Календарне планування на виробництві
1. Міжцехове календарне планування
У масовому виробництві міжцехове календарне планування являє собою в основному централізоване подетальної планування. Це означає, що на основі плану виробництва готової продукції, що містить повний перелік випущених підприємством готових виробів, до яких відносять і випускаються підприємством запасні частини, вузли і деталі, з зазначенням кількості та термінів випуску, складається розгорнутий подетальної план для окремих цехів і підприємства в цілому . При цьому система планових розрахунків є комплексною, охоплює усі цехи основного виробництва, пов'язуючи за термінами плани запуску-випуску заготівельних, механічних і складальних цехів. Критерієм оцінки при складанні планів для складальних цехів є виконання замовлень в директивні терміни, а для інших - рівномірність завантаження устаткування з урахуванням необхідності його профілактичних оглядів і планових ремонтів.
Міжцехове календарне планування має визначати потребу у випуску готових виробів у відповідності з річним планом з урахуванням наявних запасів таких виробів, а також знаходяться у провадженні на момент планування. Розрізняють загальну, або повну, потреба і чисту, яка визначається як різниця між загальною потребою і запасами. Крім того, повинні бути визначені: загальні і чисті потреби в компонентах - вузлах і деталях; розміри запускаються у виробництво партій; зсув у часі випущених чи запускаються компонентів з урахуванням необхідного випередження; реакція на зростання або зменшення обсягу замовлень або прогнозів зміни потреби в певних видах готових виробів.
Визначення чистої потреби у готовій продукції та потреб у компонентах відноситься до техніко-економічного планування і входить складовою частиною в техпромфінплан підприємства; визначення розмірів і термінів запуску партій деталей - до завдань власне календарного планування.
Розглянемо комплекс завдань міжцехового календарного планування, як це реалізовано у відповідному пакеті прикладних програм.
Перше завдання комплексу планування потреб складається з двох частин. У першій частині на підставі плану виробництва або вихідних даних підсистеми прогнозування попиту на готову продукцію, якщо вона є, визначається чиста потреба в готових виробах (включаючи запасні частини та деталі). Вхідними даними є загальні потреби, які задаються у вигляді переліку готових виробів, їх шифрів, необхідної кількості по кожному з них і термінів виконання. Ці потреби можуть бути при необхідності збільшені на величину очікуваних втрат. Порівнюючи їх з наявними запасами, визначають чистий потреба. Додатково розглядаються оформлені замовлення по відношенню до загальних потреб за періодами часу. Виявлені невідповідності надалі усувають шляхом відповідних змін у термінах виконання замовлень.
Виходом є чиста потреба в готових виробах, обумовлена як необхідні кількості і календарні терміни завершення виготовлення виробів по кожному найменуванню. Ці відомості мають самостійне значення, а також є вхідними даними для другої частини завдання планування потреб, яка служить для визначення чистої потреби в компонентах.
Для кожного виробу, що випускається підприємством, в пам'ять ЕОМ вводять нормативно-довідкову інформацію про структуру вироби у вигляді поуровневой входимость компонентів у вироби, із зазначенням найменувань і шифрів вузлів і деталей, а також кількості, необхідного для випуску одного виробу.
Спочатку за допомогою такого масиву здійснюють перший крок розвузлування, визначаючи для кожного виробу найбільш великі компоненти, з яких воно складається. Знаючи чисту потреба у виробах, визначають загальну потребу в компонентах першого рівня. Аналогічно попередньому, шляхом порівняння з наявними запасами визначають чисті потреби в цих компонентах. Потім виконують наступні кроки розвузлування, визначаючи для кожного наступного рівня дерева структури виробу відповідні компоненти і таким же чином визначаючи чисті потреби в них. Процес триває до повного розвузлування дерева структури вироби, тобто до отримання відомостей з кожної окремої деталі. Виходом є чисті потреби по кожному найменуванню та шифру деталі із зазначенням кількості і необхідних термінів завершення їх виготовлення.
Рис.1
У межцеховом календарному, плануванні вирішуються ще чотири незалежні один від одного завдання - планування замовлень, випередження, зміна потреб, діалогове планування.
Завдання планування замовлень призначена для визначення розмірів партій деталей, тобто розбиття чистих потреб на окремі партії такого розміру, який відповідає прийнятій політиці замовлень для даного вироби. Можливі два політики - визначення партій фіксованого, заздалегідь заданого і зберігається в пам'яті ЕОМ обсягу і змінного, обчислюваного обсягу.
У випадку, коли планові замовлення на виготовлення деталей мають фіксований обсяг, планування замовлень здійснюється наступним чином (рис.1). Кожного разу, коли фактично на певний плановий період виявляється чиста потреба в деталях даного типу, оформляється запланованого замовлення. Якщо чиста потреба не задоволена, ця процедура повторюється. Коли чиста потреба задоволена, перевіряється, чи залишився резерв деталей. Величину цього резерву треба запам'ятати до наступного циклу визначення чистої потреби.
