Organizacja wytwarzania wymaga sprawnego i przejrzystego systemu planowania i zarządzania operatywnego. Jest to niezbędne w warunkach zmienności otoczenia - zmian zamówień klientów oraz zaburzeń w procesach produkcji i zaopatrzenia.

Planowanie na różnych poziomach i o różnych horyzontach czasowych, jak też harmonogramowanie działalności bieżącej mogą być realizowane na wiele sposobów. Nie ma jednego idealnego rozwiązania nawet dla przedsiębiorstw o podobnym profilu działalności i zbliżonej wielkości działających na tym samym rynku.

Techniki planowania

Typowe, najbardziej rozpowszechnione rozwiązanie to system zarządzania zasobami przedsiębiorstwa ERP (Enterprise Resouces Planning), zawierający planowanie długookresowe MPS (Master Production Scheduling) i zarządzanie na poziomie średnio- i krótkookresowym MRP (Manufacturing Resource Planning). W prostszych przypadkach możliwe jest także zarządzanie łańcuchem dostaw. Inne rozwiązanie to zastosowanie systemu zaawansowanego planowania i harmonogramowania APS (Advanced Planning and Scheduling) do zarządzania łańcuchem dostaw, w ścisłym powiązaniu z systemem MES (Manufacturing Execution System) sterowania operatywnego wytwarzaniem. Systemy te muszą pracować w tandemie uzupełniając się wzajemnie.

W wielu przedsiębiorstwach funkcjonują przestarzałe lub niekompletne systemy zarządzania na poziomie wykonawstwa. Mają one często charakter lokalny obejmując poszczególne służby lub odcinki produkcyjne. W tych przypadkach istnieje pilna potrzeba ich integracji. Powinna ona objąć swym zasięgiem zarządzanie wytwarzaniem, a zwłaszcza harmonogramowanie produkcji i nadzór nad realizacją. Pozwala to zwykle na zmniejszenie cykli realizacji zleceń i zwiększenie rentowności produkcji, a to wszystko dzięki dostosowywaniu harmonogramów realizacyjnych w czasie rzeczywistym do zmieniających się potrzeb klientów i zaburzeń w procesach produkcyjnych.

W każdym przedsiębiorstwie występują zakłócenia w realizacji zleceń klientów. Skuteczne harmonogramowanie w MES pozwala na sprawniejsze przygotowanie i realizację zleceń produkcyjnych lub wsadów przy produkcji procesowej. W razie potrzeby można np. z góry określić konieczność skorzystania z godzin nadliczbowych do zakończenia konkretnego zlecenia produkcyjnego zamiast przesuwać jego zakończenie w czasie. Możliwe jest także podjęcie innych środków nadzwyczajnych, np. pilnych zakupów lub podzlecania części produkcji na zewnątrz. Sprawny system harmonogramowania pozwala także na określanie, jakie nowe, szczególnie niewielkie zamówienia klientów mogą być przyjęte i jaka jest ich opłacalność.

Funkcjonowanie MRP

W metodzie MRP stosowana jest technika "rozwijania do tyłu" dla naliczenia popytu na wytwarzane składniki. Na podstawie zestawienia materiałowego BOM (Bill of Materials) elementów niezbędnych do wytworzenia pozycji nalicza się zapotrzebowanie na składniki. Po uwzględnieniu cykli wytwarzania poszczególnych składników nalicza się najpóźniejsze czasy rozpoczęcia produkcji poszczególnych składników, tak aby zdążyć z produkcją na żądaną datę. Po zsumowaniu zapotrzebowań na dane pozycje z poszczególnych dat otrzymuje się wstępną wersję harmonogramu oraz nalicza się zapotrzebowanie na zdolności produkcyjne poszczególnych maszyn i urządzeń.

