Система APS Qguar
современное планирование производства
Автоматическое составление графика производства с учетом доступных ресурсов, установленных приоритетов и целей
- Сообщение
- Индикаторы
Система APS (Advanced Planning and Scheduling) – это программное обеспечение для оптимизации и составления графика производства в режиме реального времени. В отличие от традиционных ERP-систем, APS динамически учитывает ограниченность ресурсов (машин, материалов, операторов), позволяя быстро реагировать на сбои и изменения в заказах.
Планирование производства и составление графика выполнения производственных заказов – это сложные процессы. Они требуют большого опыта и знаний, особенно в области оптимизации процессов и управления критическим путем.
Что представляет собой система Qguar APS?
Система APS (Advanced Planning & Scheduling) от Quantum Qguar – это система для автоматического и комплексного планирования и составления графика производства. Она взаимодействует с несколькими ERP-системами для долгосрочного, среднесрочного и краткосрочного планирования. Это позволяет увеличить производительность, сократить время выполнения заказа, оптимизировать управление запасами и повысить эффективность доставки.
APS SYSTEM QGUAR – Примеры экранов системы
Планирование и составление графика производства: временные рамки
Планирование производства (укрупненное планирование)
В контексте системы APS Qguar – это этап, предшествующий составлению графика производства, направленный на оценку выполнимости плана с использованием ограниченных ресурсов, без перехода к детальным операциям. Временной горизонт планирования производства обычно выражается в месяцах, кварталах и годах.
Ключевые аспекты укрупненного планирования:
- Быстрый анализ выполнимости: позволяет быстро определить, достижимы ли поставленные производственные цели в заданные сроки с имеющимися ресурсами.
- Предварительная загрузка ресурсов: укрупненная оценка загрузки оборудования и рабочей силы(Capacity Planning) без точного планирования последовательности операций.
- Горизонтальная оптимизация: способствует выявлению узких мест (bottlenecks на ранней стадии.
- Обеспечивает основу для детального составления графика (Detailed Scheduling), позволяя изолировать невыполнимые планы до загрузки машин.
График производства
Это гораздо более подробный документ, чем план производства. Это уровень, на котором вы переходите от общего к конкретному. Здесь маршруты и дерево метрик продукта делятся на производственные и технологические операции. График для каждой операции распределяет необходимые ресурсы, такие как рабочие места, оборудование, сырье и работники. Временной горизонт гораздо короче, чем в производственном плане, оперируя секундами, минутами, часами, сменами и днями. Для визуализации графика производства обычно используется диаграмма Ганта.
Система APS Qguar автоматизирует процессы планирования и составления графика с учетом приоритетов, наличия материалов и других ресурсов.
Каковы области применения системы APS Qguar?
Если ваша компания испытывает трудности с электронными таблицами Excel, которые становятся проблематичными каждый раз, когда вы пытаетесь изменить план, APS – это решение. Вот отрасли, в которых эти системы оказываются наиболее успешными:
Автомобильная промышленность (Automotive)
Это колыбель передового планирования. Из-за огромного количества компонентов и модели Just-In-Time (JIT) даже 15-минутная задержка может привести к остановке сборочной линии.
- Задача: Синхронизация поставок от сотен субподрядчиков с динамическим планом сборки.
- Роль АПС: Точное планирование последовательности на линиях с учетом переналадки и наличия определенных деталей.
Пищевая промышленность и производство товаров повседневного спроса
Здесь главными критериями являются время и срок годности.
- Задача: Короткий срок хранения сырья, необходимость частой очистки машин (аллергены, изменение вкуса) и большая сезонность.
- Роль АПС: Оптимизация производственной очереди для минимизации простоев на очистку (например, планирование производства от светлых к темным продуктам) и предотвращение потерь сырья из-за превышения сроков годности.
Сектор электроники и высоких технологий
В электронике жизненный цикл продукта может быть короче, чем срок хранения йогурта, а количество мелких компонентов (SMD) на одной плате может достигать тысяч.
