System APS Qguar
nowoczesne planowanie produkcji
Automatyczne harmonogramowanie produkcji z uwzględnieniem dostępnych zasobów, wyznaczonych priorytetów i celów
- Komunikaty
- Wskaźniki
System APS (Advanced Planning and Scheduling) to oprogramowanie służące do optymalizacji i harmonogramowania produkcji w czasie rzeczywistym. W przeciwieństwie do tradycyjnych systemów ERP, APS dynamicznie uwzględnia ograniczenia zasobów (maszyny, materiały, operatorzy), pozwalając na szybką reakcję na awarie i zmiany w zamówieniach.
Planowanie produkcji i harmonogramowanie zleceń produkcyjnych to procesy złożone. Wymagają dużego doświadczenia i wiedzy, w szczególności z zakresu optymalizacji procesów i zarządzania ścieżką krytyczną.
Czym jest system APS?
System APS (Advanced Planning & Scheduling) od Quantum Qguar to system służący do automatycznego i kompleksowego planowania i harmonogramowania produkcji. Współpracuje z wieloma systemami ERP w celu planowania w długim, średnim i krótkim horyzoncie czasowym. Umożliwia to zwiększenie przepustowości, skrócenie czasu realizacji, optymalizację zarządzania zapasami i poprawę wydajności dostaw.
SYSTEM APS QGUAR - Przykładowe ekrany
Planowanie i harmonogramowanie produkcji: ramy czasowe
Planowanie produkcji (planowanie zgrubne)
W kontekście systemu APS Qguar to etap poprzedzający harmonogramowania produkcji, mający na celu ocenę wykonalności planu przy użyciu ograniczonych zasobów, bez wchodzenia w szczegółowe operacje. Horyzont czasowy planowania produkcji wyrażany jest zazwyczaj w miesiącach, kwartałach i latach.
Kluczowe aspekty planowania zgrubnego:
- Szybka analiza wykonalności: Pozwala szybko określić, czy zakładane cele produkcyjne są możliwe do osiągnięcia w danym czasie przy dostępnych zasobach.
- Wstępne obciążenie zasobów: Zgrubne oszacowanie wykorzystania maszyn i ludzi (Capacity Planning) bez precyzyjnego ustawiania sekwencji operacji.
- Optymalizacja horyzontalna: Ułatwia zidentyfikowanie wąskich gardeł (bottlenecks) na wczesnym etapie.
- Stanowi bazę do szczegółowego harmonogramowania (Detailed Scheduling), pozwalając odseparować niewykonalne plany przed obciążeniem maszyn.
Harmonogram produkcji
Jest zestawieniem zdecydowanie bardziej szczegółowym niż plan produkcji. Jest to poziom, w którym przechodzi się od ogółu do szczegółu. Marszruta i drzewo produktu są tu podzielone na operacje produkcyjne i technologiczne. Harmonogram każdej operacji przydziela potrzebne zasoby, takie jak: stanowisko pracy, maszyny, surowce i pracowników. Horyzont czasowy jest znacznie krótszy niż w planie produkcji, operuje się w nim na sekundach, minutach, godzinach, zmianach i dniach. Do wizualizacji harmonogramu produkcji służy zazwyczaj wykres Gantta.
System APS Qguar automatyzuje procesy planowania i harmonogramowania, uwzględniając priorytety, dostępność materiałów i inne zasoby.
Jakie są obszary zastosowań systemu APS Qguar?
Jeśli Twoja firma zmaga się z arkuszami Excela, które stają się problematyczne przy każdej próbie zmiany planu, APS jest rozwiązaniem. Oto branże, w których te systemy sprawdzają się najczęściej:
Branża motoryzacyjna (Automotive)
To kolebka zaawansowanego planowania. Ze względu na ogromną liczbę komponentów i model Just-In-Time (JIT), nawet 15-minutowe opóźnienie może zatrzymać linię montażową.
