Календарне планування: чому сортування за терміном підводить

Середа. Три замовлення претендують на той самий верстат із ЧПК у четвер після обіду. Планувальник сортує їх за терміном виконання — найраніший першим, бо це здається справедливим і очевидним. До пʼятниці одне з них уже запізнюється на три дні. Ніхто не працював повільно. Помилковим було сортування.

Календарне планування виробництва — це визначення того, коли саме виконується кожна операція кожного замовлення, на якому верстаті і в якій послідовності, у межах потужностей, які завод справді має. Планування визначає, що і скільки виготовляти в найближчі тижні; календарне планування визначає, на якому верстаті й о котрій годині. Якщо ця межа для вас досі розмита, її допоможе провести стаття планування і календарне планування виробництва.

Пряме і зворотне планування

Візьмімо одне замовлення, № 1042, із трьома операціями: розпилювання (1 день), обробка на ЧПК (2 дні), контроль і пакування (1 день). Матеріал є на заводі в понеділок зранку. Клієнт хоче отримати замовлення в пʼятницю ввечері.

Пряме планування починає з найранішої можливої дати й рухається вперед: розпилювання в понеділок, ЧПК у вівторок і середу, контроль у четвер. Готово в четвер увечері, на день раніше. Пряме планування відповідає на питання: «Коли найраніше замовлення може бути готове?»

Зворотне планування починає з терміну виконання і рухається назад: контроль у пʼятницю, ЧПК у середу й четвер, розпилювання у вівторок. Старт — у вівторок. Зворотне планування відповідає на питання: «Коли найпізніше треба почати?» Воно тримає незавершене виробництво на низькому рівні, бо ніщо не починається раніше, ніж потрібно.

Різниця між цими двома варіантами — тут один день — це часовий резерв замовлення. Замовлення з пʼятьма днями резерву може зачекати. Замовлення з нульовим резервом не може чекати й години.

Ризик зворотного планування: кожне замовлення стартує в останній можливий момент, тож перша ж затримка робить його запізнілим. Більшість планувальників визначають найпізніший старт, а потім трохи зсувають роботу на раніше там, де є вільна потужність.

Чому сортування за терміном виконання дає запізнілий розклад

Повернімося до четверга. Верстат із ЧПК вільний із 13:00 і працює у дві зміни, до 21:00. На черзі три замовлення:

• A: 3 год на ЧПК, потім 1 год пакування. Термін — пʼятниця, 12:00.
• B: 2 год на ЧПК, потім 2 год контролю. Термін — пʼятниця, 14:00.
• C: 3 год на ЧПК, потім термообробка. Піч завантажують раз на день о 18:00, і вона працює всю ніч; у пʼятницю C шліфують і відвантажують. Термін — пʼятниця, 16:00.

Сортування за терміном виконання (A, B, C): A обробляється 13:00–16:00, B 16:00–18:00, C 18:00–21:00. C не встигає на завантаження печі о 18:00. Наступне завантаження — у пʼятницю о 18:00, а оскільки у вихідні зміни немає, C відвантажують у понеділок: на три дні пізніше.

Сортування за найпізнішим стартом (зворотне планування): C має зійти з ЧПК до 18:00, тож його найпізніший старт — 15:00. A має звільнити ЧПК лише до пʼятниці 11:00, а B — до пʼятниці 12:00. Послідовність: C 13:00–16:00, A 16:00–19:00, B 19:00–21:00. Усі три відвантажуються вчасно.

Той самий верстат, ті самі години, ті самі замовлення. Термін виконання показує, коли замовлення потрібне клієнтові. Він не показує, коли цей верстат має його завершити. Це залежить від усього, що відбувається далі, і виявити це може лише зворотне планування через увесь технологічний маршрут. Саме тому тривалість виробничого циклу — це здебільшого очікування: справжнім ризиком для C ніколи не був ЧПК. Ним була черга до печі.

Планування з обмеженими і необмеженими потужностями

MRP і багато ERP-систем планують із необмеженими потужностями: вони припускають, що верстат прийме все, що на нього завантажать. Спитайте розклад із необмеженими потужностями про четвер — і він запустить A, B і C одночасно о 13:00, пліч-о-пліч, ніби ЧПК може обробляти три деталі водночас. Вісім годин роботи потрапляють у три години між 13:00 і 16:00. Кожне замовлення показано як вчасне. Жодне таким не є.

