Föreläsning 8 Planering av funktionell verkstad (del 2): Detaljplanering; sekvensering, orderstyrning, mm
Kursstruktur Innehåll Föreläsning Lektion Laboration Introduktion, produktionsekonomiska Fö 1 grunder, produktegenskaper, ABC klassificering Produktionssystem Fö 2 Prognostisering Fö 3 Le 1 La 1 Sälj och verksamhetsplanering Fö 4 Le 2 La 2 Projektplanering, fast position Fö 5 Le 3 Lagerstyrning Fö 6 Le 4 La 3 Planering av funktionell verkstad, Fö 7 Le 5 layout, MRP och HP Planering av funktionell verkstad, Fö 8 Le 6 detaljplanering Planering av lina, kanban, Fö 9 Le 7 linjebalansering Specialfall; produktval, kopplade lager Fö 10 Le 8 cyklisk planering Le 9
Mål med föreläsningen! Förstå detaljplanering och dess position i planeringssystemet! Förstå vikten av sekvensbestämning och dess metoder på en eller flera maskiner! Förstå behovet av ledtidsreduktion och dess metoder! Förstå behov av återrapportering och spårbarhet!
Verktyg kopplade till föreläsningen! Algoritmer för sekvensbestämning på en maskin FIFO, SPT, EDD, CR, Algoritm för sekvensbestämning på två maskiner Johnsons algoritm Metoder för att förkorta genomloppstider Orderklyvning Överlappning
Planeringssystemets beslutnivåer Struktur och planeringsnivåer Kundorder Prognos Sälj och verksamhetsplanering Efterfrågeadministration Huvudplanering Materialplanering Återrapportering Planeringssystem Detaljplanering Råvaruförråd Produkter i arbete Färdigvarulager
Detaljplanering (DP) Syfte Säkerställa att leveranstider hålls Skapa jämn sysselsättning Karakteristik Kort planeringshorisont (veckor - timmar) Hög detaljeringsgrad Indata Tillverkningsorder (från MP) Rådande beläggning/befintlig kösituation Tillgängliga resurser Utförs för Alla delprodukter som släpps för tillverkning och de operationer som de genomgår Utdata Sekvenser (schemaläggning, flödesordning) Prioriteringslistor vid problemsituationer A1 P1 20 enheter, period 2 B1 D3 80 enheter, period 2 P3 E3 D4 P4 60 enheter, period 2 F4
P2 A1 2 B1 3 Bakgrund och behov P3 D3 4 D4 4 P4 E3 2 F4 1 Artikelnr: A1 Beskrivning: Ledtid: Buffert: Partiformning: Artikelnr: D3 Beskrivning: Period 1 2 3 4 5 6 7 8 Bruttobehov Frisläppta order: inleverans Lagerutveckling Nettobehov Nettobeh. m.h.t. plan. order Planerade order: inleverans Planerad lagerutveckling Planerade order: frisläpp 20 20 enheter, period 2 Ledtid: Buffert: Partiformning: Artikelnr: E3 Beskrivning: Period 1 2 3 4 5 6 7 8 Bruttobehov Frisläppta order: inleverans Lagerutveckling Nettobehov Nettobeh. M.h.t. plan. order Planerade order: inleverans Planerad lagerutveckling Planerade order: frisläpp 80 80 enheter, period 2 Ledtid: Buffert: Partiformning: Period 1 2 3 4 5 6 7 8 Bruttobehov Frisläppta order: inleverans Lagerutveckling Nettobehov Nettobeh. M.h.t. plan. order Planerade order: inleverans Planerad lagerutveckling Planerade order: frisläpp 60 60 enheter, period 2 Problem: sekvensen inte entydigt bestämd av materialplanen
Sekvenseringsmetoder Sekvensering för en planeringsgrupp Enkla tumregler o Slumpmässig o Först-in, först-ut (FIFO) o Kortaste operationstid först (SPT) o Tidigast färdigtidpunkt först (EDD) o Kritisk kvot (CR) Sekvensering för två planeringsgrupper Johnsons algoritm (JA) Sekvensering för flera planeringsgrupper (funktionell verkstad) Avancerade planeringssystem
Sekvenseringsregler, jämförelse SPT (Shortest Processing Time) kortaste genomsnittliga tid genom en planeringsgrupp extremt fokuserad på lokal effektivitet (ackordsorienterad) EDD (Earliest Due Date) minimerar den genomsnittliga förseningen genom en planeringsgrupp CR (Critical Rate) tar viss hänsyn till efterföljande operationer Ingen hänsyn till orderns ledtid Baserad på orderns ledtid Ingen hänsyn till orderns färdigtid FIFO SPT Baserad på orderns färdigtid EDD CR
Sekvenseringregler en planeringsgrupp Följande order ska bearbetas i en maskingrupp I vilken ordning ska de bearbetas? Order A B C Bearbetningstid 4 6 3 Leveranstidpunkt 7 10 8 Kritisk kvot 4/7 6/10 3/8 Metod Ordning Order/Färdig tid A B C Total SPT C,A,B 3+4=7 3+4+6=13 3 EDD CR A,C,B B,A,C 4 4+3+6=13 4+3=7 6+4=10 6 6+4+3=13 10-13=-3 10-13=-3-3-5=-8
Sekvensering två planeringsgrupper 1 2 Gaffelsvetsning Stommesvetsning Målning Slutmontering/ paketering Övergripande problem Beroende på produktmix är gaffelsvetsning eller stommesvetsning kapacitetsbegränsande (flaskhals) Planeringsproblem Söker en sekvens som kan minimera genomloppstiden i produktionsgruppen o oberoende av produktmix Möjlig lösning Johnsons algoritm o minimerar genomloppstiden för två maskiner
