Sterowanie wykonaniem produkcji
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
STEROWANIE WYKONANIEM PRODUKCJI
(Production Activity Control - PAC)
Sterowanie wykonaniem produkcji (SWP) stanowi najni\
szy, wykonawczy poziom systemu
zarzÄ…dzania produkcjÄ…, Å‚Ä…czÄ…cy wy\
sze poziomy operatywnego planowania produkcji z procesami
produkcyjnymi. Podstawą wyjściową dla sterowania wykonaniem produkcji jest operatywny plan zakładowy
produkcji (MPS), który zawiera wykonawczy plan produkcji dla całego zakładu. SWP w ramach
harmonogramowania szczegółowego dezagreguje MPS w szczegółowe zadania dla stanowisk roboczych -
komórek produkcyjnych, z których składa się zakład produkcyjny.
Sterowanie wykonaniem produkcji polega na transformacji danych zadanych przez wy\
sze poziomy
planowania produkcji (operatywne planowanie produkcji, planowanie potrzeb materiałowych, planowanie
zdolności produkcyjnych) w instrukcje sterujące maszynami, urządzeniami i procesami produkcyjnymi, a tak\
e
na przetworzeniu danych z poziomu realizacji produkcji w informacje dla wy\
szych poziomów planowania.
Sterowanie wykonaniem produkcji definiuje zasady i techniki stosowane przez zarzÄ…dzanie do planowania
szczegółowego - harmonogramowania, dysponowania - uruchamiania zleceń, kontroli i oceny działań
produkcyjnych, właściwe dla osiągnięcia celów przedsiębiorstwa.
Sterowanie wykonaniem produkcji (SWP) obejmuje harmonogramowanie (terminowanie, obciÄ…\
anie stanowisk
roboczych i ustalanie kolejności zadań), uruchamianie, kontrolę i ocenę przebiegu zleceń.
Cele sterowania wykonaniem produkcji
Ò! dotrzymanie zaplanowanych terminów realizacji zamówieÅ„ klientów
Ò! minimalizacja czasów realizacji zleceÅ„
Ò! minimalizacja poziomu zapasów (materiałów i produkcji w toku)
Ò! maksymalizacja wykorzystania zasobów pracowniczych oraz maszyn i urzÄ…dzeÅ„
Ò! minimalizacja nadgodzin
Zakres, zło\
oność oraz stosowane zasady i metody SWP zale\
ą od charakteru ciągłości produkcji, typu produkcji
i systemu produkcyjnego.
I. SWP w warunkach produkcji potokowej
Sterowanie przepływem (Flow Control)
Stosowane w warunkach produkcji potokowej (ciągłej, stabilnej, masowej i wielkoseryjnej) systemy
produkcyjne to linie potokowe. Ze względu na wysoką stabilność i powtarzalność produkcji w tych systemach w
długim okresie czasu, decyzje dotyczące obcią\
enia i kolejności są ustalane w trakcie projektowania systemu.
Najwa\
niejszym zadaniem projektowania linii potokowych jest jej zrównowa\
enie - synchronizacja.
Linie potokowe wymagajÄ… automatycznego i specjalistycznego wyposa\
enia w procesie wytwarzania i transportu,
co wiÄ…\
e siÄ™ z du\
ymi inwestycjami kapitałowymi. Zwrot tych nakładów mo\
na uzyskać tylko w przypadku
du\
ej wielkości produkcji oraz przy sprawnym i efektywnym wykorzystaniu linii.
Czynniki determinujÄ…ce sprawne i efektywne sterowanie systemem produkcyjnym typu linia potokowa
1. Odpowiednie zaprojektowanie wyrobu i procesu.
2. Prewencyjne remonty w celu zapobie\
enia awariom (awaria linii powoduje zatrzymanie całej linii).
3. Krótki cykl usuwania awarii.
4. Optymalny zestaw składników produktu (wykorzystanie programowania liniowego do określenia
optymalnego zestawienia składników na wejściu aby osiągnąć po\
ądany produkt na wyjściu przy
minimalnych kosztach).
5. Wyeliminowanie problemów jakościowych w procesie produkcyjnym wyrobu. Problemy z utrzymaniem
jakości wyrobu powodują konieczność zatrzymania produkcji. Jednocześnie są przyczyną strat pracy,
materiału, czasu i innych zasobów.