При обчислюваному обсязі партії замовляються деталей важливим є прагнення оптимізувати розмір партії. У загальному випадку це визначається зіставленням витрат на зберігання і на запуск партії деталей, тобто витрат, пов'язаних з налагодженням устаткування і підготовкою до випуску партії. При малих значеннях чистих потреб вони накопичуються для випуску партії оптимального розміру. Можливі додаткові витрати, пов'язані із затримкою задоволення чистої потреби, враховуються при визначенні оптимального розміру партії. Якщо чисті потреби великі, оформляється кілька замовлень на партії деталей, розмір кожного з яких є оптимальним.
У багатьох випадках, крім політики замовлень, розмір партії визначається з урахуванням різних обмежень. Такі обмеження можуть мати тимчасовий характер; округлення обсягу замовлення і дати його завершення можуть бути накладені на мінімальну і (або) максимальна кількість деталей в одній партії. Як політика замовлень, так і обмеження можуть бути визначені для кожного виду деталей.
Визначення розмірів партій проводиться за рівнями структури виробу.
Завдання випередження призначена для зсуву в часі чистих потреб і відповідно планових замовлень, щоб правильно встановити дату початку виконання замовлень. Це дозволяє врахувати час для виготовлення деталей і вузлів або для їх закупівлі та отримання. Тривалість циклу виготовлення або закупівлі вузлів та деталей заздалегідь вводять в пам'ять ЕОМ. Зсув замовлень здійснюється за рівнями структури виробу, причому на кожному рівні - до переходу до аналогічних розрахунками на наступному, більш низькому рівні. Одночасно із зсувом початку замовлення в часі перевіряється, чи доводиться отримана дата на розрахунковий або на більш ранній період, коли завершення замовлення в необхідний термін вже неможливо. В останньому випадку видається аварійне повідомлення про невідповідність.
Завдання зміни потреб вирішують у тих випадках, коли за зовнішніми причинами треба змінити деякі замовлення або позиції плану без перерахунку календарного плану в цілому.
Вхідними даними є: шифр вироби; нове значення необхідної кількості; нова дата необхідного строку виконання; номер замовлення, якщо він вже існує; шифр зміни, що вказує його характер. Зміни можуть бути як у бік збільшення, так і зменшення потреби. Вводити їх слід з найвищого для даної зміни рівня; для готових виробів - з верхнього рівня структури виробу.
Якщо зміна стосується підготовленим, але ще не запущеним у виробництво замовленнями, то відповідні замовлення коригують. Необхідність зміни замовлення, виконання якого вже розпочато, видається у вигляді аварійного повідомлення про невідповідність.
Завдання діалогового планування дозволяє переривати і коригувати роботу підсистеми на будь-якому рівні планування. Вона полегшує перегляд і модифікацію планованих замовлень, дозволяє відповідальній особі регулювати і вводити в систему змінені значення кількості виробів і дати їх випуску. Зміни, що вносяться на певному рівні, повинні вводитися до переходу до наступного рівня.
Діалогове планування і зміна потреб можна використовувати спільно. Проте діалогове планування має більш високий пріоритет. Система не може знати, на основі яких міркувань був відкоректований те або інше замовлення. Тому якщо зміна потреб вимагає перегляду замовлень, вже відкоригованих в режимі діалогового планування, то плановані замовлення не змінюються, про що видається відповідне повідомлення.
Важливим завданням міжцехового планування є розрахунок потужностей. Він є основою для побудови календарних планів і полягає в довгостроковому визначенні завантаження обладнання ресурсами. Майбутні роботи зіставляються з розташованими ресурсами, у тому числі робочою силою, що дозволяє так встановити початкові строки виконання робіт, щоб забезпечити рівномірне завантаження обладнання та виявити періоди часу, коли існує його перевантаження або недовантаження.
Завдання планування ресурсів отримує вхідні дані про шифри виробів, необхідних кількостях і терміни їх отримання. Постійні дані містять інформацію про розташовуваної потужності кожної ділянки і робочих місць, яку умовно задають в одиницях часу, зазвичай у годинах. Розрізняють максимальний і нормальний рівні ресурсів. Максимальний рівень визначається виходячи з повного завантаження-тризмінної роботи, семиденного тижня і т.п. Нормальний рівень відповідає зазвичай прийнятому режиму роботи.
Располагаемое час зменшується на величину вже запланованого завантаження та резерву, необхідного для виконання можливих термінових позапланових робіт. Може бути врахована ефективність роботи (виконання норм).
