График производства по этапам. Часть 2

В статье рассматриваются этапы формирования графика производства (продолжение статьи "График производства по этапам 1"). 

График производства по этапам

Алгоритм расчета графика производства

Процедура расчета сетевого графика этапов, как фрагмента графика производства для одной строки одного заказа, на примере рассмотренной выше спецификации строки заказа, схематично выглядит следующим образом.

В этом примере интервалы всех подразделений одинаковы (день), и все этапы захватывают интервалы исходя из наличия незанятого времени работы загружаемых видов РЦ. Все этапы планируются в пределах доступного фонда времени загружаемых видов РЦ.

На схеме видно, что этапы 3.1, 2.1 и 1.1 «подпираются» слева уже занятыми интервалами, поэтому эти этапы запланированы на самые ранние интервалы, в которых нашлось время работы загружаемых видов РЦ.

Отметим, что если бы по этапам время работы загружаемых видов РЦ не учитывалось, а задавалось бы только время исполнения этапа (флаги этапов «Планировать работу видов РЦ» выключен), то все начальные этапы были бы прижаты влево к дате «Начать не ранее».

При этом дата окончания последнего этапа может оказаться раньше или позже чем Дата потребности в строке заказа. 

При выборе размещения «К окончанию» - этапы графика производства занимают как можно более поздние интервалы, и рассчитывается максимальная дата запуска (начала производства) строки заказа. Формируется менее надежный график, т.к. его нарушения приводит к срыву выпуска по заказу в заданный срок, определяемый Датой потребности. Зато такой подход позволяет запустить производство позже, чем указано датой «Начать не ранее».

Рассмотрим подробнее алгоритм назначения этапа на интервалы, если этап назначается на интервалы исходя из доступного времени загружаемых видов РЦ, определенных в этапе, и требуемого времени их работы на партию одновременно производимого количества этапа.

Для того, чтобы назначить этап на интервалы, необходимо найти интервалы, в которых есть незанятое время (более приоритетными заказами) загружаемых видов РЦ этапа, и «занять» это время.

До того, как этапы будет размещаться на интервалах – рассчитывается следующие временные показатели на требуемый объем этапа (количество изделий):

• длительность предварительного буфера Тпредв,
• длительность завершающего буфера Тзаверш,
• длительность работы каждого загружаемого вида РЦ, указанного в этапе Ткврцi.

Эти временные показатели рассчитываются с учетом длительности изготовлениия одновременно обрабатываемой партии изделий.

Например, если одновременно изготавливаемая партия составляет 10 шт, и время ее обработки на загружаемом виде РЦ составляет 1 час, то для изготовления 11 шт потребуется 2 часа.

Рассмотрим назначение этапа на интервалы отдельно для разных способов размещения.

Размещение «К началу»

На предварительный буфер отводится нужное количество интервалов, так чтобы буфер уместился в этих интервал.

Далее программа ищет по времени вперед интервалы, в которых еще есть незанятое время загружаемых видов РЦ этапа, и заполняет время работы этих видов РЦ. Учитывается время доступности РЦ, входящих в вид РЦ, и процент производительности каждого РЦ. Причем, время загружаемых видов РЦ в интервале выбирается полностью исходя из остатка доступного времени, оставшееся после более приоритетных заказов. Если в этапе задано несколько загружаемых видов РЦ, по которым указано разное потребное время, то программа занимает время нескольких загружаемых видов РЦ так, чтобы между длительностью их загрузки в каждом интервале сохранялась пропорция, согласно пропорции в общей потребности во времени работы между загружаемыми видами РЦ в этапе.

Если не все требуемое время загружаемых видов РЦ размещено в очередном интервале - берется следующий интервал и в нем занимается время загружаемых видов РЦ и т.д. пока все требуемое время работы на этап загружаемых видов РЦ не будет распланировано по интервалам.

В результате программа формирует для этапа один или несколько интервалов, в которых размещена загрузка загружаемых видов РЦ.