- Wyzwanie: Synchronizacja dostaw od setek podwykonawców z dynamicznym planem montażu.
- Rola APS: Precyzyjne układanie sekwencji na liniach, uwzględniające przezbrojenia i dostępność specyficznych części.
Produkcja spożywcza i FMCG
- Wyzwanie: Krótkie terminy przydatności surowców, konieczność częstego mycia maszyn (alergeny, zmiana smaków) oraz ogromna sezonowość.
- Rola APS: Optymalizacja kolejki produkcji tak, by minimalizować przestoje na czyszczenie (np. planowanie od produktów jasnych do ciemnych) i unikać marnowania surowców w wyniku przekroczenia dat ważności.
Branża elektroniczna i High-Tech
W elektronice cykl życia produktu może być krótszy niż termin przydatności jogurtu, a liczba drobnych elementów (SMD) na jednej płytce idzie w tysiące.
- Wyzwanie: Częste zmiany konstrukcyjne (engineering changes) i wysoka zmienność popytu.
- Rola APS: Zarządzanie ogromnymi strukturami materiałowymi (BOM) i szybkie przeliczanie planu przy nagłych brakach w dostawach półprzewodników.
Przemysł chemiczny i farmaceutyczny
To świat produkcji procesowej i wsadowej, gdzie panuje surowy reżim technologiczny.
- Wyzwanie: Zarządzanie kwarantanną produktów, ścisłe śledzenie partii oraz ograniczenia wynikające z pojemności zbiorników/reaktorów.
- Rola APS: Uwzględnianie czasu dojrzewania/chłodzenia produktów jako sztywnego ograniczenia w grafiku.
Produkcja mebli i stolarka okienna
Branża, która przeszła drogę od rzemiosła do masowej personalizacji (Mass Customization).
- Wyzwanie: Każde zamówienie może być inne (profile, wymiar, kolor, okucia), co sprawia, że planowanie ręczne to logistyczny koszmar.
- Rola APS: Grupowanie zamówień o podobnych parametrach (np. ten sam kolor laminatu/okleiny), aby drastycznie zmniejszyć liczbę przezbrojeń maszyn.
Przemysł ciężki i maszynowy
Produkcja jednostkowa lub małoseryjna o bardzo długim cyklu (np. budowa maszyn górniczych, statków).
- Wyzwanie: Bardzo długie czasy operacji i współdzielenie unikalnych zasobów (np. ogromnych suwnic lub specjalistycznych spawaczy).
- Rola APS: Harmonogramowanie z uwzględnieniem dostępności nie tylko maszyn, ale i ludzi o konkretnych umiejętnościach, na podstawie macierzy kompetencji.
Jak działa system klasy APS Qguar?
System APS został wyposażony w algorytmy umożliwiające uzyskanie harmonogramu odpowiadającego potrzebom produkcyjnym niezależnie od branży. Oprogramowanie APS pozwala układać harmonogram zgodnie z zadanymi kryteriami, np. realizacja zleceń w jak najkrótszym czasie, maksymalne wykorzystanie parku maszynowego, czy też minimalizację czasu i ilości przezbrojeń produkcyjnych.
Przy użyciu systemu możliwe jest zaplanowanie nie tylko harmonogramu realizacji zleceń produkcyjnych na maszynach, ale również weryfikacja dostępnych zasobów produkcyjnych, takich jak surowce, narzędzia czy dostępność pracowników. Funkcje nadawania priorytetu i wagi poszczególnym parametrom optymalizacji, dają planistom narzędzia do precyzyjnego modelowania procesu planowania.
System APS obsługuje modele planowania w przód oraz wstecz. Możliwe jest również harmonogramowanie z uwzględnieniem wąskich gardeł celem optymalizacji harmonogramu pod tym kątem. Dla wygody użytkownika system pozwala na harmonogramowanie i/lub wyświetlanie jedynie wybranych obszarów planistycznych.
