Концепция производственного планирования

• Для описания структуры и процесса изготовления продукции и полуфабрикатов используются ресурсные спецификации.

Ресурсные спецификации содержат в себе:

• Состав изделия – покупные материалы и производимые ДСЕ, которые в свою очередь также описываются собственными ресурсными спецификациями

• Описание технологического процесса изготовления – последовательность цехозаходов по технологическому маршруту

• Нормированную трудоемкость по видам работ для последующего оформления выработки производственных рабочих

• Побочный выпуск

• Другие параметры (cрок действия, минимальная партия и оптимальная кратность партии запуска и прочие)

Ресурсные спецификации используются для:

• Планирования производства

• Оперативного учета производства (диспетчирования партий ДСЕ в производстве)

• Материально-технического обеспечения производства

Ресурсные спецификации создаются путем:

• Загрузки из PDM/PLM-системы

• Интерактивного создания непосредственно в системе

• Для описания процесса изготовления ресурсная спецификация содержит последовательность этапов.

• Этап производства – часть производственного процесса, выделяемая для исполнения в рамках одного цеха или участка.

• Обычно на практике этап производства – это вся последовательность операций, выполняемых в одном цехе или участке (цехозаход, цеховой передел). Но это не является ограничением, разделение на этапы может быть выполнено с требуемой детализацией.

•

•

•

Этапы содержат следующую информацию:

• Порядок – определяется связь с предшествующими и последующими этапами. Доступно как последовательное, так и параллельное следование этапов

• Общая длительность выполнения этапа

• Рабочие центры, необходимые для выполнения этапа (не обязательны, указываются опционально):

• Рабочим центром может являться оборудование, рабочие определенных профессий, общая мощность цеха/участка и т.д.

• Для рабочих центров указывается нормированное время работы

• Доступна как последовательная, так и параллельная загрузка рабочих центров

• Предварительный и завершающий буферы

• Признак непрерывности, запрещающий прерывание выполнения этапа при планировании производства

Этапы производства используются для:

• Планирования производства (объемно-календарного, межцехового и пооперационного)

• Оперативного учета в производстве – на основании этапов формируются документы оперативного учета, в которых отмечается начало и окончание выполнения этапов, факт отгрузки материалов, ДСЕ и т.д.

Техпроцесс содержит пооперационное описание тех. процесса, выполняемого в рамках этапа (цехозахода). При этом:

• Описание техпроцесса не является обязательным. Этапы могут использоваться без детализации до операций.

• Техпроцесс может как описываться уникально для каждого этапа, так и подтягиваться из справочника типовых техпроцессов.

Техпроцесс содержит следующую информацию:

• Последовательность технологических операций (доступно последовательное и параллельное следование операций)

• Для материалов в спецификации могут быть уточнены операции, на которых они требуются

Для каждой технологической операции указывается:

• Время штучное

• Время подготовительно-заключительное

• Требуемый рабочий центр

• Вариант наладки рабочего центра

• Параметры контроля

• Вид операции

• Специфические настроенные для выбранного вида параметры

Пооперационный техпроцесс используется для:

• Формирования сменных заданий

• Отражения факта выполнения операций

• Внутрицехового пооперационного планирования

Назначение: Подготовка комплекта планов продаж, производства и закупок, заполнение бюджетных форм.

Горизонт: До 5 лет и более

Точность: Месяц

Единица планирования: Производимое изделие

• Назначение: Расчет исполнимого по ресурсам межцехового графика производства и согласование деятельности производственных цехов

• Горизонт: ~ До 1 года (на весь цикл изделия)

• Точность:  Интервал планирования месяц/неделя/день

• Единица планирования: Этап производства (цехозаход)

Назначение: Оптимальное выполнение производственного расписания цеха, формирование сменных заданий

Горизонт: До 1 месяца

Точность: Минуты

Единица планирования: Технологическая операция

По планам производства с уровня предприятия формируются заказы на производство для межцехового уровня.

По заказу на производство строится структура из этапов производства на межцеховом уровне.

По переданным к выполнению этапам производства формируется очередь производственных операций для внутрицехового уровня.

На уровне предприятия для формирования планов производства входными данными являются планы продаж и иные планы потребления, структуры изделий из ресурсных спецификаций, нормативные длительности общих циклов производства.

Для межцехового уровня входом являются запущенные заказы на производство, последовательности этапов из спецификаций, длительности этапов, доступность оборудования и потребность в нем из этапов производства, остатки ПКИ, материалов, ДСЕ на складах и нормативные сроки их поставки.

Для внутрицехового уровня на входе важна информация о плановых датах начала и завершения каждого этапа производства.

Выходные данные уровней планирования:

Результатом планирования на этом уровне являются документы план производства.