- Задача: Частые изменения в строительстве (engineering changes) и высокая волатильность спроса.
- Роль АПС: Управление огромными структурами материалов (BOM) и быстрая переоценка планов в случае внезапного дефицита полупроводников.
Химическая и фармацевтическая промышленность
Это мир технологического и серийного производства, где существует строгий технологический режим.
- Задача: Управление карантином продукции, строгое отслеживание партий и ограничения на основе объема резервуара/реактора.
- Роль АПС: Включение времени созревания/охлаждения продукта в график в качестве жесткого ограничения.
Производство мебели и окон
Отрасль, которая перешла от ремесленного производства к массовой кастомизации (Mass Customisation).
- Задача: Каждый заказ может отличаться друг от друга (профили, размеры, цвет, фурнитура), что превращает ручное планирование в логистический кошмар.
- Роль АПС: Группировка заказов с одинаковыми параметрами (например, одинаковый цвет ламината/шпона) для резкого сокращения количества переналадок оборудования.
Тяжелая промышленность и машиностроение
Единичное или мелкосерийное производство с очень длительным временем цикла (например, горнодобывающая техника, судостроение).
- Задача: Очень длительное время работы и совместное использование уникальных ресурсов (например, огромных мостовых кранов или специализированных сварщиков).
- Роль АПС: Составление графика с учетом наличия не только машин, но и людей с определенными навыками, на основе матрицы компетенций.
Как работает система класса APS Qguar?
Система APS оснащена алгоритмами для составления графика, отвечающего производственным потребностям, независимо от отрасли. Программное обеспечение APS позволяет составлять график в соответствии с заданными критериями, такими как выполнение заказов в кратчайшие сроки, максимальная загрузка станочного парка или минимизация времени и количества производственных переналадок.
С помощью системы можно не только планировать составление графика выполнения производственных заказов на станках, но и проверять доступные производственные ресурсы, такие как сырье, инструменты или доступность персонала. Функции для определения приоритетов и весов отдельных параметров оптимизации дают планировщикам инструменты для точного моделирования процесса планирования.
APS поддерживает модели прямого и обратного планирования. Также возможно составление графика с учетом узких мест для его оптимизации в этом аспекте. Для удобства пользователей система позволяет отображать и/или составлять график только для выбранных областей планирования.
Алгоритмы составления графика производства
Основными алгоритмами, с помощью которых Qguar APS составляет график, являются:
- срок выполнения и приоритет заказа;
- позиция операции в заказах с иерархией атрибутов;
- самое длительное время выполнения заказа;
- самое короткое время выполнения заказа.
При использовании соответствующих настроек планирования возможно как параллельное составление графика – заказ за заказом, так и последовательное – этап за этапом.
Интеллектуальное принятие решений в огромном пространстве возможных решений (ИИ на основе поиска).
Qguar APS использует методы из области эвристики, метаэвристики, решения проблем с ограничениями и ИИ, основанного на поиске. В частности, она использует такие алгоритмы, как: Tabu Search, Simulated Annealing, Late Acceptance, Hill Climbing. Эти алгоритмы представляют собой один из фундаментальных подходов искусственного интеллекта к поиску в очень больших пространствах возможных решений и их итеративному улучшению. Это позволяет системе эффективно анализировать миллионы вариантов графиков с учетом технологических ограничений, доступности ресурсов, уровня запасов и зависимостей между операциями, а затем выбирать решения, обеспечивающие наилучшую эффективность производственного процесса.
Решение проблем, связанных с ограничениями, обусловленными доступностью ресурсов и запасов (Optimization AI)
Задачи составления графика производственных операций относятся к NP-полным задачам, то есть задачам, в которых количество возможных решений растет экспоненциально. На типичном заводе количество производственных заказов и ресурсов превышает вычислительные мощности самых больших компьютеров за конечное, приемлемое количество времени. Вычислительная сложность означает, что ни человек, ни простой алгоритм не смогут найти хорошее решение.
