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.

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.

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.

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.

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.