6. Pewnych i terminowych dostaw. Nieterminowe dostawy powodujÄ… przerwy w produkcji, a z drugiej strony,
aby ich uniknąć trzeba utrzymywać zapasy, co podnosi koszty produkcji. Krótkie cykle dostaw, niezawodne
dostawy, dokładnie zaplanowane potrzeby materiałowe oraz szczegółowe harmonogramy dostaw
umo\
liwiajÄ… redukcjÄ™ zamro\
enia kapitału w materiałach.
Sterowanie przebiegiem produkcji jest uproszczone i sprowadza się do kontroli zaprojektowanej wielkości
spływu produkcji i działań regulacyjnych, aby utrzymać zaprojektowany spływ produkcji.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opracował: Jacek Rudnicki 1
Sterowanie wykonaniem produkcji
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
II. SWP w warunkach produkcji średnioseryjnej.
Wyroby sÄ… zwykle produkowane na magazyn, chocia\
mogą być tak\
e produkowane na zamówienie. Ich
produkcja jest ponownie zlecana po osiągnięciu zapasu sygnalizacyjnego. Podstawowym problemem jest
określenie wielkości serii oraz ustalenie kolejności obróbki zleceń. Do określenia wielkości serii mo\
na
zastosować formułę na ekonomiczną wielkość serii produkcyjnej wyliczaną według znanego wzoru:
2 DS p gdzie: D - popyt roczny, S - koszt przestawienia produkcji
Q = H - koszt utrzymania jednostki
H (p - d) p - tempo produkcji, d - tempo zu\
ywania zapasu
Dla określenia kolejności zapuszczania zleceń oblicza się czas na jaki wystarcza zapas. Wyrób o najkrótszym
czasie zu\
ycia bie\
ącego zapasu będzie zapuszczany pierwszy.
III. SWP w warunkach produkcji małoseryjnej i jednostkowej.
Sterowanie realizacją zleceń (Order Control)
Wyroby wytwarzane są na zamówienie. Występuje du\
a ró\
norodność zamawianych wyrobów i du\
e
zró\
nicowanie zleceń produkcyjnych. Zamówienia zwykle ró\
nią się znacznie w zakresie wymogów produkcji,
wymaganych materiałów, czasu obróbki, kolejności procesu i przezbrojeń. Ró\
ne są wielkości zamówień i
wymagane terminy dostawy do klienta. Szczegółowe plany - harmonogramy realizacji zleceń produkcyjnych
mo\
na opracować dopiero po przekazaniu potwierdzonych zleceń produkcyjnych do realizacji. SWP obejmuje
zwykle krótki horyzont planowania, a decyzje są podejmowane z du\
ą częstotliwością. Z tego powodu SWP w
warunkach produkcji małoseryjnej i jednostkowej okazuje się bardzo skomplikowane.
Podstawowe problemy harmonogramowania produkcji małoseryjnej i jednostkowej.
1. Jak rozdzielić zlecenia - zadania i obcią\
enia na poszczególne stanowiska robocze lub grupy
technologicznie podobnych maszyn?.
2. Jaka ma być kolejność zleceń - zadań na poszczególnych stanowiskach?.
Ad.1. Gdy dane zadanie ma być wykonane na jednym konkretnym stanowisku rozwiązanie problemu obcią\
enia
jest jednoznaczne i nie nastręcza problemów. Problem pojawia się gdy dwa lub więcej zadań ma być
wykonanych i jest kilka stanowisk lub grup maszyn mogących wykonać dane zadanie. W takim przypadku
kierownik wydziału, czy komórka planistyczno - rozdzielcza muszą dokonać przydziału tych zadań do stanowisk
stosujÄ…c odpowiednie kryteria i metody.
Kryteria przydziału zadań do maszyn: minimalizacja kosztów wykonania operacji, minimalizacja kosztów
przezbrojeń, minimalizacja czasu oczekiwania między stanowiskami, minimalizacja czasu ukończenia zlecenia.
Metody i techniki przydziału zadań do maszyn (metody obcią\
ania): metoda indeksowa, wykres Gantt a,
programowanie liniowe dla rozwiązania zadania przydziału. Stosując wykres Gantt a jednocześnie przydziela się
zadania do stanowisk i ustala się kolejność tych zadań.
Ad. 2. Decyzje odnośnie obcią\
eń określają maszyny, które będą u\
yte do wykonania danych zadań, ale nie
określają kolejności wykonywania zadań na danym stanowisku. Dla określenia kolejności wykonania zleceń
stosuje się reguły priorytetu.