Algorytmy harmonogramowania produkcji
Główne algorytmy, według których Qguar APS układa harmonogram to:
- termin wykonania oraz priorytet zlecenia;
- pozycja operacji w zleceniach z hierarchią atrybutów;
- najdłuższy czas realizacji zlecenia;
- najkrótszy czas realizacji zlecenia.
Dzięki wykorzystaniu odpowiednich nastaw planowania, możliwe jest harmonogramowanie równoległe – zlecenie po zleceniu, ale również sekwencyjne – etap po etapie.
Inteligentne podejmowanie decyzji w ogromnej przestrzeni możliwych rozwiązań (Search Based AI).
Qguar APS wykorzystuje metody z dziedzin takich jak: heurystyki, metaheurystyki, constraint solving oraz search based AI. W szczególności wykorzystuje algorytmy takie jak: Tabu Search, Simulated Annealing, Late Acceptance, Hill Climbing. Algorytmy te stanowią jedno z fundamentalnych podejść sztucznej inteligencji do przeszukiwania bardzo dużych przestrzeni możliwych rozwiązań i ich iteracyjnego ulepszania. Pozwala to systemowi efektywnie analizować miliony wariantów harmonogramów, uwzględniając ograniczenia technologiczne, dostępność zasobów, poziomy zapasów oraz zależności między operacjami, a następnie wybierać rozwiązania zapewniające możliwie najlepszą efektywność procesu produkcyjnego.
Rozwiązywanie problemów ograniczeń wynikających z dostępności zasobów i zapasów (Optimization AI).
Zagadnienia harmonogramowania operacji produkcyjnych należą do problemów NP-zupełnych, czyli takich, w których liczba możliwych rozwiązań rośnie wykładniczo. W typowej fabryce liczba zleceń produkcyjnych i zasobów przekracza możliwości obliczeniowe największych komputerów w skończonym, akceptowalnym czasie. Złożoność obliczeniowa sprawia, że człowiek ani zwykły algorytm nie znajdzie dobrego rozwiązania.
Qguar APS należy do kategorii Constraint Optimization w obszarze Optimization AI. Nie daje jednego idealnego rozwiązania. Generuje miliony planów, poprawia je iteracyjnie, znajduje najlepszy plan w czasie dziesiątek sekund.
Optymalizacja kosztów operacyjnych (Solver AI)
Qguar APS nie uczy się na danych, ale przeszukuje przestrzeń rozwiązań według zadanych przez człowieka warunków oraz celów optymalizacji. Optymalizuje decyzje, rozwiązuje problemy planowania. Daje większy efekt finansowy niż modele ML, bo bezpośrednio optymalizuje koszty operacyjne. Nie halucynuje, liczy dokładnie.
Planowanie produkcji z APS – jakie daje korzyści?
Qguar APS pozwala na graficzną wizualizację planu produkcyjnego w celu łatwiejszego zarządzania przebiegiem procesu oraz jego umiejscowieniem w czasie, na każdym etapie. Harmonogram ma postać wykresu Gantta, na którym zilustrowane jest umiejscowienie operacji produkcyjnych na maszynach w czasie. Graficzny interfejs użytkownika naszego systemu APS charakteryzuje prostota, która ułatwia szybkie zapoznanie z systemem i intuicyjną pracę.
System APS skutecznie wspiera logistykę produkcji dostarczając odpowiednich narzędzi analitycznych, dzięki czemu użytkownik może w łatwy sposób uzyskać interesujące go dane. System planowania produkcji Qguar APS jest dostosowany do potrzeb wielu różnych modeli wytwarzania. Sprawdza się w produkcji:
- dyskretnej,
- procesowej,
- wielkoseryjnej,
- jednostkowej.
System APS pozwala na ręczną edycję zaproponowanego planu poprzez funkcję drag&drop.
System APS i MES – współpraca i wymiana danych
Opcjonalna integracja APS z oprogramowaniem klasy MES umożliwia dwustronną komunikację pomiędzy działami planowania i produkcji. Pozwala to planistom na śledzenie i reagowanie na nagłe, wymuszające zmianę harmonogramu zdarzenia, takie jak awarie, przestoje, opóźnienia realizacji.