У пам'ять ЕОМ для кожного виробу вводять відомості по робочих місцях про технологічний часу роботи обладнання, часи налагодження, транспортування та очікування. За цими даними і даними про термін завершення виготовлення виробу визначається дата початку виконання замовлення без урахування завантаження обладнання, а також завантаження цим замовленням кожної ділянки і цехи. Отримувані завантаження віднімаються з наявного часу. Якщо виникають недовантаження, то початок виконання замовлення зсувається на більш ранню дату, переважно у найменш завантажені періоди часу. При перевантаженні ділянки розглядається можливість передачі роботи на який-небудь інший, менш завантажений ділянку, якщо вони взаємозамінні.
Надмірне подовження циклу виконання замовлення небажано, тому що при цьому зростає обсяг незавершеного виробництва. Якщо обсяг робіт по всім замовленням перевищує виробничі можливості, нормальне функціонування підприємства порушується з усіма витікаючими з цього наслідками. Планування потужностей дозволяє передбачити довготривалий ефект від включення замовлень в план і приймати відповідні заходи.
2. Внутрішньоцехове календарне планування
Основною метою внутрішньоцехового календарного планування є забезпечення необхідних термінів виконання замовлень цехом у цілому і його ділянками. Критерій ефективності - мінімізація затримок фактичних термінів виконання замовлень щодо запланованих з урахуванням пріоритетів замовлень, що фіксуються у вигляді терезів затримок. Крім того, враховується необхідність поліпшення інших показників, що оцінюють роботу цеху, таких, як ступінь використання трудових та матеріальних ресурсів, собівартість продукції, її якість і т.п.
Постійна інформація, необхідна для вирішення завдань внутрішньоцехового календарного планування, містить відомості про ділянках і робочих місцях цеху, а також про замовлення.
Під робочим місцем розуміється деяке обладнання, на якому виконується одна або кілька однотипних технологічних операцій. Термін "робоче місце" ототожнюється частіше з верстатом, ніж з робочим, тому що для виконання операцій на одному робочому місці можуть знадобитися кілька робітників.
Під ділянкою, або робочим ділянкою, розуміється деяка сукупність з одного або більше робочих місць. Зазвичай робочі місця ділянки виконують однакові або близькі за технологією операції.
Відомості про робочі місця і ділянках містять ідентифікатор робочого місця (ділянки); інформацію про номінальному числі робочих місць, в тому числі по змінах (для ділянок); ефективність використання, тобто коефіцієнт виконання норм для конкретного робочого місця; середній час транспортування виробів до будь-якого іншого ділянки в цеху (якщо цей час не включено в тривалість операцій).
Постійні відомості про кожному можливому вигляді замовлення містять: ідентифікатор виду замовлення; постійне значення пріоритету; список необхідних для виконання замовлення технологічних операцій (ідентифікатори) у порядку їх виконання (технологічна карта); час підготовки до виконання кожної операції (транспортування після попередньої операції, налагодження верстата або іншого обладнання і т.п.); нормативний час виконання операції.
Вихідною змінною інформацією для вирішення завдань внутрішньоцехового календарного планування є такі відомості: перелік замовлень, що підлягають виконанню; додатковий коефіцієнт пріоритетності кожного замовлення; необхідний термін завершення; найбільш ранній можливий термін початку виконання; кількість виробів у замовленні (при декількох видах виробів - по кожному з них ); перелік виконуваних замовлень; поточний стан кожної операції по кожному виконуваному замовленням; наявність необхідних ресурсів - матеріалів, комплектуючих виробів, робітників відповідної кваліфікації і т.п. Як постійна, так і велика частина змінної інформації міститься в інформаційній базі системи управління.
Основним завданням внутрішньоцехового календарного планування є складання змінного завдання: для кожної ділянки і робочого місця вказується, які замовлення та в якій послідовності повинні виконуватися протягом зміни. Якщо обсяг замовлення перевищує можливості його виконання протягом зміни, завдання видається поопераційно.
Завдання вирішується в такій послідовності.
1. Для кожного робочого місця вишиковується черга, що складається з операцій всіх замовлень, що виконуються на даному робочому місці. Черга шикується в порядку пріоритетів, скоригованих за інформацією, що надійшла. Якщо операція може бути виконана на різних робочих місцях, її включають в найбільш коротку чергу.
2. На кожне робоче місце призначається перша операція. Нею є або та, яка не закінчена виконанням у попередній зміні, або перша з черги.
3. Визначається час завершення призначеної операції. Якщо це час менше кінця запланованого періоду, призначається наступна операція з черги, в іншому разі призначена операція на дане робоче місце фіксується.
4. Для кожної операції визначається ранній можливий термін її виконання як сума часу її завершення і часу транспортування відповідного виробу на наступне робоче місце.
