Nadrzędne harmonogramowanie produkcji

Współcześnie wielu producentów staje przed potrzebą udzielenia szybkiej odpowiedzi na pytania typu: Czy możemy przyjąć do realizacji to zamówienie? Na kiedy zamówienie może być gotowe? Jaką ilość możemy zrealizować w zakładanym terminie? Klienci zwykle wymagają krótszych terminów realizacji (delivery lead time), niż skumulowana długość cyklu produkcyjnego (cumulative lead time), więc firma jest zmuszona zamawiać materiały oraz rozpoczynać produkcję na podstawie prognoz. Wymusza to przyjęcie strategii produkcji na zapas (Make-to-stock) lub – co ostatnio staje się coraz popularniejsze – montaż na zamówienie (Assembly-to-order).

Sytuacja dodatkowo się komplikuje, jeśli sprzedawane produkty jednocześnie są używane jako składniki do bardziej skomplikowanych wyrobów lub są sprzedawane w kompletach. Dodatkowo należy uwzględnić zapotrzebowania wewnętrzne od działów typu serwis oraz udzielić wszystkich odpowiedzi pomimo dużej zmienności procesów wytwórczych.

Powszechnych problemem w firmach jest potwierdzanie zamówień klientów przez dział sprzedaży bez uzgadniania z kierownictwem produkcji i następnie stosowanie kosztownej praktyki „gaszenia pożarów” w celu wypełnienia przynajmniej najważniejszych zobowiązań. Panujący chaos powoduje frustracje i nie przynosi oczekiwanego poziomu obsługi klienta.

NADRZĘDNE HARMONOGRAMOWANIE PRODUKCJI

Główny (lub nadrzędny) harmonogram (z ang. Master schedule) to formularz przedstawiający w poszczególnych okresach czasu (zwykle dniach lub tygodniach) wielkości prognozy, zamówień klientów, planowanego stanu zapasu (projected available balance – PAB), wielkości dostępnej do obiecania (available-to-promise – ATP) i głównego harmonogramu produkcji (Master production schedule – MPS).

Główny harmonogram produkcji (MPS) jest więc to jedna z informacji zawartych w tabeli głównego harmonogramu stanowiąca podstawowe wejście do planu potrzeb materiałowych (MRP).

W podstawowym ujęciu główny harmonogram obejmuje plan (lub prognozę) sprzedaży (często utożsamianą z prognozą popytu), wielkości przyjętych zamówień, PAB i MPS. Dane są prezentowane dla wybranego indeksu w okresach dziennych lub tygodniowych, w dodatkowym wierszu wyświetlane są informacje o zaległych zamówieniach oraz bieżącym stanie magazynowym.

Na rysunku pokazano fragment formularza z pakietu TETA Constellation prezentującego harmonogram główny w widoku podstawowym. System wyliczył wielkość prognozy na podstawie danych z osobnego modułu do prognozowania sprzedaży i pobrał ilości z pozycji potwierdzonych zamówień klientów z terminem realizacji na odpowiednie dni. Kolumnę MPS wypełnia planista główny ręcznie lub z wykorzystaniem mechanizmu do automatycznego ustawiania MPS. Na zrzucie zostały wyróżniony podział między różne okresy planistyczne. Okresy zamrożone do granicy popytu (na czerwono), okresy półpłynne między granicą popytu a granicą planowania (na czarno) i okresy poza granicą planowania (na zielono).

Kolumna planowanego stanu zapasu PAB została wyliczona przez system na podstawie prognoz sprzedaży, zamówień i MPS, przy czym w okresie zamrożonym system bierze pod uwagę tylko potwierdzone zamówienia sprzedaży, a później: większą z dwu wartości: zamówienia lub prognozy.

Wyliczona wartość wskaźnika PAB stanowi ważną informację dla planisty głównego produkcji. Przede wszystkim powinien on w taki sposób ustalać wielkości MPS, aby nigdy wskaźnik PAB nie spadał poniżej zera, bo to oznacza, że cześć zamówień (już przyjętych lub prognozowanych) nie zostanie obsłużona. Dodatkowo poza okresem zamrożonym powinien starać się utrzymać określony poziom zapasu bezpieczeństwa. Dla przykładu podanego na rysunku w dniu 25.11 wielkość PAB osiąga wartość zero i – jeśli dla tego indeksu został ustalony zapas bezpieczeństwa, to planista powinien podjąć odpowiednie działania. Najlepiej będzie jeśli przyśpieszy o jeden dzień jedną z dwu partii zaplanowanych do realizacji na 26.11. Ostateczna decyzja wymaga oczywiście głębszej analizy: rozpoznania poziomu zaawansowania prac w toku, sprawdzenia dostępności mocy produkcyjnych itd.

Należy zwrócić uwagę, że wskaźnik PAB, podobnie jak inne wskaźniki omawiane w dalszej części, nie zależy bezpośrednio od wyników obliczeń MRP ani od szczegółowych danych operacji technologicznych. Dlatego można go stosować nawet wtedy, gdy firma nie ma dokładnie określonych norm czasowych.

