האם אפשר לדמות את המפעל לפני ששינינו אותו?

מה קורה כששינוי במפעל מבוצע לפני שמבינים איך שאר מערכת הייצור תגיב? הוספת משמרת, רכישת מכונה חדשה, צמצום מלאים ביניים, שינוי בתקינה של כוח האדם או קבלת תמהיל מוצרים שונה יכולים להיראות כפתרונות ברורים. אבל מפעלים הם מערכות משולבות. שיפור הקיבולת במשאב אחד עלול פשוט להעביר את צוואר הבקבוק למקום אחר. בפרק זה אנו בוחנים סימולציה של מפעל, תכנון ייצור, תאומים דיגיטליים (Digital Twins), קיבולת סופית, ניהול צווארי בקבוק ואופטימיזציה של ייצור, וכיצד יצרנים יכולים לבחון שינויים תפעוליים לפני שהם מיושמים בפועל על רצפת הייצור.

למה שינויים במפעל קשים לחיזוי
שעות מכונה נוספות אינן מבטיחות אוטומטית יותר הזמנות לקוחות שנשלחו. משמרת נוספת עשויה להגדיל את קיבולת העיבוד, בעוד שהרכבה, בדיקה, טיפול בחומרים, תחזוקה או עובדים מוסמכים נשארים מוגבלים. התוצאה יכולה להיות ניצולת גבוהה יותר במרכז עבודה אחד, בעוד התורים פשוט גדלים במקום אחר במורד הזרם. לכן החלטות ייצור צריכות לקחת בחשבון את זרימת הייצור כולה, ולא לייעל מכונות בודדות בבידוד.

מהי סימולציית מפעל בפועל
סימולציית מפעל אינה חייבת להיות ויזואליזציה תלת-ממדית יקרה של מפעל שלם. סימולציה שימושית מדמה כיצד הזמנות נעות דרך הייצור לאורך זמן. היא יכולה לייצג:

• מסלולי ייצור וסדרי ייצור
• קיבולת מכונות וכוח אדם
• לוחות זמנים של משמרות וחלונות תחזוקה
• זמני הכנה והחלפה
• זמינות חומרים
• תורים ומלאי בתהליך (WIP)
• השהיות איכות ובדיקות
• מיומנויות והסמכות של עובדים
• כללי אצוות
• השבתות ותקלות
• כללי שיגור ועדיפות

זה מאפשר ליצרנים לבחון משמרת נוספת מבלי לתזמן אותה, להעריך מכונה לפני רכישתה, לשנות רמות מלאי ביניים מבלי להפריע לייצור, או לדמות תמהיל מוצרים שונה לפני שהזמנות לקוחות מושפעות.

ERP לעומת MES לעומת סימולציית מפעל
ERP מספק את התוכנית המסחרית והייצורית: ביקוש, כמויות, תאריכי יעד, חומרים, מסלולי ייצור וקיבולת מתוכננת. MES מספק עדויות על מה שבאמת קרה במהלך הייצור. סימולציה מוסיפה שכבה נוספת: מה יכול לקרות אם נשנה משהו? מרכז עבודה עשוי להיראות בעל קיבולת מספקת ב-ERP, בעוד שרצפת הייצור בפועל מוגבלת על ידי הכנות, כלים, הסמכות מפעילים, זמינות חומרים, בדיקות או רצף הייצור. נתוני היסטוריה מ-MES יכולים לעזור להפוך את הנחות הסימולציה לריאליסטיות, אך נתוני עבר לבדם אינם יכולים לענות על השאלה מה יקרה לאחר שינוי עתידי במשמרות, השקעה בקיבולת או כלל שיגור שונה.

מנתוני מפעל לתאום דיגיטלי
נתונים מתארים אירועים. מודל מפעל מתאר התנהגות. תאום דיגיטלי שימושי מחבר בין מוצרים, תהליכים, משאבים, אנשים, כלים, חומרים, תנאי איכות וכללי הפעלה. הוא יכול לייצג את מצב הייצור הנוכחי ולשמש נקודת מוצא לבחינת תרחישים חלופיים. המטרה אינה עותק וירטואלי מושלם של כל אובייקט במפעל, אלא מודל מדויק מספיק לתמיכה בהחלטה תפעולית אמיתית.

לבחון קיבולת לפני רכישת קיבולת
לפני השקעה במכונה נוספת, יצרנים יכולים לדמות חלופות כגון: מכונה חדשה → זמן מחזור מהיר יותר → משמרת נוספת → משאב חלופי → מיקור חוץ → כללי רצף שונים. השאלה החשובה אינה רק האם קיבולת המכונה עולה. השאלה היא האם התפוקה, זמן האספקה, התנהגות התורים והעמידה במועדי האספקה אכן משתפרים. מכונה חדשה עשויה להגדיל את התפוקה במורד הזרם, אך ליצור תור גדול עוד יותר בבדיקה או בהרכבה.

אנשים הם חלק מהקיבולת הסופית
עשרה עובדים במשמרת אינם בהכרח מייצגים עשר יחידות קיבולת החלופיות זו לזו. הייצור עשוי להיות תלוי במפעילים מסוימים שיכולים לבצע הכנות, לאשר חלקים ראשונים, להפעיל ציוד מיוחד או להשלים תהליכים מוסדרים. כלומר, סימולציית ייצור ריאליסטית חייבת להתחשב במיומנויות, הסמכות, כיסוי משמרות, פיקוח, פונקציות תמיכה ומגבלות הכשרה, ולא רק במספר העובדים.

תמהיל מוצרים ורצף הייצור חשובים
שתי תוכניות ייצור יכולות להכיל את אותו מספר הזמנות ועדיין ליצור עומסים שונים לחלוטין במפעל. משפחות מוצרים שונות עשויות לדרוש זמני מחזור, הכנות, כלים, בדיקות, מיומנויות וקיבולת תיקונים שונים. נתוני קיבולת ממוצעים יכולים לכן להסתיר את המגבלות שבאמת קובעות את ביצועי האספקה. גם הרצף חשוב: קיבוץ מוצרים דומים עשוי להפחית החלפות, בעוד שהעדפת תאריכי יעד עשויה לשפר התחייבויות מסוימות ללקוחות אך להגדיל את זמן ההכנה. סימולציית מפעל מאפשרת למתכננים להשוות כללים אלה על אותו ביקוש, במקום להסתמך רק על ממוצעים.

להתחיל בקטן
אינך צריך לדמות את המפעל כולו. התחל מהחלטה אחת, אזור ייצור מוגבל אחד ותוצאה מדידה אחת. לדוגמה: אם נוסיף משמרת לילה בתא עיבוד זה, האם נוכל לשפר את הביצועים במועדי האספקה מבלי ליצור תור בלתי ניתן לניהול בפעולה הבאה? לאחר שהמודל משחזר באופן אמין את התנהגות הייצור הרגילה, ניתן לבחון תרחישים חלופיים מול קו הבסיס הזה, ובכך לחסוך השקעות יקרות בקיבולת. פרק זה מיועד למתכנני ייצור, מנהיגי ייצור, מנהלי תפעול, מנהלי מפעלים, מהנדסי תעשייה, צוותי נתונים וכל מי שעובד עם ERP, MES, APS, תאומים דיגיטליים או ייצור חכם.

הפוך לתומך של הפודקאסט הזה: https://www.spreaker.com/podcast/m365-fm-a-microsoft-mvp-podcast-by-mirko-peters--6704921/support.