Порядок расчета плана производства:

• Заполнение плана

• Запуск итерации расчета

• Анализ результатов расчета (сроков запуска-выпуска, загрузки мощностей, потребности в ПКИ и материалах, сбалансированности с другими планами и т.д.)

• Внесение корректировок (в план производства, смежные планы продаж, НСИ и т.д.)

• Запуск следующей итерации расчета

Варианты заполнения плана производства:

• С помощью гибко настраиваемых источников и формул, позволяющих учитывать спроса, плановые остатки и поступления, законтрактованные заказы и т.д.

• Загрузка из внешних файлов (Excel)

• Интерактивное ручное заполнение

Объемно-календарное планирование осуществляется в разрезе сценариев, что позволяет моделировать различные варианты прогноза событий.

Для включенных в план изделий выполняется разузлование по данным ресурсных спецификаций. В результате формируется полная структура изделий, включающая все полуфабрикаты и    материалы с учетом входимости.

Для каждой ДСЕ определяется цикл производства как суммарная длительность этапов производства данной ДСЕ. Начиная с изделий верхнего уровня по циклам производства от даты выпуска изделия размещаются на шкале времени (планирование «назад»). При этом учитывается график работы цехов.

В результате определяются сроки запуска-выпуска для производимых изделий и плановые даты потребления в производстве для закупаемых ТМЦ.

При расчете плана производства рассчитывается плановая загрузка видов рабочих центров:

При этом доступность видов рабочих не является ограничением при планировани. Сравнение плановой загрузки с доступностью позволяет выявить перегруженные ВРЦ. При выявлении перегруженных ВРЦ вносятся необходимые корректировки в планы, НСИ, доступность мощностей и запускается повторная итерация расчета

• Межцеховое планирование предназначено для организации кооперации между цехами в процессе производства. Планирование осуществляется путем размещения этапов каждого заказа в графике производства с учетом доступности ресурсов.

• При построении графика производства учитываются:

● Приоритеты заказов на производство

● Длительности и другие параметры этапов производства

● Нормативная загрузка видов рабочих центров в этапах производства

● Доступность ВРЦ

● Текущих остатков материалов и ДСЕ на складах и в производстве

● Запущенные партии производства ДСЕ

● Графики поступления и нормативные сроки поставки материалов

•

•

В результате межцехового планирования:

• Рассчитываются даты запуска и выпуска ДСЕ, а также их отдельных этапов производства

• Выполняется резервирование материалов и ДСЕ за конкретными заказами-потребителями возможно как «мягкое» (перераспределяются динамически в пользу более приоритетных потребителей), так и «жесткое» (закрепляются за конкретным заказом, с возможностью ручного переноса – востребовано при производстве по ГОЗ)

• Рассчитывается загрузка видов рабочих центров, выровненная с учетом их доступности

• Определяется очередность запуска производственных партий

При межцеховом планировании строится график производства путем размещения этапов производства в интервалах планирования (час, день, неделя или месяц)

При этом каждый интервал планирования:

• Является рабочим или не рабочим в соответствии с графиком цеха

• Имеет заданное количество часов доступности видов рабочих центров (например, вид рабочих центров, содержащий 2 станка, работающих в одну смену по 8 часов, имеет доступность 16 часов в день)

Для каждого этапа при размещении его в графике производства выполняется следующий алгоритм:

• Определяется минимальная возможная дата его начала с учетом окончания предыдущего этапа и графика поступления материалов

• Если для этапа определена только длительность и не заданы виды рабочих центров, он занимает ближайшее количество интервалов в соответствии со своей длительностью (например, Этап 1 на рисунке)

• Если для этапа заданы виды рабочих центров, он размещается в интервалах, имеющих свободное время необходимых ВРЦ, уменьшая доступность каждого ВРЦ на занятое им количество часов

Производственные ресурсы, доступность которых учитывается при построении графика производства – определяются через объекты системы Рабочий центр и Вид рабочих центров.

Понятие рабочий центр – универсально, и может включать в себя как рабочих (людей), так и оборудование, комбинацию рабочий+станок и другие.

В межцеховом планировании производства отдельные рабочие центры не учитывается. Построение графика производства выполняется с использованием укрупненной оценки доступности производственных ресурсов - с точностью до видов рабочих центров (т.е. групп рабочих центров одного цеха, которые могут выполнять одну и ту же работу). 

В одном ВРЦ рабочих центров может быть один или несколько. Может быть заполнено просто количество (в т.ч. дробное) РЦ, входящих в ВРЦ, если нет возможности/необходимости определять конкретные РЦ (конкретные фио рабочих или номера станков), то можно указать …

Доступность ВРЦ рассчитывается по графикам работы: определяется, сколько доступно часов в каждом интервале планирования (например «день») подразделения, к которому относится ВРЦ. График работы может быть установлен для ВРЦ в целом и индивидуально для каждого РЦ (доступность ВРЦ – это сумма доступности входящих в него РЦ).