Proces sterowania wykonaniem produkcji
Start
Przydział zadań do stanowisk
roboczych (ObciÄ…\
anie)
Ustalanie priorytetu zadań
(Kolejność zadań)
Uruchamianie zadań na
stanowiskach
Śledzenie postępu robót
Ukończone zadania Nieukończone zadania
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opracował: Jacek Rudnicki 2
Sterowanie wykonaniem produkcji
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Harmonogramowanie - terminowanie zadań
Harmonogramowanie jest podstawową funkcją SWP. Zadaniem harmonogramowania jest określenie terminów
realizacji zadań produkcyjnych (zleceń i poszczególnych operacji). Ustala się dokładne daty kalendarzowe, kiedy
powinno się rozpocząć i zakończyć realizację zleceń - zadań. Terminowanie zadań opiera się na terminach
ustalonych w trakcie operatywnego planowania zleceń (np. w oparciu o system MRP). Terminowanie zadań jest
połączone z obcią\
aniem i bilansowaniem zdolności produkcyjnych.
Sposoby obciÄ…\
ania maszyn w ramach harmonogramowania:
1. Harmonogramowanie przy nieograniczonych zdolnościach produkcyjnych - obcią\
anie
nieograniczone.
Polega na ustaleniu terminu rozpoczęcia i zakończenia zlecenia oraz ka\
dej operacji na stanowisku (grupie
stanowisk) bez uwzględniania bie\
Ä…cego poziomu obciÄ…\
enia i granicy zdolności produkcyjnej. Obcią\
anie
nieograniczone, które uwzględnia otwarte zlecenia i planowane do uruchomienia zlecenia produkcyjne
obliczone przez system MRP jest nazywane planowaniem wymaganych zdolności produkcyjnych
ObciÄ…\
anie nieograniczone (bez uwzględniania ograniczeń zdol. prod.)
Zdolność prod.
1 2 3 4 5 6
Okres planistyczny
ObciÄ…\
anie ograniczone (nigdy nie przekracza zdol. prod)
Zdolność prod.
1 2 3 4 5 6
Okres planistyczny
2. Harmonogramowanie przy ograniczonych zdolnościach produkcyjnych - obcią\
anie ograniczone.
ObowiÄ…zuje zasada, \
e jednocześnie na stanowisku mo\
e być wykonywane tylko jedno zadanie - operacja.
Wynikiem harmonogramowania - obciÄ…\
ania ograniczonego jest harmonogram przebiegu produkcji, który
określa zadania produkcyjne, terminy ich rozpoczęcia i zakończenia oraz stanowisko robocze. Stosując
podejście z ograniczonymi zdolnościami produkcyjnymi jednocześnie obcią\
a się stanowiska i ustala kolejność
realizacji zadań.
Zarówno przy harmonogramowaniu nieograniczonym jak i ograniczonym mo\
na stosować ró\
ne techniki
harmonogramowania.
Techniki harmonogramowania
Ò! harmonogramowanie w przód
Ò! harmonogramowanie wstecz
Ò! kombinowane
Harmonogramowanie w przód
Harmonogramowanie w przód polega na terminowaniu ka\
dego zadania rozpoczynając w najwcześniejszym
mo\
liwym momencie.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opracował: Jacek Rudnicki 3
Sterowanie wykonaniem produkcji
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Przykład: Nale\
y opracować harmonogram przebiegu produkcji czterech zadań - zleceń na trzech maszynach
(tokarka, frezarka i wiertarka) wykorzystując zasadę harmonogramowania w przód.
Kolejność przebiegu zadań - zleceń przez stanowiska robocze i czasy operacji technologicznych (czas
przygotowawczo - zakończeniowy plus czas technologiczny w godz.) są następujące:
[godz]
Zlecenie Operacja 1 [godz] Operacja 2 [godz] Operacja 3
A Tokarka 3 Wiertarka 2 Frezarka 4
B Frezarka 4 Wiertarka 3
C Tokarka 2 Frezarka 3 Wiertarka 4
D Wiertarka 5 Tokarka 4
Czas oczekiwania i transportu między maszynami: 6 godz.
Harmonogramowanie w przód
Harmonogram 4 zleceń (A,B,C,D) przy ograniczonych zdolnościach produkcyjnych - zlecenie B czeka na
zwolnienie wiertarki, zlecenie C czeka na zwolnienie tokarki.
Toczyć A Oczekiwanie i transport Wier- Oczekiwanie i transport Frezować A
cić A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Frezować B Oczekiwanie i transport Wiercić B
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Oczekiwanie Toczyć Oczekiwanie i transport Frezować C Oczekiwanie i transport Wiercić C
na tokarkÄ™ C
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Wiercić D Oczekiwanie i transport Toczyć D
Harmonogramowanie wstecz.