Komunikacja między systemami APS i MES, umożliwia także natychmiastowe dostarczenie zaktualizowanych planów pracy na stanowiska produkcyjne. Program APS firmy Quantum został wyposażony w predefiniowane raporty, pozwalające zweryfikować efektywność procesu planowania. Dzięki temu, planista może szybko określić:
- średnie wyprzedzenie lub opóźnienie realizacji,
- terminowość dostaw i pracy,
- czas bezczynności i przestojów,
- stopień realizacji priorytetów.
Użytkownik może również samodzielnie, według indywidualnych potrzeb, tworzyć i konfigurować raporty.
Dzięki ścisłej i kompleksowej kontroli nad produkcją, system MES pozwala podnieść efektywność pracowników (rejestracja wykonywanych czynności) i maszyn (szybsza reakcja na usterki i awarie).
Jak zintegrować APS z innymi systemami informatycznymi?
Aby w pełni wykorzystać system klasy APS, często potrzebne jest zintegrowanie go z innymi systemami informatycznymi działającymi w przedsiębiorstwie (np. MES, ERP). Wymaga to utworzenia odpowiednich interfejsów wymiany danych. Istotnym etapem integracji systemów jest określenie zdarzeń, które spowodują przesłanie komunikatu z jednego systemu do drugiego. Wśród najpopularniejszych sposobów integracji systemów znajdują się:
- Interfejs wymiany plików – systemy mogą komunikować się przy pomocy plików danych. Pliki muszą mieć ujednolicony format, jak np. EDI – Electronic Data Interchange, XML – eXtensible Markup Language, albo coraz popularniejszy JSON – JavaScript Object Notation. Wymiana plików danych może przebiegać bezpośrednio między aplikacjami, jak również przy pomocy API (interfejs programowania aplikacji). API to zestaw procedur, protokołów komunikacyjnych i narzędzi umożliwiających współpracę pomiędzy różnymi programami.
- Bazy danych – rozwiązanie to obejmuje wykorzystanie pośredniej bazy danych współdzielonej przez oba systemy. W takim przypadku zintegrowane systemy stale aktualizują pośrednią bazę danych. W określonych przez użytkownika interwałach czasu oba programy sprawdzają, czy w pośredniej bazie danych znajdują się nowe informacje, dodane przez drugi system. Jeśli tak, zaktualizują o nie swoją wewnętrzną bazę danych.
- Serwisy internetowe – programy mogą także wymieniać dane za pomocą interfejsu internetowego. W takiej konfiguracji systemy nawiązują łączność z bazą danych znajdującą się w chmurze obliczeniowej. Odbywa się to za pomocą protokołu http. Baza danych w chmurze przekazuje dane w formacie XML, a te są zapisywany w obydwu systemach.
- Standardowy interfejs – jeśli systemy pochodzą od jednego dostawcy, najprawdopodobniej będą one już posiadały swój własny interfejs. Takie rozwiązanie w krótkim czasie zapewnia wysoką stabilność pracy. Pomaga też unikać sytuacji, w których interfejs trzeba tworzyć od początku, a w prace będzie zaangażowanych kilka różnych przedsiębiorstw.
Co zyskasz dzięki programowi APS Qguar?
- Skrócenie czasu realizacji zleceń i wzrost wydajności pracy;
- Poprawa wskaźnika OTIF (On-Time In-Full);
- Redukcja stanów magazynowych;
- Ograniczenie odchyleń od terminów wykonania;
- Minimalizowanie czasów i ilości przezbrojeń;
- Maksymalizowanie wykorzystania zasobów;
- Lepsza jakość obsługi klientów;
- Intuicyjna obsługa;
- Redukcja kosztów;
- Możliwość realizacji harmonogramu produkcyjnego bez udziału systemu klasy MES.