WSKAŹNIK DOSTĘPNE DO OBIECANIA (ATP)

Rozbudowa harmonogramu głównego obejmuje dodatkowe kolumny przeznaczone do wyliczenia wskaźników:

Mechanizm zwykłego ATP ma jedną wadę: nie umożliwia zaspokojenia potrzeb klientów z innego, niż bieżący spływ produkcji. Na powyższym rysunku widać, że w okresach między 21 a 23-11 wielkość ATP wynosi minus 5 podczas gdy ciągle jest wystarczający stan zapasu (PAB). Dzieje się tak, gdyż system nie skorzystał z wolnego ATP pozostałego w okresie 20-11, aby obsłużyć zamówienia w przyszłości. W dniu. 21-11 ma miejsce spływ z produkcji (MPS=100) i to on powinien w całości zaspokoić bieżące zamówienia.

Rozwiązaniem tego mankamentu jest zastosowanie wskaźnika przesuniętego ATP. Sposób jego wyliczenia jest analogiczny do zwykłego ATP, ale dodatkowo uwzględnia on wielkość przesunięcia konsumpcji w tył (backward consumption), lub wprzód (forward consumption). Przesunięcie konsumpcji w tył jest bardzo popularnym podejściem umożliwiającym zaspokojenie zamówień z produkcji zrealizowanej wcześniej lub z bieżącego stanu magazynowego. Przesunięcie w przód w praktyce oznacza z góry przyjęte założenie, że zamówienie w całości lub częściowo będzie opóźnione. Na rysunku zaprezentowane zostały obydwa przypadki: zarówno przesunięcia w tył, jak i w przód.

SKUMULOWANE ATP

Skumulowane ATP polega na przeprowadzeniu wyliczeń w sposób narastający. Wskaźnik ten może wydawać się najwygodniejszym narzędziem, gdyż w razie potrzeby poniekąd automatycznie następuje przesunięcie konsumpcji do kolejnych okresów. W rzeczywistości jednak stosowanie skumulowanego ATP napotyka na pewne trudności, gdyż przesunięcie konsumpcji nie odbywa się w sposób jawny. Przy operowaniu na przesuniętym ATP w przypadku znacznych przesunięć automatycznie rodzi się pytanie: po co to produkować tak wcześnie, skoro i tak będzie to potrzebne dopiero później? Natomiast stosowanie skumulowanego ATP powoduje, że informacja ta pozostaje ukryta.

HARMONOGRAM MONTAŻU KOŃCOWEGO

Omówione powyżej wskaźniki ATP bardzo dobrze sprawdzają się w strategii produkcji na magazyn (MTS). Charakterystyczne w tym przypadku jest to, że zwykle te same indeksy, które są objęte planem MPS są także zamawiane przez klientów.

Inaczej postępuje się w przypadku montażu na zamówienie (ATO) oraz produkcji na zamówienie (MTO), gdyż wówczas harmonogramem główny są objęte kluczowe półprodukty lub materiały, a do wytworzenia wyrobów finalnych stosuje się harmonogram montażu końcowego (Final Assembly Schedule – FAS).

Przy produkcji typu ATO i MTO wskaźniki ATP dla sprzedawanych indeksów prawie zawsze są zerowe, gdyż wynika to z kluczowego założenia tych strategii: nic nie jest produkowane/montowane póki nie ma zamówienia. W tego typu przypadku system musi oprzeć się na dwu innych wskaźnikach:

WSKAŹNIK MOŻLIWE DO OBIECANIA (CTP)

Rys. 6 Graficzna prezentacja planu obciążenia zasobu Źródło: Zrzut z pakietu TETA Constellation [8] Wielkość wskaźnika CTP jest wyliczana przez system na podstawie zgrubnego planu obciążeń (RCCP), w którym dla poszczególnych krytycznych zasobów (zwykle stanowisk produkcyjnych) jest określone ATP zasobu. ATP zasobu to jest w najprostszym ujęciu różnica pomiędzy dostępnym czasem pracy (lub dostępnym faktorem) zasobu a jego planowanym obciążeniem. Warto przy tym zwrócić uwagę, że planowane obciążenie w większości przypadków wynika nie tylko z zaplanowanego montażu rozpatrywanego indeksu, ale także wszystkich innych indeksów korzystających z danego zasobu. Popularnym sposobem prezentacji RCCP jest wykres.

Najmniejszy iloraz ATP zasobu przez normatywne zapotrzebowanie danego zasobu do jednej jednostki wyrobu daje wielkość wskaźnika CTP.

WIELOPOZIOMOWE ATP

Wielopoziomowe ATP jest wyliczane na podstawie odpowiedniego ATP kluczowych półproduktów i materiałów znajdujących się w harmonogramie głównym. Zakłada się więc istnienie jednego lub kilku podstawowych harmonogramów głównych z odpowiednio wyliczonymi wielkościami ATP. Zamówienie na wyrób finalny konsumuje odpowiednie wielkości spływu produkcji w uzupełniającej kolumnie prezentującej dodatkowe źródła popytu. Algebraicznie kolumna ta jest uwzględniana we wzorach na ATP w taki sam sposób, jak zamówienia sprzedaży.

Do obliczenia zapotrzebowania na dany materiał lub półprodukt stosuje się wielopoziomową strukturę konstrukcyjną. Ostatecznie wielopoziomowe ATP jest najmniejszym ilorazem ATP składnika i wyliczonej wielkości jego zapotrzebowania.

Zależnie od ustawień systemu przy potwierdzaniu zamówienia na montaż końcowy system może brać pod uwagę tylko wskaźnik CTP lub tylko wielopoziomowe ATP lub mniejszą z tych dwu wartości.