Qguar APS принадлежит к категории Constraint Optimization в области Optimisation AI. Она не предлагает одного идеального решения. Система генерирует миллионы планов, итеративно улучшает их и находит лучший план за десятки секунд.
Оптимизация эксплуатационных расходов (Solver AI)
Qguar APS не учится на данных, а осуществляет поиск в пространстве решений в соответствии с заданными человеком условиями и целями оптимизации. Система оптимизирует решения, решает проблемы планирования. Она дает больший финансовый эффект, чем модели ML, поскольку напрямую оптимизирует операционные расходы. Она не галлюцинирует, а точно считает.
Планирование производства с помощью APS – какие преимущества она дает?
Qguar APS позволяет графически визуализировать производственный план, чтобы легче управлять технологическим процессом и его временным распределением на каждом этапе. График имеет вид диаграммы Ганта, иллюстрирующей временное распределение производственных операций на станках. Графический пользовательский интерфейс нашей системы APS отличается простотой, что способствует быстрому освоению системы и интуитивному управлению.
Система APS эффективно поддерживает производственную логистику, предоставляя соответствующие аналитические инструменты, чтобы пользователь мог легко получить интересующие его данные. Система планирования производства Qguar APS адаптирована для удовлетворения потребностей различных моделей производства. Она подходит для:
- дискретного производства,
- процессного производства,
- крупномасштабного производства,
- производства отдельных изделий.
Система APS позволяет вручную редактировать предложенный план с помощью функции drag&drop.
APS и MES – сотрудничество и обмен данными
Дополнительная интеграция APS с программным обеспечением класса MES обеспечивает двустороннюю связь между отделами планирования и производства. Это позволяет планировщикам отслеживать и реагировать на внезапные события, влияющие на изменение графика, такие как сбои, перебои, задержки в выполнении.
Связь между системами APS и MES также позволяет немедленно доставлять обновленные планы работ на производственные станции. Программа APS компании Quantum оснащена заранее подготовленными отчетами для проверки эффективности процесса планирования. Благодаря этому, планировщик может быстро определить:
- среднее опережение или задержку в выполнении,
- своевременность доставок и выполнения работ,
- время бездействия и простоев,
- степень выполнения приоритетов.
Пользователь также может самостоятельно создавать и настраивать отчеты в соответствии с индивидуальными потребностями.
Благодаря тщательному и всестороннему контролю производства система MES позволяет повысить эффективность работы сотрудников (учет выполненных действий) и машин (более быстрое реагирование на неисправности и поломки).
Как интегрировать APS с другими ИТ-системами?
Чтобы в полной мере использовать систему класса APS, часто необходимо интегрировать ее с другими ИТ-системами, действующими в компании (например. MES, ERP). Это требует создания соответствующих интерфейсов обмена данными. Важным шагом в интеграции систем является определение событий, которые вызовут передачу сообщений от одной системы к другой. К наиболее популярным методам интеграции систем относятся:
- Интерфейс обмена файлами –- системы могут взаимодействовать с помощью файлов данных. Файлы должны быть в стандартизированном формате, таком как EDI – Electronic Data Interchange, XML – eXtensible Markup Language или набирающий популярность JSON – JavaScript Object Notation. Обмен файлами данных может происходить как непосредственно между приложениями, так и с помощью API (интерфейс программирования приложений). API – это набор процедур, коммуникационных протоколов и инструментов, обеспечивающих взаимодействие между различными программами.
- Базы данных – это решение предполагает использование промежуточной базы данных, общей для обеих систем. В этом случае интегрированные системы постоянно обновляют промежуточную базу данных. Через заданные пользователем интервалы времени обе программы проверяют, есть ли в промежуточной базе данных новая информация, добавленная второй системой. Если да, то они обновят свою внутреннюю базу данных.
- Веб-сервисы – программы также могут обмениваться данными через веб-интерфейс. В этой конфигурации системы устанавливают связь с базой данных, находящейся в облачном вычислительном сервисе. Это осуществляется с помощью протокола HTTP. Облачная база данных передает данные в формате XML, и они сохраняются в обеих системах.