Jakie są kluczowe funkcje systemu APS?
- Harmonogramowanie zleceń produkcyjnych z dokładnością do kroku technologicznego (operacji);
- Kontrola dostępności surowców;
- Obsługa terminów ważności zapasów;
- Kontrola dostępności narzędzi;
- Kontrola ilościowa dostępności pracowników;
- Kontrola umiejętności pracowników;
- Harmonogramowanie według obszarów;
- Praca w wielu sesjach;
- Harmonogramowanie w przód i wstecz;
- Harmonogramowanie od wąskich gardeł;
- Obsługa atrybutów;
- Realizacja zleceń w systemie klasy MES lub bezpośrednio w APS,
- Symulacje „what-if” i analizy różnych scenariuszy.
Ile trwa wdrożenie systemu APS?
Wdrożenia oprogramowania APS zależy od stopnia skomplikowania procesów produkcyjnych i ilości danych na których system będzie operował. Standardowe wdrożenie trwa od kilku tygodni do kilku miesięcy. Proces ten obejmuje:
- analizę przedwdrożeniową,
- konfigurację oprogramowania,
- testy akceptacyjne,
- szkolenia pracowników,
- asystę przy starcie produkcyjnym.
FAQ – APS
Odpowiedzi na najczęściej zadawane pytanie na temat Systemu Qguar APS
O wdrożeniu systemu Qguar APS należy myśleć w momencie, kiedy menadżerowie oraz planiści produkcji potrzebują wsparcia w zaawansowanym harmonogramowaniu zleceń oraz optymalizacji scenariuszy zleceń.
Algorytmy optymalizacji w Qguar APS umożliwiają takie zaplanowanie zleceń, aby ich łączny czas realizacji był najkrótszy, co z kolei pozwala uzyskać większą wydajność produkcji i obniżenie jednostkowych kosztów wytworzenia.
System APS umożliwia precyzyjne harmonogramowanie zleceń produkcyjnych oraz praktyczne wdrożenie idei just-in-time, poprzez integrację z systemami klasy ERP. Dzięki pełnej synchronizacji zaopatrzenia i produkcji, redukujemy stany magazynowe i optymalizujemy zaopatrzenie.
Wybór Qguar APS jako rozszerzenia funkcjonalnego systemu ERP, daje zupełnie nowe możliwości redukcji kosztów produkcji, zaopatrzenia i wzrostu efektywności zatrudnionego personelu. Wdrożenie systemu APS wraz z systemami klasy MES i ERP znacząco podnosi wydajność i redukuje zapotrzebowanie na nadzór oraz obsługę procesów przez personel.
Qguar APS posiada algorytm minimalizujący średnie opóźnienie od dat dostaw. Algorytm ten bierze pod uwagę przydzielone zamówieniom priorytety, planując najpierw realizację tych o wyższym priorytecie.
Przebieg procesu produkcyjnego w systemie Qguar APS przedstawiany jest na 3 sposoby:
- wykres Gantt’a dla realizacji zadań produkcyjnych na poszczególnych stanowiskach;
- wykres Gantt’a dla obsady pracowników na poszczególnych stanowiskach i operacjach;
- wykres obciążenia stanowisk produkcyjnych w czasie.
Qguar APS posiada funkcję, która pozwala porównać kilka alternatywnych wersji tworzonego planu produkcyjnego. Dzięki temu osoba planująca produkcję może podejmować decyzje, na przykład o maksymalnym obciążeniu zasobów.
Poprzez interfejs, Qguar APS i systemy klasy MES (Manufacturing Executing Systems) czy np. ERP, wymieniają dane niezbędne do zobrazowania planów produkcji. Po przeprowadzeniu procesu optymalizacji, do systemu nadrzędnego przekazywany jest wybrany scenariusz realizacji zleceń produkcyjnych, z datami rozpoczęcia i zakończenia poszczególnych operacji, oraz wskazaniem zasobów, datami wymagalności surowców, materiałów, półproduktów etc.