Harmonogramowanie wstecz polega na budowie harmonogramu zaczynając od wymaganej daty zakończenia
danego zlecenia i  pracując wstecz wyznacza się termin rozpoczęcia zlecenia oraz terminy rozpoczęcia
poszczególnych zadań - operacji. Nie ma zapasów - rezerw czasowych.
Przykład: Nale\
y opracować harmonogram dla wcześniejszego przykładu w oparciu o zasadę
harmonogramowania wstecz przy nieskończonych zdolnościach. Przyjąć następujące wymagane daty
zakończenia zleceń:
Zlecenie Wymagana data
zakończenia
A 24
B 16
C 24
D 16
Harmonogramowanie wstecz przy nieograniczonym obciÄ…\
aniu
Toczyć A Oczekiwanie i transport Wier- Oczekiwanie i transport Frezować A
cić A
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Frezować B Oczekiwanie i transport Wiercić B
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Toczyć Oczekiwanie i transport Frezować C Oczekiwanie i transport Wiercić C
C
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Wiercić D Oczekiwanie i transport Toczyć D
Problem kolejności
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opracował: Jacek Rudnicki 4
Sterowanie wykonaniem produkcji
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Postępując zgodnie z zasadą harmonogramowania wstecz oraz nieograniczonych zdolności uzyskano harmonogram,
w którym pewne operacje na tym samym typie maszyny nale\
ałoby wykonać jednocześnie w tym samym czasie.
Mo\
e to nie stwarzać problemów, gdy więcej ni\
jedna maszyna tego samego typu jest dostępna lub gdy istnieje
wystarczający zapas zdolności, tak aby ka\
de zlecenie zostało ukończone w wymaganym terminie.
Przy harmonogramowaniu mo\
na stosować zarówno podejście oparte na ograniczonych, jak i nieograniczonych
zdolnościach przy zasadzie harmonogramowania w przód lub wstecz.
Zarówno harmonogramowanie w przód, jak i wstecz jest szeroko stosowane. W wielu przedsiębiorstwach stosuje
się harmonogramowanie kombinowane. W tym przypadku, dla zleceń ju\
rozpoczętych, w celu
zagwarantowania ich szybkiego wykonania i wysokiego obciÄ…\
enia stanowisk, przeprowadza siÄ™
harmonogramowanie w przód, a dla zleceń nie rozpoczętych, w celu zmniejszenia wysokich stanów produkcji w
toku, przeprowadza siÄ™ harmonogramowanie wstecz.
Harmonogramowanie w przód jest stosowane w przypadku zleceń, które nale\
y rozpocząć, gdy tylko jest to
mo\
liwe. Zwykle dzięki temu dysponuje się rezerwami czasowymi na wykonanie w terminie zlecenia, ale
występują większe zapasy produkcji w toku.
Harmonogramowanie wstecz mo\
na stosować, gdy są ustalone wymagane daty ukończenia. Realizacja zlecenia
przebiega bez rezerw czasowych, co stwarza problemy w przypadku zakłóceń. Ograniczone obcią\
anie wymaga
du\
o więcej prac przy budowie harmonogramu aby określić, które zadania są harmonogramowane na danych
maszynach w danym czasie. Nieprzewidziane problemy, odchylenia w czasach technologicznych procesów,
awarie, problemy z jakością sprawiają, \
e harmonogram staje się nieaktualny, a wysiłki na jego opracowanie
okazują się stratą czasu. Dlatego wiele przedsiębiorstw stosuje nieograniczone obcią\
ania zakładając, \
e problem
z przeciÄ…\
eniami na stanowiskach zostanie rozwiÄ…zany po ich wystÄ…pieniu.
Kolejność zadań
Wykres Gantt a. W przykładzie na harmonogramowanie w przód przy ograniczonych zdolnościach nie
dopuszczalne było, \
eby dwa zlecenia występowały na tym samym stanowisku w tym samym czasie. Dlatego
zlecenie C musiało czekać na rozpoczęcie obróbki na tokarce a\
skończy się operacja toczenia ze zleceniu A.
Mo\
e jednak postawić pytanie, czy nie lepiej by było rozpocząć najpierw zadanie toczenia ze zlecenia C, a
dopiero potem ze zlecenia A. Aby rozstrzygnąć ten problem mo\
na posłu\
yć się narzędziem, które pozwala na
harmonogramowanie zadań szczegółowo dla ka\
dego stanowiska, a mianowicie - wykres obciÄ…\
eń Gantt a.