Планування з урахуванням обмежених потужностей ставить операцію лише туди, де в календарі верстата є місце, — з урахуванням змін, перерв, обслуговування і вже заброньованої роботи. Якщо четвер заповнений, операція переходить у наступне вільне вікно, а перевірка терміну виконання прямо каже, що замовлення запізниться.

Порівняйте список справ і календар. Список справ прийме 40 завдань на понеділок. У календаря є вісім годин.

Планування з урахуванням обмежених потужностей має враховувати не лише години:

• Переналагодження, що залежать від послідовності. Перехід із чорного на білий може тривати значно довше, ніж із білого на чорний; див. статтю про оптимізацію переналагоджень.
• Матеріали. Операція не може початися до надходження компонентів, хоч би яким вільним був верстат.

На розклад з урахуванням обмежених потужностей дивитися менш комфортно, бо він рано показує запізнення. У цьому й сенс. Запізнення, виявлене в середу, — це розмова з клієнтом. Виявлене в пʼятницю після обіду — це вибачення.

Замерзла зона: чому не варто переплановувати все

Добрий розклад змінюється. Розклад, що змінюється щогодини, марний. Оператори готують оснащення, матеріали підвозять до робочих місць, бригада наладників планує свою зміну. Якщо о 06:45 послідовність перевертається, усе це марнується.

Авіакомпанії давно розвʼязали цю проблему. За кілька тижнів до вильоту місце можна змінити вільно, за кілька днів — з певними обмеженнями, а біля виходу на посадку — ніяк. Ніхто не пересаджує 180 пасажирів під час посадки лише тому, що один із них хоче сидіти біля вікна.

Планувальники користуються тими самими трьома зонами:

• Замерзла зона (зазвичай наступні одна-дві зміни, іноді кілька днів): жодних змін без погодження конкретної відповідальної особи. Поломка, блокування за якістю чи відсутній компонент — підстава; дзвінок від відділу продажів — зазвичай ні.
• Тала зона (приблизно наступний тиждень): зміни послідовності дозволені, якщо матеріали й потужності це підтверджують.
• Рідка зона (далі): змінювати можна будь-що. Саме сюди вставляють нові замовлення.

Тривалі переналагодження і підготовка матеріалів потребують довшої замерзлої зони; гнучкій складальній дільниці вистачить і кількох годин.

Міф: що частіше переплановувати, то кращий розклад

Кожна зміна всередині замерзлої зони має приховану ціну: нові переналагодження, матеріали, переміщені двічі, і оператори, які перестають довіряти списку завдань. Розклад виглядає краще на екрані і гірше працює в цеху.

Рішення — правило, а не розумніший алгоритм: рідку зону переплановуйте скільки завгодно, талу — раз на день, а замерзлу — лише у виняткових випадках.

Де зʼявляються позамовне виробництво і диспетчеризація

Найскладніша частина різна на різних заводах. На потокових лініях (кабель, екструзія, харчова промисловість) це послідовність, що скорочує переналагодження. У позамовному виробництві (job shop) кожне завдання має власний маршрут через спільні верстати, і домінує час очікування в черзі. І всюди хтось біля верстата однаково вибирає наступне завдання, коли реальність відходить від плану. Це диспетчеризація з власними правилами.

Як це виглядає у factory.online

У платформі factory.online планувальник бачить A, B і C як смуги в рядку верстата з ЧПК на діаграмі Ганта, розплановані з урахуванням обмежених потужностей за календарем верстата, а операція термообробки C стоїть у рядку печі. Якщо C не встигає на завантаження печі, дата його завершення зсувається за термін виконання, і замовлення позначається як запізніле ще до того, як оброблено першу деталь. Сценарій планування дає змогу спробувати іншу послідовність і порівняти дати поставок до запуску виробничих завдань.

Якщо ваші четверги після обіду виглядають саме так, запишіться на демонстрацію — і ми розплануємо один із ваших реальних тижнів.