5. Для призначеної операції перевіряється, забезпечено чи її виконання ресурсами. Якщо ресурси не забезпечені повністю, видається аварійне повідомлення для вжиття заходів. Слід зазначити, що перевірка забезпеченості ресурсами проводиться раніше для замовлення в цілому, тому пооперационная перевірка є контрольною, остаточно підтверджує підготовленість до виконання операції.
6. Пункти 3, 4, 5 повторюються до тих пір, доки на всіх робочих місцях час завершення операцій буде дорівнює або більше часу закінчення планованого періоду.
7. При призначенні кожної операції слід перевірити, чи виконується умова завершення її до призначеного терміну. Якщо цей строк не задовольняється, проводиться пошук можливості виконання її в строк на якому-небудь іншому робочому місці, з урахуванням пріоритетів. Якщо такої можливості немає, видається аварійне повідомлення для вжиття заходів.
8. Якщо на будь-якому робочому місці черги немає, слід перевірити, чи не можна призначити операції з черг інших робочих місць. Якщо таких операцій немає, вибирається нове замовлення з черги замовлень, в якому є операція, яка підлягає виконанню на даному робочому місці.
У результаті такого моделювання поопераційного виконання замовлень щодня видаються змінні завдання на 3-5 днів вперед. Для першої зміни з цього списку завдання підлягає виконанню, а для інших є орієнтовним, що дозволяє підготуватися до їх виконання. Завдання коригуються в міру надходження інформації про фактичний хід їх виконання, зміни пріоритетів і т.п.
Внутрішньоцехове календарне планування включає також завдання: планування, що визначає послідовність запуску; оцінювання часу завершення; управління інструментами.
Завдання планування визначає послідовність запуску. Крім визначення змінних завдань, в яких вказується порядок надходження замовлень на дільниці і послідовність їх виконання на робочих місцях, видаються результати аналізу завантаження ділянок. Вказується кількість замовлень, що підлягають виконанню на кожній дільниці по робочих місцях, число годин налагодження устаткування і робочого часу. Ці відомості можуть бути узагальнені для різних рівнів керівництва. Видаються відомості про замовлення в черзі на початок періоду, надходження яких очікується, і підлягають завершення в кінці періоду.
При визначенні послідовності запуску замовлень у виробництво виконання багатьох замовлень виходить за межі того інтервалу часу, для якого видаються завдання.
Завдання оцінювання часу завершення операції видає для таких замовлень прогностичну оцінку часу їх закінчення без докладного розкладу їх виконання.
Повідомлення про стан замовлень містять відомості про кожного виконуваному замовленні. Ідентифікатором замовлення є номер і найменування виробу. Вказуються обсяг замовлення (кількість виробів), дата початку - планована і фактична, поточний та наступні робочі ділянки, які операції залишилося виконати і як буде використано час від моменту видачі повідомлення до дати завершення виконання замовлення. За рештою операцій, нормам часу на обробку, транспортування і розрахованим часів очікування можна отримати оцінку дати завершення замовлення, порівнянням якої з необхідним терміном визначається число днів запізнення або випередження. Місце замовлення або операції в черзі визначається правилом переваги. Пріоритет може визначатися багатьма факторами: ступенем важливості замовлення, часом до терміну завершення, числом і часом виконання операцій, вартістю замовлення та ін
Прикладом правила переваги є "резерв часу на решту операції". Різниця між необхідним терміном виконання та поточною датою зменшується на сумарний час, необхідне для виконання залишилися операцій (включаючи підготовчі операції, транспортування і очікування). Результат ділення отриманого числа на кількість залишилися операцій дає резерв часу. Операції займають місце в черзі в порядку зростаючих резервів часу.
Завдання управління інструментами здійснює планування, облік і управління інструментальним господарством. У процесі її вирішення обробляються запити на інструмент, видаються повідомлення про наявність і використання інструменту, визначається черговість його отримання. Вона також дозволяє визначити: типи інструменту, за якими є дефіцит; замовлення, виконання яких не забезпечене інструментом; дефіцитність різних типів інструменту і брак складських приміщень.
Крім описаних вище в комплексі задач календарного планування можуть включатися задачі, що забезпечують керівництво інформацією, що підвищує ефективність управління. Інформація про завантаження ділянки, наприклад, по кожній ділянці містить відомості за списком робочих місць про наявність робочого персоналу на зміну, ресурсі часу в годинах, очікуваної завантаженні; відомості про підсумкову часу налагодження і обробки замовлень, оцінках термінів їх надходження на обробку в зіставленні з ресурсами на обробку; про обсяг вільних ресурсів або їх нестачі; про аналіз спізнюються замовлень, в тому числі про кількість операцій і загальний час очікування, які можуть бути згруповані по можливих надурочних робіт.