoci¹
przebiegów alternatywnych, procedury generowania danych steruj¹cych dla obrabiarek sterowanych numerycznie.
Poni¿ej pokazano przyk³ad (fragment) procedury doboru
silnika (rys. 8). Przygotowanie dokumentacji produkcyjnej
mo¿e odbywaæ siê na wiele sposobów. Jedna z metod mo¿e
polegaæ na wykorzystaniu szablonów w pakiecie MS Office.
Po przygotowaniu szablonu charakteryzuj¹cego siê bardzo
du¿¹ elastycznoci¹ zarówno co do formy, jak i treci, jest
on wype³niany danymi automatycznie z systemu ERP przez
silnik DPE. Przyk³ad szablonu podano na rysunku 9., a gotow¹ dokumentacjê produkcyjn¹ na rysunku 10.
Nr 1 (2011)
W pierwszym etapie silnik DPE dobiera BOM i oblicza zapotrzebowanie materia³owe a nastêpnie oblicza parametry
technologiczne obróbki, buduje strukturê i marszrutê zlecenia oraz szereguje zadania procesu (optymalizuj¹c wybór
wariantu procesu w oparciu o dynamiczn¹ klasyfikacjê zadañ operacyjnego planu obróbki). Kolejny etap to wype³nienie szablonu danymi w oparciu o krok poprzedni i zapis
danych w formie dokumentu (rys. 10).
W przypadku, gdy wymagania klienta wykraczaj¹ poza zakres konfiguratora (5-10% przypadków), wówczas przep³yw danych musi byæ skorygowany bezporednio przez
u¿ytkownika (rys. 11).
5. Podsumowanie
Wymagania wspó³czesnego klienta determinuj¹ systemy
wytwarzania. Strategie ma³ych i rednich przedsiêbiorstw
coraz czêciej skierowane s¹ w kierunku wytwarzania wyrobów wariantowych. Obecnie systemy wytwarzania musz¹
byæ przygotowane do produkcji rodzin wyrobów w mo¿liwie najkrótszym cyklu produkcji. Zarówno uatrakcyjnieniu
oferty handlowej, jak i skróceniu cyklu produkcyjnego
s³u¿¹ systemy oparte o model B2B. Jednak przygotowanie
danych wyrobów wariantowych, jak i sam proces przyjmowania zamówienia, musz¹ byæ wsparte o odpowiednio wydajne modelowanie i informatyczne wspomaganie procesu
biznesowego. Wprowadzenie w system dodatkowego narzêdzia w postaci CE i DPE mo¿e znacznie skróciæ proces
Strona 23
Rys. 8. Procedura doboru silnika
przygotowania danych dla systemu zarz¹dzania produkcj¹.
Dodatkowo dane steruj¹ce mog¹ byæ przes³ane wprost z
systemu planowania, a synchronizacja i monitorowanie zaawansowania realizacji zleceñ nadzorowane przez systemy
informatyczne. Zarówno przeprowadzone badania, jak i
praktyka produkcyjna, dowiod³y utylitarnoci proponowanych rozwi¹zañ. Powy¿szy proces przygotowania danych
dla wyrobów wariantowych stanowi bazê do dynamicznego grupowania zadañ operacyjnego planu produkcji. Szerzej powy¿sze zagadnienie przedstawiono w [13].
Strona 24
Literatura:
[1] Adenso-Diaz B., Lozano S., Eguia I.: Part-machine
grouping using weighted similarity coefficients.
Computers & Industrial Engineering 2005, no. 48,
pp. 553-570.
[2] Ball A., Ding L., Patel M.: An approach to accessing
product data across system and software revisions.
Advanced Engineering Informatics 2008, no. 22,
pp. 222-235.
Nr 1 (2011)
Rys. 9. Szablon dokumentacji produkcyjnej wyrobu wariantowego
Rys. 10. Przyk³ad dokumentacji produkcyjnej wyrobu wariantowego
Rys. 11. Przep³yw danych w przypadku dodatkowych specyficznych wymagañ
wykraczaj¹cy poza zakres automatycznego DPE
Nr 1 (2011)
Strona 25
[3] Da Silveira G., Borenstein D., Fogliatto F. S.: Mass
customization: Literature review and research directions. Int. J. Production Economics 2001, no. 72,
pp.1-13.
[4] Eynard B., Gallet T., Nowak P., Roucoules L.: UML
based specifications of PDM product structure and
workflow. Computers in Industry 2004, no. 55,
pp. 301-316.
[5] Gendarz P.: Elastyczne systemy modu³owe konstrukcji
maszyn. Wydawnictwo Politechniki l¹skiej, Gliwice
2009.
[6] Huffman C., Kahn B.: Variety for sale: Mass customization or mass confusion. Journal of Retailing 1998,
no. 74, pp. 491-513.
[7] Jeon G., Broering M., Leep H. R., Parsaei H. R., Wong
J. P.: Part family formation based on alternative routes during machine failure. Computers Industry Engineering 1998, Vol. 35, pp. 73-76.
[8] Jiao J., Simpson T. W., Siddique Z. J.: Product family
design and platform-based product development: a state-of-the-art review. Intell. Manuf. 18/2007, pp. 5-29.
[9] Kulkarni U. R., Kiang Y. M.: Dynamic grouping of
parts in flexible manufacturing systems A self-organizing neutral networks approach. European Journal
of Operational Research 1995, no. 84, pp. 192-212.
[10] Luo X., Tu Y., Tang J., Kwong C. K.: Optimizing customers selection for configurable product in B2C