W tej metodzie zakłada się nieograniczoną dostępność mocy produkcyjnych maszyn i materiałów. W rzeczywistości niezbędne jest uściślanie manualne zapotrzebowań na zdolności produkcyjne w poszczególnych datach tak, aby nie przekraczać dysponowanych zdolności produkcyjnych. Możliwe jest to dzięki modyfikacji planowanych zleceń produkcyjnych co do ilości i terminów realizacji. Część systemów ERP, zależnie od wielkości zleceń produkcyjnych, posługując się danymi technologicznymi, nalicza rzeczywiste cykle produkcyjne i na tej podstawie proponuje czas rozpoczęcia realizacji zleceń. Jest to jednak znacznie uproszczony model harmonogramowania wymagający uściśleń.

Funkcjonowanie APS

W metodzie APS wykorzystywana jest technika harmonogramowania działalności z naliczaniem obciążania zasobów produkcyjnych (maszyn, linii produkcyjnych, transportu itp.) z uwzględnieniem dysponowanych w danym czasie ograniczonych zdolności produkcyjnych. Uwzględnia się ograniczenia w dostępności materiałów w całym łańcuchu dostaw. Oczywiście, w skrajnym wypadku łańcuch dostaw może być pojedynczym przedsiębiorstwem. W metodzie tej tworzenie harmonogramów odbywa się z wykorzystaniem rozbudowanego i skomplikowanego modelu matematycznego.

Na początek przeglądane są zlecenia klientów i prognozy. Podobne są grupowane i łączone. W razie potrzeby zlecenia i prognozy dzielone są na mniejsze podzlecenia i prognozy częściowe, które z kolei służą do ustalania planów dystrybucji i produkcji. Do modelu wprowadzane są występujące w przedsiębiorstwie ograniczenia w procesach dystrybucji, a także ograniczenia zdolności produkcyjnych i dostępności innych zasobów. APS nalicza i pokazuje, jakie są cykle produkcji i dostaw, priorytety realizacji zleceń oraz inne zalecenia co do realizacji zleceń.

Od strony planistycznej system przelicza i pokazuje zlecenia produkcyjne, transportowe i dostaw do aktualnej realizacji. Bierze pod uwagę także wymogi dystrybucji towarów uwzględniające informacje wewnętrzne, takie jak zaległe i opóźnione zlecenia oraz prognozy nie obsłużone dotychczas przez zlecenia. Dzięki temu powstaje aktualny plan zawierający zgrupowane wspólne operacje produkcyjne.

APS w przedsiębiorstwie zastępuje planowanie ERP, tj. MPS - planowanie długookresowe i MRP - planowanie potrzeb. Przy sprawnym systemie zbierania danych o realizacji MES możliwe jest praktycznie natychmiastowe reagowanie na zmiany na rynku i modyfikacje zleceń. Ze względu na skomplikowanie algorytmów obliczeniowych APS niezbędna jest możliwość dysponowania możliwościami analizy wyników obliczeń planistycznych, docierania do przyczyn powstawania pewnych propozycji planistycznych. Rzadko, ale jednak konieczne jest manualne korygowanie harmonogramów planowanego spływu produkcji.

Powstałe w APS dane planistyczne trafiają do dalszego wykorzystania w systemach wykonawczych, takich jak zarządzanie produkcją, zarządzanie dystrybucją, zarządzanie magazynami, zarządzanie zapasami itp. Systemy te umożliwiają sprawne działanie procesów gospodarczych, co z kolei warunkuje dobrą obsługę łańcucha dostaw SCM.

Wdrożenie systemu APS, a następnie jego sensowna eksploatacja nie są proste. Konkretne rozwiązania systemu APS mogą mieć ograniczenia, np. obsługując w sposób niewystarczający takie sytuacje, jak stosowanie składników zamiennych począwszy od jakiejś daty lub w przedziale dat. Obsługa elementów typu "fantom" lub koproduktów i produktów ubocznych przy produkcji procesowej, a także kilku innych szczegółów potrafi sprawiać kłopot.

Ludwik Maciejec jest niezależnym konsultantem, właścicielem firmy Usługi Informatyczne i Konsultingowe.

Rozwinięcie artykułu znajdziecie Państwo w portalu erpstandard.pl - internetowym centrum wiedzy Computerworld poświęconym aplikacjom biznesowym.