Этап - часть производственного процесса партии ДСЕ. Для каждой партии последовательность выполнения этапов определена спецификацией. Размещение этапов одной партии в графике производства выполняется в соответствии с этой последовательностью: последующие этапы размещаются строго после их предшественников. Этапы производства разных партий выполняются относительно друг друга в любой последовательности, а порядок их размещения определяется приоритетом заказа на производство, к которому они относятся. Исключение составляют этапы производства полуфабрикатов, потребляемых вышестоящими партиями. Полуфабрикат должен быть произведен до начала этапа, в котором он потребляется.

Этапы производства могут быть двух видов с точки зрения планирования графика: планируемые по длительности без загрузки ВРЦ и планируемые по загрузке ВРЦ. В этапах, планируемых по длительности, задается только длительность.

Важный момент: такой этап занимает в графике всегда указанную длительность, независимо от количества, будь то обработка одной единицы или тысячи штук ДСЕ. Таким образом, это время должно определяться не как технологическое время обработки одной детали, а как некий срок, за который будет выполнена обработка любой партии деталей в пределах среднестатистического производственного потока, с учетом пролеживаний и ожиданий. Этот способ олицетворяет собой упрощенное планирование по теории ограничений (т.н. УББВ, sDBR), с акцентом на всем процессе, а не на узких местах.

Другой тип – этапы, планируемые с загрузкой ВРЦ.

При планировании такого этапа система определяет загрузку ВРЦ, требуемую для обарабатываемого количества, ищет интервалы планирования, в которых есть требуемая доступность и размещает там этап, занимая (уменьшая) доступность ВРЦ в этих интервалах. Таким образом, размещение в графике и длительность выполнения для такого этапа зависит от количества обработки и от доступности. Разные этапы, использующие одни и те же ВРЦ, конкурируют между собой за доступность.

Кроме того, для этапов с загрузкой ВРЦ могут задаваться буферы времени, откладываемые до и после загрузки ВРЦ. Длина буфера откладывается независимо от количества обработки, аналогично этапу первого типа.

Планирование этапов такого типа олицетворяет идею ББВ из теории ограничений. Загружаемые ВРЦ играют роль узкого места.

Размещение этапов в графике делается с точностью интервала планирования. Точное расписание выполнения не составляется – это свобода действий локального диспетчера, позволяющая ему оптимизировать работу внутри интервала.

Следствия из интервального размещения:

● Невозможность точного планирования переналадок

● Неточность размещения (допущения) при использовании нескольких ВРЦ в этапе

● Не всегда оправданное растяжение графика производства, особенно если несколько последовательных этапов исполняются в одном и том же цеху и нет возможности их объединить в 1 этап (например, если это этап изготовления полуфабриката)

● Граничные условия (размер загрузки одного порядка с интервалом) могут приводить к погрешностям исполнимости

Для управления исполнением на внутрицеховом уровне этап опционально детализируется при помощи операций.  Использование операций может быть настроено индивидуально для разных подразделений. При этом операции могут использоваться как с их планированием, так и без.

В большинстве случаев рекомендуется использовать пооперационное управление без планирования. Это позволяет сохранять детальный контроль на внутрицеховом уровне, но при этом не повышает критически требования к качеству НСИ и уровню организации производства.

При использовании динамического планирования доступно только пооперационное управление без планирования операций.

Система позволяет отложить запуск пооперационного планирования до момента, когда к этому будет готово производство.

При наличии качественной НСИ механизм пооперационного планирования позволяет составить детальное расписание выполнения операций с учетом доступности конкретных РЦ, их характеристик. При составлении пооперационного расписания можно использовать разные модели, в которых настраивается влияние стоимости выполнения, переналадок и прочие параметры. Пооперационное расписание строится исключительно в рамках выполнения этапов, определенных графиком производства на межцеховом уровне. Оно не должно противоречить графику, а служит лишь для помощи в более оптимальном исполнении графика.

НСИ – нормативно-справочная информация

ДСЕ – детале-сборочная единица

ПДО – производственно-диспетчерский отдел (иногда планово-диспетчерский отдел)

РЦ – рабочий центр

ВРЦ – вид рабочего центра

ПКИ – покупное комплектующее изделие

ТМЦ – товарно-материальные ценности

ПФ - полуфабрикаты

ББВ (DBR) – Буфер-барабан-веревка (drum-buffer-rope)

УББВ (sDBR) Упрощенная методика ББВ (simplified DBR)

НЗП – незавершенное производство

РМ, АРМ – рабочее место, автоматизированное рабочее место

Разузлование – декомпозиция изделия (или партии/набора изделий) на составные компоненты для целей планирования, учета или анализа