e-commerce application. Computers in Industry
2008, no. 59, pp. 767-776.
[11] MacCarthy B., Brabazon P. G., Bramham J.: Fundamental modes of operation for mass customization. Int. J. Production Economics 2003, no. 85,
pp. 289-304.
[12] Matta A., Tolio T., Karaesmen F., Dallery Y.: An integrated approach for the configuration of automated
manufacturing systems. Robotics and Computer
Integrated Manufacturing 17/2001, pp. 19-26.
[13] Mleczko J.: Dynamic classification of tasks in condition of unit and small batch production. Management
and Production Engineering Review (Kwartalnik
Komitetu In¿ynierii Produkcji PAN) 2010, Vol. 1,
No. 3, pp. 41-55.
[14] Owsiñski J.W.: Machine-part grouping and cluster
analysis: similarities, distances and grouping criteria. Bulletin of the Polish Academy of Science. Technical Sciences 2009, Vol. 57, No. 3, pp. 217-228.
[15] Slater P.J.: Pconfig: a Web-based configuration tool
for Configure-To-Order products. Knowledge-Based
Systems 12/1999, pp. 223-230.
[16] Tralix M. T.: From mass production to mass customization. Journal of Textile and Apparel, Technology
and Management 2001, Vol. 1, Issue 2.
[17] Thörn Ch.: Current state and potential of variability
management practices in software-intensive SMEs: Results from a regional industrial survey. Information
and Software Technology 2010, no. 52, pp. 411-421.
[18] Zhou Ch., Lin Z., Liu C.: Customer-driven product configuration optimization for assemble-to-order manufacturing enterprises. International Journal of Advanced
Manufacturing Technology 38/2008, pp. 185-194.
Strona 26
[19] Katalog wyrobów wariantowych firmy Anwis. Dostêp
dnia 10.11.2010 r. Dostêpny w Internecie:
http://www.anwis.pl/
FLOW OF DATA IN THE OPERATIONAL MANAGEMENT OF CONFIGURABLE PRODUCTS
Abstract:
According to requirements of the market a great number of
small companies are forced to offer a wide variety of products and to frequently respond to the market with customized solutions. At the same time, the fast delivery of products is often key to winning orders. Recent developments
in Information Technology have made product family manufacturing available for small companies. It is made possible by applying a class of software tools called product configurations which can be integrated with Enterprise Resource Planning (ERP) systems. For configurable products, due
to the number of options for implementation, the process of
data preparation requires special care so that not to be too
time-consuming and likely to be realized in production
practice. This article presents problem of product identification, customizable product modeling, user interface issues, the algorithmic generating of bill of materials and routing processes based on the options specified by the B2B
system users and data flow in the operational management.
The decision framework of product family design and development along the entire spectrum of product realization
according to the concept of design domains. Product family
decision-making involves a series of what how mappings
between these domains.
Managing product families consisting of a large set of product variants as configurable products requires defining
a configuration model. The concepts and modeling guidelines for them were validated with success in SME for roller
shutters. Information system support is necessary for modeling products, particularly for a configuration available
on the Internet for B2B partners. In addition to having a good understanding of the product, a designer should be familiar with object oriented modeling. The main benefit there
would be improving communication within the product development team and to other departments in the company,
e.g. sales. The benefits also include the use of additional
functions provided by the knowledge database, structure
and the related design constraints during the product development. The method was validated in the conditions of
best practice production for unit and small batch production.
Dr in¿. Janusz MLECZKO
Katedra In¿ynierii Produkcji
Wydzia³ Budowy Maszyn i Informatyki
Akademia Techniczno-Humanistyczna w Bielsku-Bia³ej
tel.: 33 8279253, w. 253
[email protected]
Nr 1 (2011)

Przep³yw danych w zarz¹dzaniu operacyjnym wyrobów wariantowych 1. Wprowadzenie

Transkrypt

Podobne dokumenty