Optymalizacja harmonogramu produkcji - jak budować lepsze harmonogramy produkcyjne

Harmonogram produkcji może wyglądać poprawnie, podczas gdy fabryka już dawno poszła dalej. Maszyna pracuje wolniej, niż zakładano, przezbrojenie trwa dłużej, materiał wciąż czeka na zwolnienie albo do planu trafia pilne zamówienie. ERP nadal pokazuje pierwotne terminy, MES pokazuje bieżące wykonanie, a brygadzista na hali już zaczął korygować kolejność. Prawdziwym wyzwaniem jest utrzymanie harmonogramu w powiązaniu z tym, co produkcja faktycznie może zrobić teraz.

OD PLANU PRODUKCJI DO WYKONALNEGO HARMONOGRAMU
Plan produkcji opisuje, co firma zamierza wytworzyć. Harmonogram produkcji przekłada ten popyt na konkretną pracę na określonych maszynach, w określonych zmianach, przy dostępnych materiałach, narzędziach, ludziach i zatwierdzeniach.

Oznacza to, że harmonogram wymaga czegoś więcej niż terminów i numerów zleceń. Potrzebuje tras technologicznych, czasów operacji, reguł przezbrojeń, informacji o zdolnościach zasobów, statusu materiałów, punktów kontroli jakości, kalendarzy, oprzyrządowania oraz wystarczających danych wykonawczych, aby ocenić, czy kolejna operacja może naprawdę się rozpocząć.

ERP, MES I RZECZYWISTOŚĆ NA HALI
ERP powinien pozostać źródłem danych o popycie klientów, zleceniach produkcyjnych, terminach, stanach magazynowych, zakupach i zobowiązaniach handlowych. MES działa bliżej wykonania i informuje proces planowania, które operacje są w toku, jakie ilości zostały ukończone, gdzie praca jest zablokowana i co faktycznie wydarzyło się podczas zmiany.

Żaden z tych systemów nie daje pełnego obrazu planowania samodzielnie. Wiarygodny harmonogram łączy priorytety biznesowe z ERP z bieżącymi informacjami wykonawczymi z MES oraz istotnymi zdarzeniami z hali pochodzącymi z systemów OT.

PLANOWANIE O SKOŃCZONEJ ZDOLNOŚCI I PLANOWANIE OPARTE NA OGRANICZENIACH
Planowanie oparte na ograniczeniach zaczyna się od tego, co fabryka faktycznie jest w stanie obsłużyć. Zamiast obciążać zlecenia według preferowanych terminów i odkrywać przeciążenie później, planista sprawdza, czy praca mieści się w rzeczywiście dostępnej zdolności.

Typowe ograniczenia obejmują:
• Dostępność i zdolności maszyn
• Czas przezbrojenia i przestawienia
• Dostępność materiałów i partii
• Kwalifikacje operatorów i kalendarze zmian
• Uchwyty, narzędzia, przyrządy pomiarowe i zasoby pomocnicze
• Okresy przeglądów i konserwacji
• Wstrzymania jakościowe i wymagania kontroli
• Kolejność operacji i reguły tras technologicznych

Maszyna może mieć osiem dostępnych godzin. Harmonogram nie powinien po cichu przydzielić dwunastu godzin pracy i pozostawić produkcji rozwiązania tej różnicy.

OGRANICZENIA TWARDE I MIĘKKIE
Niektórych zasad nie wolno łamać. Maszyna bez wymaganej zdolności nie może wykonać operacji, materiał objęty wstrzymaniem jakościowym nie może zostać zużyty, a operacja nie może rozpocząć się przed zakończeniem wymaganej operacji poprzedzającej.

Inne reguły mają charakter preferencji. Produkcja może preferować mniejszą liczbę przezbrojeń, grupowanie podobnych wyrobów albo stabilną kolejność w obrębie bieżącej zmiany. Te preferencje mają znaczenie, ale mogą zostać nadpisane, gdy pilne zamówienie klienta lub poważne zakłócenie tego wymaga.

Planista musi zatem rozróżniać, co jest niemożliwe, a co jest po prostu niepożądane.

ZDOLNOŚĆ TO COŚ WIĘCEJ NIŻ PUSTA MASZYNA
Bezczynna maszyna nie jest automatycznie dostępną zdolnością produkcyjną. Wymagany uchwyt może znajdować się w innym miejscu, maszyna może nie mieć zatwierdzenia dla danej rewizji wyrobu, przyrząd pomiarowy może być po terminie kalibracji, a wykwalifikowany operator może nie być obecny na zmianie.