Johnsons algoritm: Metodik 1. Starta med alla order i en orderlista 2. Sök order med kortast bearbetningstid Om kortaste tiden är i första stationen placera ordern på första lediga plats i sekvensen Om kortaste tiden är i andra stationen placera ordern på sista lediga plats i sekvensen När ordern är placerad, stryk den från orderlistan 3. Om alla order är placerade i sekvensen, avbryt, annars gå till 2. Sekvensen blir lika på båda maskinerna
Exempel 8:1: Johnsons algoritm 1 2 Order 1 Order 2 Order 3 Order 4 Gaffel 4 1 8 8 Stomme 3 7 2 5 Johnsons algoritm ger sekvensen 2 4 1 3 Total genomloppstid 23 timmar Gaffel Maskin 1 Maskin 2 Stomme 5 10 15 20 Order 2 Order 1 23 Order 4 Order 3
Jämförelse, baserat på historiska data Jämföra de använda sekvenserna med sekvenser enligt Johnsons algoritm 1 2 Johnsons algoritm FIFO FIFO Om Johnsons algoritm hade använts hade genomloppstiderna kunnat kortas med i snitt 10% På årsbasis motsvarar detta en månads bearbetningstid Reducerade köer Reducerad kapital-bindning (PIA) Ökad effektivitet Kortare leveranstider
Sekvensering flera planeringsgrupper Generellt sekvenseringsproblem Det generella problemet rör en funktionell verkstad order behöver ej passera maskinerna i samma ordning Job shop Tre frihetsgrader Order Operation Maskin Sekvenseringsproblemen har en enorm mängd tillåtna lösningar
Lösningsmetoder Lösningsmetoder måste ta hänsyn till precedensrestriktioner och maskintillgänglighet Små system o o o Nätverksmetoder Heltalsoptimering Dynamisk Programmering Stora system o o Heuristiker Tabusökning Simulering Optimeringslära Avancerade planeringssystem (APS)
Problemlösning inom produktionen Typiska planeringsproblem och deras lösning Oplanerade köer uppstår o Använd lämplig sekvenseringsmetod enligt tidigare körplanering Den viktigaste kunden har en prioriterad order, men resursen som behövs är redan belagd Prioritera ordern (och beakta de effekter det får) En maskin har stått still och vi ligger efter plan. Hur kan ledtiderna reduceras för att jobba ikapp planen? Orderklyvning med hjälp av alternativ resurs Överlappning med hänsyn till återstående operationer
Prioriterad order Ledtidsreduktion av en prioriterad order STÄLL Order 1 STÄLL Order 2 Tid STÄLL Order 1 STÄLL Order 2 STÄLL Order 1 Tid
Ledtidsreduktion genom orderklyvning Bestäm q för minimal ledtid Maskin 1 STÄLL Order Tid Maskin 1 Maskin 2 STÄLL STÄLL Order (del av) Order (del av) s 1 1 tq s 1 t1 Q q s2 t2q Tid
s t i i Q q ställtid i maskin Orderklyvning tillverkningstidtid (per styck) i maskin Partistorlek (hela ordern) delpartistorlek i s t ( Q q) s t q 1 1 2 2 Gör (Q q) stycken i maskin 1 och q stycken i maskin 2- då kommer maskinerna att bli färdiga samtidigt och därmed minimeras totaltiden för ordern. i
Ledtidsreduktion genom överlappning Maskin 1 STÄLL Operation 1 Synkroniserade ställ Maskin 2 STÄLL Operation 2 Maskin 3 STÄLL Op. 3 Tid Maskin 1 STÄLL 1 1 1 T s tq l t Q l t Q tot 1 1 12 2 23 3 Maskin 2 STÄLL 2 2 2 Maskin 3 STÄLL 3 3 3 T s t q l t Q l t q 1 1 12 2 23 3 tot Tid
Arbetsorder och orderstart En arbetsorder innehåller information om bl.a Ordernummer, artikelnummer, kvantitet, etc. Operationsföljd, inklusive ställ- och operationstider Plocklistor för ingående material Verktygslistor Eventuellt ritningar och produktstrukturer Start- och stopptider vid de olika arbetsstationerna
Granska arbetsordern Kontrollera att verktyg och material finns tillgängligt OK? Ja Nej Kontrollera beläggning och tillgänglig kapacitet Lös eventuella problem OK? Ja Släpp arbetsordern Nej Lös problemen eller omplanera
Kontroll och återrapportering Rapporteringsfrekvens Varje operation Nyckeloperationer Vid avvikelse från plan Vid färdiga order Aktivitet / händelse Orderutsläpp Operationsstart Transport klart Order klart Tider Ställ Bearbetning Material Uttagskvantiteter ur förråd Per operation Leverans till kund
Återrapportering: Spårbarhet Spårning av parti Identifiering av orsak till kvalitetsbrister Bättre kontroll av lager Kontroll på status hos individuella kundorder Krav från kunder för känsliga produkter Viktigt hjälpmedel Streckkoder mm
Köer uppstår pga: Produktionsstyrning Avsaknad av synkronisering i orderfrisläppningen från MRP Oförutsedda händelser som t.ex. maskinhaverier och personalfrånvaro Man vill undvika materialbrist vilket skulle sänka effektiviteten Kötiden blir vanligen en stor del av den totala ledtiden
Produktionsstyrning