- Стандартный интерфейс – если системы от одного поставщика, они, скорее всего, уже имеют свой собственный интерфейс. Такое решение в кратчайшие сроки обеспечивает высокую степень операционной стабильности. Оно также помогает избегать ситуаций, когда интерфейс нужно создавать с нуля, а в работу будут вовлечены несколько разных компаний.
Что вы получите от программы APS Qguar?
- Сокращение времени выполнения заказов и повышение производительности труда.
- Улучшение показателя OTIF (On-Time In-Full);
- Сокращение складских запасов;
- Ограничение отклонений от сроков выполнения;
- Минимизация времени и количества переналадок.
- Максимальное использование ресурсов;
- Лучшее качество обслуживания клиентов;
- Интуитивное управление;
- Снижение затрат;
- Возможность выполнения производственного графика без участия системы класса MES.
Ключевые особенности системы APS Qguar:
- Составление графика производственных заказов с точностью до технологического шага;
- Контроль наличия сырья.
- Обработка сроков годности запасов;
- Контроль наличия инструмента;
- Количественный контроль наличия персонала;
- Контроль навыков работников;
- Составление графика по областям;
- Работа в нескольких сессиях;
- Прямое и обратное составление графика;
- Составление графика с учетом узких мест;
- Поддержка атрибутов;
- Выполнение заказов в системе класса MES или непосредственно в APS,
- Моделирование сценариев «что если» и анализ различных сценариев.
Сколько времени требуется для внедрения системы APS?
Внедрение программного обеспечения APS зависит от сложности производственных процессов и объема данных, с которыми будет работать система. Стандартное внедрение занимает от нескольких недель до нескольких месяцев. Этот процесс включает в себя:
- анализ перед внедрением,
- конфигурацию программного обеспечения,
- приемочное тестирование,
- обучение персонала,
- помощь в запуске производства.
FAQ – APS
Ответы на часто задаваемые вопросы о системе Qguar APS
О внедрении Qguar APS следует задуматься в тот момент, когда менеджерам и специалистам по планированию производства требуется поддержка в составлении расширенного графика заказов и оптимизации сценариев их выполнения.
Алгоритмы оптимизации в Qguar APS позволяют планировать заказы таким образом, чтобы их общее время выполнения было наименьшим, что, в свою очередь, обеспечивает повышение эффективности производства и снижение удельных производственных затрат.
Система APS позволяет точно планировать производственные заказы и практически реализовать концепцию «точно в срок» благодаря интеграции с системами ERP. Полностью синхронизируя закупки и производство, мы сокращаем запасы и оптимизируем закупки.
Выбор Qguar APS в качестве функционального расширения ERP-системы открывает совершенно новые возможности для снижения затрат на производство и закупки и повышения эффективности работы персонала. Внедрение системы APS вместе с системами класса MES и ERP значительно повышает эффективность и снижает необходимость в контроле и управлении процессами со стороны персонала.
Qguar APS имеет алгоритм, который минимизирует среднюю задержку от даты доставки. Этот алгоритм учитывает приоритеты, присвоенные заказам, планируя в первую очередь те из них, которые имеют более высокий приоритет.
Поток производственного процесса в системе Qguar APS представлен в трех вариантах:
- Диаграмма Ганта для выполнения производственных заданий на отдельных станциях;
- Диаграмма Ганта для комплектации штата отдельных станций и операций;
- график загрузки производственных станций во времени.
В Qguar APS есть функция, позволяющая сравнивать несколько альтернативных версий производственного плана. Это позволяет планировщику производства принимать решения, например, о максимальной загрузке ресурсов.
Через интерфейс Qguar APS и системы MES (Manufacturing Executing Systems) или ERP, например, обмениваются данными, необходимыми для визуализации производственных планов. После оптимизации выбранный сценарий выполнения производственных заказов передается в мастер-систему с датами начала и окончания каждой операции, а также с указанием ресурсов, сроков поставки сырья, материалов, полуфабрикатов и т. д.