Разработка производственных расписаний

Основная цель разработки производственного расписания — повышение уровня экономической эффективности производства и реализация бизнес-плана. Это один из основных документов на предприятии, который должен обеспечивать выпуск продукции к назначенному сроку при рациональной организации производственного процесса исходя из имеющихся ресурсов.

Из-за природы производственной деятельности наличие расписания не влечет за собой его абсолютного выполнения, поскольку на предприятии постоянно происходят непредвиденные события, способные повлечь срыв запланированного графика. Поэтому основная задача менеджмента — создать на предприятии такую систему планирования, при которой влияние случайных событий на производственное расписание будет минимальным.

Особенности составления производственного расписания

Построение производственного расписания представляет собой нижний уровень планирования, на котором конкретизируются планы верхних уровней. В нем устанавливается порядок действий, необходимых для исполнения заказа, на основании которого формируются задания для исполнителей.

Точное и детализированное производственное расписание лежит в основе эффективной производственной системы. Оно определяет, когда, на каком рабочем месте, какая операция и какой детали должна производиться, чтобы выполнить заказ в срок. Составление расписания должно базироваться на достоверной информации о:

• производственных мощностях, их текущей загрузке, времени переналадки, периодах проведения ремонта и технического обслуживания;
• материальном составе продукции для решения задачи обеспечения доступности всех необходимых материалов;
• возможностях трудовых ресурсов.

На предприятиях составление графика операций чаще всего характеризуется как динамическая задача, поскольку планы регулярно нарушаются вследствие целого множества факторов:

• отклонения фактического времени выполнения операций от запланированного;
• вынужденных простоев, превышающих время производственных ограничений;
• поступления срочных заказов;
• большого процента брака и необходимости его переработки;
• нехватки персонала требуемой квалификации в текущий период и заменой рабочей силы;
• поломки оборудования, нехватки специальных инструментов или оснастки;
• нарушения технологического процесса в связи с человеческим фактором, внеплановым отключением электроэнергии и т.д.;
• нарушения графика поставок сырья, материалов и закупаемых полуфабрикатов поставщиками.

Все производственные процессы взаимосвязаны, поэтому любые отклонения оказывают влияние на общий график и вызывают необходимость корректировки.

Типы производственного расписания

С учетом используемых подходов к составлению расписаний, их можно подразделить на типы:

• Статическое. Расписание основывается на предварительном распределении ресурсов, которое согласовывается и в дальнейшем не меняется. Статические графики могут применяться при возможности точного прогнозирования плановых событий и при условии, что новые заказы не будут вклиниваться в запланированный процесс. Такое возможно, например, в массовом производстве.
• Динамическое. Динамическое расписание подразумевает возможность менять параметры в ходе его выполнения. При этом, динамичность может быть обусловлена не только возможными внутренними отклонениями, но и необходимостью перенастройки процессов, вызванной потребностью заказчиков. Таким образом, динамические графики отвечают требованиям гибкости, которые предъявляют к современному производству.
• Внешне ориентированное. Расписание составляется с учетом потребностей рынка и ориентировано на спрос. Операции внутри производственной системы распределяются во времени таким образом, чтобы выполнить заказ точно в назначенный срок. При подобном подходе предприятие ориентируется на поддержание конкурентоспособности путем максимально точного удовлетворения потребностей клиентов, возможно, за счет некоторого снижения эффективности использования имеющихся ресурсов.
• Внутренне ориентированное. График производственных операций составляется без учета даты выполнения заказа. Основная цель — обеспечить наиболее эффективную производственную логистику и максимально рационально распределять ресурсы. Подобный подход может использоваться в ситуации, когда спрос известен, а также при использовании прогнозов спроса и изготовлении на склад.

Методы составления производственных расписаний

Основные методы, которые могут использоваться при формировании производственных расписаний:

• Метод планирования «вперед». При прямом планировании задается дата начала выполнения заказа, а последующие операции планируются по мере высвобождения мощностей.
• Метод планирования «назад». Обратное расписание позволяет соблюдать срок выполнения заказа. При использовании этого метода сначала планируют дату выполнения последней операции, от которой формируется график работ в обратной последовательности.
• Метод критического пути. Помогает определить наиболее ранние и поздние сроки выполнения операций, которые только возможны. Таким образом задается временной период, в течение которого могут планироваться операции с учетом их длительности, внутренних связей, опозданий графика и других ограничений. Метод подразумевает составление как прямого, так и обратного расписания.
• Методика оптимальной очередности планирования операций. График формируется на основе оптимальной последовательности запуска операций с целью сокращения времени выполнения работ, ожиданий, простоев оборудования и т.д.
• Правило приоритетов. Очередность выполнения заказов и операций составляется на основе принципа приоритетности. Первым в производство может поступать заказ с самой ранней датой завершения, самый короткий по длительности, с самым длинным производственным циклом, с высоким рейтингом клиента и т.д.
• Оптимизированная производственная технология. Метод подразумевает определение в производственной цепочке узкого места или критических ресурсов. К ним могут относиться материальные запасы, производственное оборудование, технологические операции и т.д. График работ, сформированный с учетом самого «узкого места» во всем процессе, позволяет повысить общую эффективность системы.

Автоматизированная система Adeptik APS для разработки расписаний

Процедура построения расписания представляет собой сложную вычислительную задачу, так как необходимо учитывать большое число факторов и ограничений для тысяч технологических операций на десятках и сотнях единиц технологического оборудования. В этих условиях вариантов графиков может быть огромное множество, из которого необходимо выбрать наиболее оптимальный вариант.

Многократно упростить задачу составления расписаний помогают современные технологии, реализованные в системе Adeptik APS. Построить оптимальное расписание позволяет применение биоинспирированных алгоритмов, основанных на механизмах естественного отбора, эволюции и природных аналогиях, которые определяют близкие к оптимальным решения. Функции имитационного моделирования позволяют получать несколько оптимальных решений и проводить эксперименты, прорабатывая сценарии «что если».

При внедрении Adeptik APS предприятие получает возможность строить динамические расписания — встраивать в текущий рабочий процесс новые заказы, отслеживать операции в реальном времени и в любой момент вносить корректировки. Можно использовать многокритериальную оптимизацию, если требуется найти решение с наилучшими значениями сразу по нескольким критериям.

В результате использования Adeptik APS можно увеличить пропускную способность производственной системы только за счет оптимизации порядка операций, выявить дефицит и рассчитать потребность в материалах благодаря точному расписанию, сократить запасы готовой продукции, изготавливая ее к точному сроку поставки, снизить вероятность ошибок, максимально синхронизировать графики с фактическими данными о ходе производства, существенно сократить время, требуемое для их формирования и корректировки.