Выравнивание загрузки цехового оборудования при выполнении заявки на производство


О чем речь

Для производителей продуктов важным моментом является необходимость минимизировать потери при отработке заказов клиентов. Надо и производственный сервис выполнять, и при этом не понести дополнительных затрат на переналадку, привлечение доп. сотрудников, соблюсти кратность партий запуска и т.д.

В рамках выбранной темы поговорим о планировании и диспетчеризации производства для минимизации этих потерь. При этом оговоримся сразу, что само планирование производства как правило осуществляется с 2-х сторон:

  1. Планирование запуска производства (или планирование переработки) – чтобы своевременно запустить производство, организовать согласованную внутрицеховую работу и выдать необходимый объем продукции к плановым датам отгрузки заказов
  2. Планирование упаковки продукции – чтобы своевременно (с точностью до часа) упаковать, промаркировать и подготовить готовую продукцию к отправке клиентам

Сегодня мы поделимся своим опытом и подходами к решению только первой задачи – планирования запуска производства (причем посмотрим на эту задачу глазами начальника производства), и опишем общий алгоритм формирования этого плана.


Ключевые задачи планирования запуска производства

В рамках процедуры планирования запуска производства перед начальником производства стоят следующие ключевые задачи:

1._Согласовать исполнимость заявки на производство продукции, определенной клиентским департаментом, на основании заказов клиентов – оценить возможность произвести требуемый объем заданной продукции в указанные сроки.

В рамках данной задачи происходит согласование и принятие (или своевременный отказ от) ответственности начальником производства за объемы и сроки выпуска готовой продукции.

Следует упомянуть, что о подходах и алгоритмах расчета заявки на производство мы уже рассказывали в предыдущих статьях («Как быстро и точно рассчитать задание на производство», «Формирование заявки на производство. Борьба за клиентский сервис и против стоков»).

2. Сформировать правильные последовательность и сроки запуска + обработки продукции на цеховом оборудовании (или рабочих центрах), чтобы обеспечить целевые показатели производства.

Например – произвести как можно быстрее, минимум простоев и т.д.  Результат этой задачи – сформированное задание на запуск и обработку на рабочие центры в производстве.

3. Рассчитать потребность в сырье и материалах + запустить процедуры обеспечения утвержденной к производству заявки


I. Согласование исполнимости заявки на производство


Итак, первой задачей начальника производства является оценка пропускной способности своего подразделения для выполнимости поступившей заявки, определение максимального состава заявки, принимаемой к выполнению.

Надо заметить, что оценка пропускной способности производства должна бы являться частью алгоритма расчёта заявки на производство, которая формируется клиентским департаментом. С этим я вынужден одновременно и согласиться, и не согласиться:

  • С одной стороны, действительно нелогично при определении потребности в производстве не учитывать существующие ограничения производства. Поэтому модель расчета заявки на производство и учитывает пропускную способность мощностей. НО! На этом шаге заложена упрощенная модель оценки – по ключевому ресурсу. В качестве ключевого ресурса как правило выступает уникальный станок или линия, которые в большинстве случаев ограничивают производство.
  • С другой стороны, когда мы говорим про принятие ответственности за выполнение объемов начальником производства нужна более тонкая оценка исполнимости. В противном случае при срывах или невыполнении плана начальник производства оказывается «виноватым» за чужие расчеты.

Кроме того, в реальном производстве в зависимости от ассортимента и объема потребности – узкое место/ключевой ресурс – может перемещаться с одного рабочего центра на другой.

Именно поэтому для оценки возможности выполнения заявки на переработку требуется проверить заявку по всем цеховым рабочим центрам.

Проверка заявки выполняется на основании следующей информации:

  • Доступность рабочих центров в соответствии с загрузкой под запущенные заявки
  • Производительность рабочих центров для каждой единицы продукции
  • Технологические цепочки производства – последовательность обработки продукции на рабочих центрах
  • Привязка продукции к определенным рабочим центрам, приоритеты использования рабочих центров для обработки продукции
  • Время переналадки (мойки) оборудования и переключений, после которых необходима переналадка
  • Минимальная и кратность партии запуска.

При распределении заявки на цеховые рабочие центры решается вариант задачи о мультипликативном рюкзаке:

  • каждый станок — рюкзак, имеющий свою вместимость (максимально возможный объем выпуска в смену),
  • каждая партия номенклатуры — предмет, имеющая свою ценность и время обработки на станке (вес).

При этом задача имеет особенность относительно классической постановки – возможность параллельной обработки продукта на некоторых рабочих центрах (например, в печи могут одновременно обрабатываться несколько рам с продукцией, при этом их время обработки (вес предметов) не суммируется.

Результатом распределения заявки на цеховые рабочие центры является информация:

  • о плановой загрузке рабочих центров, в %,
  • возможные перегрузы оборудования,
  • оценочные даты завершения производства продукции по заявке

Рисунок. Оценка исполнимости заявки на производство через пропускную способность оборудования

На основании полученной информации начальник производства оценивает возможность/невозможность исполнить заявку на производство и согласует с клиентским департаментом – в какой заявке, какую продукцию и на сколько необходимо сократить.

После оценки и согласования скорректированной заявки на производство начальник производства приступает к формированию последовательности и расчету сроков запуска, обработки продукции на цеховом оборудовании.


II. Формирование последовательности и сроков запуска


Данные процессы ритмичны и повторяемы, поэтому логично их перевести из «ручного режима» в работу автоматизированного инструмента. При автоматизации процессов планирования производства с целью получения согласованного расписания работы оборудования мы придерживаемся принципов теории ограничений систем, согласно которым не требуется рассчитывать расписания-диаграммы для каждого технологического этапа. Для организации согласованной обработки продукции по технологической цепочке производства достаточно определить расписание на рабочие центры, которые являются драйверами производственного процесса (барабанами в терминах теории ограничений). Как правило начальники в своем производстве знают такие рабочие центры. Либо для их вычисления можно воспользоваться методиками теории ограничения систем.

Применяемый алгоритм построения расписания на рабочем центре-драйвере выстраивает последовательность обработки на нем таким образом, чтобы обеспечить равномерность загрузки следующих за ними рабочих центров. Т.е. решается оптимизационная задача, в которой основным критерием эффективности построенного расписания является минимальное время простоя следующих станков.

Результатом выполнения задачи является расписание (последовательность и время) запуска обработки партий на рабочих центрах-драйверах, которые обеспечивают сбалансированную загрузку цехового оборудования и позволяют выполнить заявку на производство. На основании рассчитанного расписания формируются и выдаются задания по рабочим центрам производства.


III. Расчет потребности в сырье и материалах


Последней задачей в процедуре планирования заявки на производство является расчет потребности в сырье: на основании распределенной по оборудованию заявки на производство и построенной последовательности запуска и обработки партий продукции рассчитывается график потребления сырья и материалов по рабочим центрам и формируется потребность на внутренние и центральный склады для выполнения процедуры материального обеспечения производства.


To be continued…

Это наш подход к решению задачи планирования запуска производства для выравнивания загрузки цехового оборудования, выработанный на основании выполненных проектов автоматизации пищевых производств.

В следующем материале на эту тему более подробно провалимся во «внутрянку» составляющих задач, чтобы раскрыть особенности реализации автоматизированного инструмента планирования запуска производства.

Печать статьи

Отправить ответ

Оставьте первый комментарий!

avatar
  Подписаться  
Уведомлять о