Wykres Gantt a, ze względu na pracochłonność jego budowy, nie był powszechnie stosowany w SWP. Ostatnio,
w miarę jak przedsiębiorstwa zdają sobie sprawę z wa\
ności określania kolejności operacji, wzrasta
zastosowanie tej techniki w SWP.
W przedsiębiorstwach stosujących systemy informatyczne w SWP, wykres Gantt a często jest budowany przez
planistów lub mistrzów przy wspomaganiu odpowiedniego pakietu komputerowego i generowany w kolorach na
ekranie monitora zainstalowanego w komórce produkcyjnej. Stanowiska są oznaczone pasmami poziomymi.
Operacje są oznaczone odpowiednimi odcinkami na tym paśmie, przy czym długość odcinka odpowiada czasowi
wykonania tej operacji.
Wykres Gantt a jest bardzo u\
yteczny przy harmonogramowaniu skończonym gdy\
przy jego budowie
obowiÄ…zuje zasada, \
e tylko jedna operacja mo\
e być wykonywana na danym stanowisku w danym czasie. Ka\
da
konfliktowa sytuacja jest natychmiast ujawniana. Z drugiej strony budowa takiego wykresu dla du\
ej liczby
maszyn i du\
ej liczby operacji mo\
e okazać się bardzo ucią\
liwa i pracochłonna.
Wykres Gantt a zbudowany według zasady harmonogramowania w przód.
Stanowisko 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Tokarka Zlec A ZlecC Przerwa Zlec D Oper 2 Przerwa
Oper1 Oper1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Frezarka Zlec B Oper 1 Przerwa Zlec C Przerwa Zlec A Oper 3 Przerwa
Oper 2
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24
Wiertarka Zlec D Oper 1 Przerwa ZlecA Zlec B Przerwa Zlec C Oper 3
Oper2 Oper 2
W przypadku gdy stosowane jest harmonogramowanie nieograniczone, kolejność zadań wyznacza się za pomocą
reguł priorytetu.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opracował: Jacek Rudnicki 5
Sterowanie wykonaniem produkcji
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Reguły priorytetu
Reguły priorytetu stosuje się, gdy kolejność wykonania zadań na stanowiskach nie została określona w ramach
harmonogramowania z ograniczonymi zdolnościami produkcyjnymi np. w postaci wykresu Gantt a.
Reguły priorytetu są prostymi zasadami heurystycznymi stosowanymi do wyboru zadania do obróbki na
danym stanowisku ze zbioru zadań oczekujących na wykonanie w danym okresie ( na danej zmianie).
Najczęściej stosowanymi regułami priorytetu są następujące zasady:
1. Pierwszy przybył pierwszy obrabiany (FCFS). Zlecenia są realizowane w porządku w jakim zjawiają się
na stanowisku roboczym.
2. Według najkrótszego czasu obróbki (SPT). Pierwsze wykonywane jest najkrótsze zadanie.
3. Według najdłu\
szego czasu obróbki (LPT). Pierwsze wykonywane zadanie o najdłu\
ym czasie.
4. Według wymaganej daty zakończenia zlecenia (EDD). Pierwszy obrabiany jest wyrób z najwcześniejszą
datą ukończenia zlecenia.
5. Według zapasu czasu (S). Pierwsze jest wykonywane zadanie z najmniejszym zapasem czasu (czas
pozostały do planowanego ukończenia zlecenia pomniejszony o czas operacji pozostałych do wykonania)
6. Według losowego wyboru (RS). Pierwsze jest wykonywane losowo wybrane zadanie.
7. Według zamówienia preferowanego klienta (PCO). Pierwsze wykonywane zadanie z zamówienia
preferowanego klienta.
8. Według wskaz
nika krytycznego - WK. Pierwszy jest obrabiany wyrób o najmniejszej wartości ilorazu
czasu pozostałego do planowanego ukończenia zlecenia i sumy czasów operacji pozostałych do
wykonania tego zlecenia.
Wskaz
nik krytyczny (WK) jest dynamiczną regułą, która umo\
liwia ciągłe uaktualnianie priorytetów.
