Planowanie produkcji to coraz bardziej złożona dziedzina wiedzy. Stworzenie idealnego planu produkcji, uwzględniającego różne, niekiedy wzajemnie wykluczające się postulaty, jest w praktyce często nieosiągalne. Dzieje się tak z powodu złożoności samego zagadnienia, jak i ograniczeń czasowych związanych z tempem pracy przedsiębiorstw.
W celu ustalenia możliwie najdoskonalszego harmonogram produkcji, planista może sięgnąć po zaawansowane, matematyczne algorytmy optymalizacji. Pozwalają one znaleźć najlepsze w danych warunkach rozwiązanie, spełniające określone wytyczne, priorytety i ograniczenia. Aby wykorzystanie algorytmów było efektywne oraz przynosiło gotowe rozwiązania w akceptowalnym czasie, trzeba dysponować odpowiednimi narzędzi automatyzacji.
Takimi narzędziami są informatyczne systemy APS (Advanced Planning and Scheduling). Pozwalają one utworzyć silnie zoptymalizowane plany produkcji w bardzo krótkim czasie. System APS pozwala na planowanie operacji dla wielu produktów i stanowisk pracy jednocześnie. Stworzony harmonogram jest wizualizowany przy pomocy interaktywnego wykresu Gantta. Uprawniony użytkownik może go w razie potrzeby skorygować metodą „przeciągnij i upuść” (drag and drop).
Planowanie produkcji – algorytmy optymalizujące
Ze względu na schemat działania, algorytmy stosowane do optymalizacji planu produkcji podzielić można na dwie grupy. Pierwsza z nich to algorytmy konstrukcyjne, druga to algorytmy typu popraw.
Algorytmy konstrukcyjne budują rozwiązanie od podstaw. W każdym kolejnym kroku (iteracji) dokładany jest następny element rozwiązania częściowego. Algorytm wykonuje kolejne iteracje, aż do mementu otrzymania rozwiązania pełnego. Algorytmy konstrukcyjne tworzą rozwiązanie na podstawie określonych reguł (priorytetów).
Oto kilka przykładowych reguł, stosowanych w sekwencjonowaniu operacji produkcyjnych.
- najszybszy termin wykonania (EDD – Earliest due date);
- kolejność zgłoszeń (FC/FS – First come/first served);
- najkrótszy czas trwania (SPT – shortest processing time);
- najdłuższy czas trwania (LPT – longest processing time);
- najkrótszy pozostały czas wykonania (LWR – least work remaining);
- najdłuższy pozostały czas wykonania (MWR – most work remaining);
- wybranie losowe (random) – często stosowana jako odniesienie w ocenie innych reguł.
Algorytmy konstrukcyjne dostarczają rozwiązań w krótkim czasie, ale są to rozwiązania nieoptymalne. Do ich dalszego doskonalenia przeznaczone są algorytmy typu popraw. Wśród nich, systemy APS najczęściej wykorzystują takie algorytmy jak:
- TABU – poszukiwanie z zakazami
- SB – przesuwanie wąskiego gardła
- genetyczne
- symulowanego wyżarzania
Planowanie produkcji – trudności i ograniczenia
Możliwość automatycznego i optymalnego planowania produkcji stanowi dla przedsiębiorstw niewątpliwą korzyść. Należy mieć jednak świadomość, że pomyślne wdrożenie systemu APS niesie ze sobą kilka poważnych wyzwań.
Program APS wymaga ogromnej ilości informacji, które wykorzystuje przy tworzeniu oraz optymalizacji planów i harmonogramów. Wśród nich znajdują się m.in.:
- parametry operacji technologicznych i produkcyjnych
- czasy cykli
- sekwencje operacji
- parametry maszyn, narzędzi, materiałów
- czasy przezbrojeń (macierz przezbrojeń)
- macierz kompetencji pracowników
- operacje równoległe (overlapping)
- operacje i zasoby alternatywne
Dostarczane systemowi APS dane muszą być zawsze precyzyjne i aktualne. Nawet niewielka zmiana w wytwarzanym asortymencie, jak na przykład wprowadzenie nowej barwy towaru, wymaga m.in. modyfikacji macierzy przezbrojeń. Ewentualne zaniedbania w aktualizacji danych spowodują, że otrzymywane wyniki będą odbiegać od tych faktycznie optymalnych. Część informacji, na przykład te dotyczące dostępności zasobów, często się zmienia (przestoje maszyn, brak materiału, choroby pracowników itp.). W zbieraniu informacji z hali produkcyjnej dopomóc mogą systemy realizacji produkcji MES i realizacji produkcji SCADA. Po zintegrowaniu z systemem APS, zadbają one o automatyczne aktualizowanie istotnych danych.
Podejście planistów
Istotnym wyzwaniem przy wdrożeniu oprogramowania APS, może być przekonanie do niego niektórych planistów. Złożona natura zagadnień jakimi zajmuje się APS powoduje, że dla części użytkowników może nie być zrozumiałe dlaczego takie, a nie inne decyzje zostały podjęte. Wygenerowane rozwiązania mogą odbiegać od doświadczeń, czy przyzwyczajeń planistów. U części z nich może to wzbudzać niechęć.
Kluczowym, a często niedocenianym aspektem wdrożenia systemu informatycznego jest to, aby użytkownicy lubili z niego korzystać. W tym celu warto zaangażować planistów już na etapie wyboru oprogramowania. Dać im możliwość jego oceny w trakcie wizyt referencyjnych. A także pozwolić im na zapoznanie się z aplikacją w trakcie prowadzonych przez dostawcę warsztatów.
Cena wdrożenia APS
W niektórych, zwłaszcza mniejszych przedsiębiorstwach, barierą dla wdrożenia systemu APS jest jego cena. Dlatego warto przyjrzeć się alternatywie. Stanowi je system APS w chmurze, dostępny w formie abonamentu. Dzięki płatności abonamentowej nie trzeba ponosić dużego, jednorazowego wydatku o kilkuletnim okresie amortyzacji.
Niedostateczny stopień cyfryzacji działu planowania produkcji jest istotną barierą w rozwoju wielu przedsiębiorstw. Dlatego warto zapoznać się bliżej z możliwościami, jakie ona otwiera.