Dlatego szczegółowe planowanie wymaga danych o zdolnościach, a nie tylko grup zasobów i godzin z kalendarza. Istotne pytanie nie brzmi, czy maszyna jest wolna. Brzmi: czy cała operacja może zostać wykonana w warunkach obowiązujących dla konkretnego zlecenia.

PRZEPLANOWANIE W CZASIE RZECZYWISTYM BEZ CIĄGŁEGO CHAOSU
Dane w czasie rzeczywistym nie oznaczają, że cały harmonogram powinien się zmieniać za każdym razem, gdy maszyna zgłasza alarm. Produkcja potrzebuje stabilności wystarczająco długiej, aby ludzie mogli przygotować materiały, zamontować narzędzia, wykonać przezbrojenia i zrealizować pracę.

Przeplanowanie powinno zatem opierać się na wyjątkach. Potwierdzona awaria, poważny brak materiału, wstrzymanie jakościowe, znacząca przerwa w wykonaniu lub zatwierdzona zmiana priorytetu mogą uzasadniać przegląd harmonogramu. Drobne odchylenia mogą po prostu pozostać w historii wykonania.

Strefy zamrożenia mogą chronić pracę w najbliższym horyzoncie, która została już przygotowana lub rozpoczęta, podczas gdy prace zaplanowane dalej w przyszłości pozostają bardziej elastyczne.

CELE I KOMPROMISY
Wykonalny harmonogram nie jest automatycznie najlepszym harmonogramem. Fabryka może chcieć chronić terminy dostaw, ograniczać przezbrojenia, maksymalizować wykorzystanie wąskiego gardła, kontrolować zapasy produkcji w toku albo utrzymywać stabilność harmonogramu.

Te cele mogą być ze sobą sprzeczne. Przesunięcie pilnego zlecenia do przodu może chronić jedno zobowiązanie wobec klienta, ale jednocześnie wprowadzić kolejne przezbrojenie, opóźnić inne zlecenie i zakłócić pracę już przygotowaną na hali.

Optymalizacja może szybko obliczyć alternatywy, ale planiści nadal muszą zdecydować, na jakie kompromisy biznes jest gotowy się zgodzić.

GDZIE W TO WSZYSTKO WPISUJE SIĘ MICROSOFT
Azure może zapewnić warstwę integracji łączącą ERP, MES, systemy OT oraz usługę planowania lub optymalizacji. Microsoft Fabric może zebrać dane historyczne dotyczące harmonogramów, wykonania, jakości, konserwacji i wybranych danych maszynowych w jednym miejscu do analiz i zarządzania.

Power BI może pomóc zespołom analizować dotrzymywanie harmonogramów, wąskie gardła, powtarzające się opóźnienia, planowane kontra rzeczywiste czasy operacji oraz przyczyny zmian harmonogramu. Power Platform może wspierać kontrolowane przepływy pracy dotyczące pilnych zleceń, zmian tras technologicznych, decyzji jakościowych i innych wyjątków wymagających zatwierdzenia przez człowieka.

Technologie Microsoft wspierają architekturę planowania, ale wyspecjalizowany system APS lub silnik optymalizacyjny nadal jest potrzebny, gdy fabryka wymaga planowania o skończonej zdolności, rozwiązywania ograniczeń, sekwencjonowania i optymalizacji.

NAJWAŻNIEJSZE WNIOSKI
• ERP dostarcza plan biznesowy, a MES - rzeczywistość wykonania.
• Szczegółowe planowanie wymaga skończonej zdolności, a nie ogólnych godzin dostępności.
• Zdolność zasobu ma większe znaczenie niż prosta dostępność maszyny.
• Narzędzia, umiejętności, jakość, materiały i konserwacja mogą stać się ograniczeniami planowania.
• Nie każde zdarzenie na hali powinno uruchamiać nowy harmonogram.
• Strefy zamrożenia pomagają chronić pracę już przygotowaną lub trwającą.
• Optymalizacja powinna ujawniać kompromisy, a nie po cichu przesuwać pracę.
• Fabric, Azure, Power BI i Power Platform mogą wspierać otaczającą architekturę danych, integracji, analityki i przepływów pracy.
• Ocena człowieka pozostaje częścią procesu planowania.

Dobry harmonogram produkcji nie jest tym, który nigdy się nie zmienia. Jest nim ten, który odzwierciedla rzeczywiste ograniczenia fabryki, zmienia się tylko wtedy, gdy jest to konieczne, i daje planistom oraz zespołom produkcyjnym jasny obraz tego, co może się faktycznie wydarzyć dalej.

Zostań sympatykiem tego podcastu: https://www.spreaker.com/podcast/m365-fm-a-microsoft-mvp-podcast-by-mirko-peters--6704921/support.