Jest regułą priorytetu wią\
Ä…cÄ… wymaganÄ… datÄ™ dostawy wyrobu finalnego do klienta z aktualnÄ… datÄ…. WK jest
stosowany w systemach MRP i ma szerokie zastosowanie w przemyśle.
czas pozostały do dostawy gotowego wyrobu wymagany termin zakończ. zlec. - aktualna data
WK = =
suma czasów operacji pozostałych do wykonania czas prac pozostałych do wykonania
Priorytet mają zlecenia, które wykazują najmniejszy wskaz
nik krytyczny. Wartość WK = 1 oznacza, \
e zlecenie
dysponuje wystarczającym czasem na dotrzymanie terminu dostawy. Wartość WK < 1 oznacza, \
e zlecenie jest
opóz
nione i termin dostawy mo\
e nie zostać dotrzymany. Wartość WK > 1 oznacza, \
e zlecenie dysponuje
zapasem czasowym.
Reguła wskaz
nika krytycznego jest pomocna w większości systemów SWP i słu\
y do:
Ò! okreÅ›lenia statusu danego zadania
Ò! ustalania priorytetów dla zbioru zadaÅ„ bazujÄ…c na wspólnej podstawie
Ò! dostosowania priorytetów w przypadku zmian w popycie i postÄ™pie prac - zadaÅ„
Ò! dynamicznego Å›ledzenia postÄ™pu realizacji zadaÅ„ i ich umiejscowienia w czasie.
Przykład:
Bie\
ący dniem na harmonogramie produkcji w firmie X jest dzień 25. Trzy zadania A,B,C mają zostać
uruchomione. Planowane daty ukończenia zadań oraz pozostały czas operacji do wykonania w dniach roboczych
są następujące:
Zadanie Plan. data ukończenia Czas pozostałych operacji
A 30 4
B 28 5
C 27 2
Nale\
y ustalić kolejność uruchamiania zadań wykorzystując regułę wskaz
nika krytycznego.
Zadanie Wskaz
nik krytyczny WK Priorytet
A (30 - 25)/4 = 1,25 3
B (28 - 25)/5 = 0,60 1
C (27 - 25)/2 = 1,00 2
Zadanie B ma WK < 1, co oznacza mo\
liwość niedotrzymania planowanego terminu ukończenia zadania, czyli
zadanie to powinno otrzymać najwy\
szy priorytet i zostać uruchomione jako pierwsze. Zadanie C powinno
zostać ukończone w terminie, a zadanie A ma zapas czasowy.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opracował: Jacek Rudnicki 6
Sterowanie wykonaniem produkcji
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Optymalizacja kolejności wykonania zadań
Wcześniej rozpatrywane problemy ustalania kolejności obróbki wyrobów dotyczyły określania kolejności
wykonywania zadań na danej maszynie, przy czym stanowiska były pogrupowane według podobieństwa
technologicznego (struktura technologiczna). Poni\
ej rozpatrzony zostanie problem ustalania kolejności
wykonywania zadań, gdy maszyny są zgrupowane w komórkach przedmiotowych (linie lub gniazda
przedmiotowe), a dane zlecenie jest całkowicie lub częściowo wykonywane w komórce.
Istnieje ścisła zale\
ność między kolejnością wykonania zadań, a łącznym cyklem produkcyjnym kompletu zleceń
produkcyjnych. Wyroby - składniki, na wykonanie których są generowane zlecenia są zwykle montowane w
następnej fazie produkcji - monta\
u i dlatego mogą pojawić się zadania optymalizacji kolejności wykonywania
zleceń według kryterium minimalizacji łącznego cyklu produkcyjnego kompletu składników.
Zadanie optymalizacji kolejności: Nale\
y ustalić dla ka\
dego stanowiska w komórce taką kolejność
wykonania n wyrobów - zleceń, przy której łączny cykl produkcyjny kompletu n - wyrobów jest minimalny.
Oznaczenia: i = 1,2,3, ...n - numer zlecenia -wyrobu.
j = 1,2,3, ...m - numer stanowiska roboczego.
T= [Tij] - macierz czasów operacji na partii wyrobów, gdzie Tij =tpzij + ni tij
Przykład obróbki dwóch wyrobów o tej samej liczbie i kolejności operacji na dwóch stanowiskach rob. W i F:
Zlecenie-wyrób 1 2
Stanowisko T1j [godz] T2j [godz]
1 - W 5 3
2 - F 1 5
Kolejność wyrobów 1-2
11 21
Stanowisko W
22
12
Stanowisko F
Cykl produkcyjny - 13 godz
Czas
Kolejność wyrobów 2-1
21 11
Stanowisko W
22 12
Stanowisko F
Cykl produkcyjny - 9 godz
Czas
Zadanie wyznaczenia optymalnej kolejności obróbki w przypadku n wyrobów i m stanowisk charakteryzuje się
ogromną zło\
onością obliczeniową.
m 6
Liczba mo\
liwych wariantów kolejności w tym zadaniu wynosi (n !), np. (10!).
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opracował: Jacek Rudnicki 7
Sterowanie wykonaniem produkcji
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Algorytm Johnsona.
Algorytm słu\
y do określania optymalnej kolejności obróbki n zleceń na dwóch maszynach A, B. Ka\
de zlecenie
wymaga wykonania dwóch operacji wykonywanych kolejno na maszynie A i B.
Kroki algorytmu są następujące:
1. Wybierz zlecenie z najkrótszym czasem jednej z operacji. Je\
eli najkrótszy czas operacji jest na pierwszej
maszynie, wykonuj to zlecenie jako pierwsze. Je\
eli najkrótszy czas operacji jest na drugiej maszynie, wykonuj
to zlecenie jako ostatnie.
2. Wykreśl to zlecenie z dalszych rozwa\
ań.
3. Powtórz kroki 1 i 2 dla wszystkich zleceń a\
zostanie wyznaczona ich optymalna kolejność.
Przykład:
Zlecenie Czas operacji [godz.]
i tiA tiB
1 8 7
Optymalna kolejność zleceń ze
2 4 1
względu na łączny czas obróbki
3 9 5
powinna być następująca:
4 6 10
5 4 1 3 2
5 2 3
Zadanie: Narysować wykres Gantt a przebiegu zleceń i operacji z powy\
szego przykładu dla kolejności zlececeń
1,2,3,4,5 oraz dla optymalnej kolejności 5,4,1,3,2. Porównać długości cykli produkcyjnych dla obu przypadków.
Kontrola Wejścia - Wyjścia
Wiele zakładów wykazuje problemy w sterowaniu realizacją zleceń objawiające trudnościami w dotrzymaniu
zaplanowanych terminów zakończenia zleceń. Jedną z przyczyn tych trudności mo\
e być nadmierne przecią\
anie
stanowisk roboczych połączone z brakiem znajomości rzeczywistego przerobu na stanowisku roboczym. Brak
wiedzy o obciÄ…\
eniach i przerobie objawia się długimi cyklami realizacji zleceń.
Kontrola Wejścia - Wyjścia jest techniką, która pozwala na pomiar fizycznego, rzeczywistego przepływu
produkcji przez stanowisko robocze lub centra obciÄ…\
eń. Przepływ zadań określa się w oparciu o:
" rzeczywiste wejścia; zadania, które zjawiły się na stanowisku w danym okresie,
" rzeczywiste wyjścia; zadania, które przeszły przez stanowisko i opuściły stanowisko w danym okresie,
" rzeczywiste obciÄ…\
enia; zadania, które zjawiły się w poprzednich okresach na stanowisku i jeszcze nie
zostały przerobione.
Kontrola wejścia - wyjścia umo\
liwia regulowanie:
" dopływu produkcji (zadań) do stanowiska poprzez porównanie rzeczywistych wejść z planowanymi
wejściami
" odpływu produkcji (zadań) ze stanowiska poprzez porównanie rzeczywistych wyjść z planowanymi
wyjściami
Wejścia, wyjścia oraz obcią\
enia często są mierzone w normatywnych godzinach, tak aby móc rozpatrywać w
tych samych jednostkach ró\
ne rodzaje wyrobów przychodzące na stanowisko. Zwykle nie ma potrzeby śledzić
wszystkich stanowisk, a wystarczy śledzić te które mają kluczowe znaczenie, czyli wąskie gardła. W praktyce
bada się przepływ z kilku okresów, co pozwala zweryfikować i ustalić średni cykl produkcyjny wyrobów
przechodzÄ…cych przez stanowisko.
Przykład: Przeszłe Przyszłe
Okresy 1 2 3 4 5 6
Wejścia przewidywane [godz] 50 56 48 48 50 50
Wejścia rzeczywiste [godz] 54 56 52
Wyjścia przewidywane [godz] 52 52 52 52 52 52
Wyjścia rzeczywiste [godz] 56 52 48
ObciÄ…\
enia przewidywane [godz] 152 156 152 156 154 152
ObciÄ…\
enia rzeczywiste [godz] 152 156 160
Je\
eli zadania zjawiajÄ… siÄ™ szybciej ni\
tempo przerobu stanowiska, to tworzÄ… siÄ™ zapasy niezrealizowanych
zadań, czyli przecią\
enia. PrzeciÄ…\
enia powodują przepełnienie stanowiska zadaniami, co prowadzi do
nieefektywności i problemów z jakością (ukryte problemy). Je\
eli zadania zjawiajÄ… siÄ™ w tempie mniejszym od
tempa przerobu stanowiska, to stanowisko mo\
e wykazać przestój spowodowany brakiem zadań.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opracował: Jacek Rudnicki 8
Sterowanie wykonaniem produkcji
------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Funkcje sterowania realizacją zleceń
SWP obejmuje następujące funkcje:
1. Harmonogramowanie - planowanie realizacji zleceń. Opracowanie, w oparciu o aktualną wiedzę i dane,
planów - harmonogramów produkcji, które spełnią wymogi zawarte w zleceniach produkcyjnych.
2. Dysponowanie - uruchamianie. Doprowadzenie planów do realizacji na stanowiskach roboczych poprzez
określenie priorytetów zadań do wykonania i uruchamianie produkcji po sprawdzeniu dyspozycyjności
zasobów (czynników produkcji - maszyn, pracowników, narzędzi i materiałów).
3. Monitorowanie - kontrola. Pozyskiwanie danych, analiza danych, wspomaganie decyzji. Zbieranie i
porównanie informacji odnośnie faktycznej i planowej realizacji zadań, o zakłóceniach w ich realizacji
i o stanie systemu.
Główne planowanie produkcji
Planowanie potrzeb materiałowych
Planowanie zdolności produkcyjnych
Zlecenia do uruchomienia
HARMONOGRAMOWANIE
Planowanie realizacji zleceń
- obciÄ…\
anie i bilansowanie
- terminowanie
MONITOROWANIE
- ustalanie kolejności
Kontrola
Harmonogramy
- kontrola postępu produkcji
- ocena odchyleń od planu
DYSPONOWANIE
- analiza danych o systemie
Uruchamianie
- ustalanie priorytetów zadań
- kontrola dyspozycyjności zasobów
- uruchamianie zadań planowych
- regulowanie przebiegu planu
Zbieranie danych
Instrukcje
Procesy produkcyjne
Dysponowanie, czyli uruchamianie zleceń - zadań obejmuje: ustalenie kolejności priorytetu uruchamiania zadań,
sprawdzenie dyspozycyjności zasobów (maszyn, ludzi, narzędzi, materiałów) uruchamianie zadań.
Przed uruchomieniem zlecenia zadania sterowanie produkcją musi sprawdzić dyspozycyjność czynników produkcji
(materiałów, ludzi, maszyn i narzędzi). Potrzeby materiałowe są generowane z rozwinięcia struktury wyrobu BOM.
Wymagane materiały są pobierane z magazynów lub wystawia się zlecenia na ich zakup.
Uruchamianie zadań jest funkcją sterowania przebiegiem produkcji związaną bezpośrednio z czynnościami
produkcyjnymi wykonywanymi na stanowisku roboczym. Funkcja ta przypisywana jest mistrzom lub brygadzistom
Wraz z uruchamianiem produkcji:
Ò! zadania produkcyjne transformowane sÄ… w konkretne instrukcje dla operatorów w celu realizacji
podstawowych i pomocniczych procesów produkcyjnych,
Ò! koordynowane jest efektywne współdziaÅ‚anie elementów procesu pracy na ka\
dym stanowisku pracy.
Uruchamianie zadań produkcyjnych inicjuje fizyczne ich wykonywanie, a jednocześnie monitorowanie, czyli
kontrolę postępu produkcji. Porównuje się informacje o faktycznej i planowanej realizacji zadań w zakresie:
terminów, ilości , jakości i kosztów. Rejestrowane w wyniku kontroli odchylenia od stanów normatywnych
wymagajÄ… zastosowania metod regulacyjnych. W praktyce stosowane sÄ… metody:
Ò! wyrównywania odchyleÅ„ spowodowanych wystÄ…pieniem zakłóceÅ„. Metoda ta polega na uruchamianiu
uzupełniających zleceń produkcyjnych
Ò! kompensowania zakłóceÅ„ produkcyjnych (niedopuszczenie do wystÄ…pienia odchyleÅ„ od planowanego
przebiegu produkcji). Metoda ta zakłada tworzenie i stosowanie odpowiednich buforów zabezpieczających
ciągłość procesów produkcyjnych przez np. dublowanie maszyn, zastępczych pracowników, zapasy
kompensacyjne.
---------------------------------------------------------------------------------------------------------------
Opracował: Jacek Rudnicki 9