Далее к полученным интервалам добавляются интервалы, в которых умещается длительность завершающего буфера

Пошаговый алгоритм назначения этапа на интервалы схематично можно показать следующим образом:

В примере на диаграмме ниже фонд свободного времени загружаемых видов рабочих центров и размещение на свободном времени ВРЦ работам по выполнению этапов изображен как процесс заполнения стаканов.

Такая интерпретация наглядно демонстрирует, что внутри интервала, при формировании графика, у загружаемого вида рабочего центра нет времени начала и окончания или расписания работы в каком бы то ни было виде. Есть только расходуемый фонд рабочего времени, относимый на интервал в целом:

В этом примере:

• Предварительный буфер Тпредв расположен первоначально в интервалах Пн и Вт.
• В Ср все время КВРЦ1 и КВРЦ2 занято, поэтому обработка на загружаемых видах РЦ этапа на Ср не назначена.
• Незанятое время загружаемых видов РЦ при поиске «вперед» найдено в Чт. В Чт размещено время работы КВРЦ1 и КВРЦ2 согласно пропорции 1:2, в результате КВРЦ1 оказался полностью занятым.
• В Пт также найдено свободное время, и занято этапом по КВРЦ1 и КВРЦ2 в пропорции 1:2. Причем уже КВРЦ2 оказался полностью занятым.
• В Пн размещены остатки неразмещенного времени по КВРЦ1 и КВРЦ2 в той же пропорции 1:2.
• В каждом интервале соблюдается пропорция 1:2, и выбирается максимально возможное время КВРЦ1 и КВРЦ2.
• Итого под выполнение этапа на КВРЦ1 и КВРЦ2 требуются 3 интервала: Чт, Пт, Пн.
• Поскольку получился разрыв в этапе в Ср (между предварительным буфером и обработкой на загружаемых видах РЦ) – предварительный буфер перемещен с пн/вт на вт/ср.
• Итого на выполнение этапа отведены интервалы вт, ср, чт, пт, пн, вт, ср. Выходные пропущены согласно графику.

Размещение «К окончанию»

При расчете графика с размещением этапов «К окончанию» процесс назначения этапа на интервалы симметричен относительно приведенного. Сначала назначается на интервалы завершающий буфер, потом на интервалы назначается время работы загружаемых видов РЦ, и в конце – на интервалы назначается предварительный буфер.

Из этих примеров видно, что ненулевые предварительные и завершающие буферы есть смысл задавать в этапе только в том случае, если их длительность сопоставима с длительностью интервала. В противном случае может получиться неоправданное увеличение длительности этапа, поскольку операции до и после загружаемых видов РЦ, если длительность буферов мала, можно будет выполнить внутри крайних интервалов, в которых размещены начало и окончание загрузки загружаемых видов РЦ соответственно.

Дополнительные настройки, которые необходимо учесть:

• Если этап непрерывный, то он должен захватывать только смежные интервалы. Если этап разрешено прерывать – то этап может разрываться между интервалами.
• Если в график нужно запланировать выпуск количества этапа свыше оптимального количества передачи между этапами - то количество этапа делится на оптимально количества передачи, и интервалы выполнения для каждого такого количества определяются отдельно.

Диагностика графика производства

Результат расчета графика производства зависит от многих параметров, поэтому результаты расчета могут быть неочевидными для пользователя. Пользователю необходимо понимание того, почему график сформировался именно так, а не иначе. Например, какие ограничения мощностей или материалов не позволили сформировать график по строке заказа в нужных временных рамках - так как того требуют дата начала и даты потребности строки заказа.

Обработка «Диагностика графика производства» позволяет просмотреть в виде отчета для выбранной строки заказа распланированные этапы по оси времени - интервалам, и связи между этапами, в следующем виде:

Этот отчет представляет собой развернутый по временным интервалам распланированный сетевой график выполнения строки заказа, согласно этапам спецификации строки заказа.

В отчете можно видеть, как расположились этапы относительно даты начала производства и даты потребности (выпуска) по строке заказа.

Может получиться так, что график вышел за пределы даты начала или даты потребности:

• При размещении «К началу» - этапы не получилось по тем или иным причинам разместить к дате начала, либо график «растянулся» и завершающий этап оказался запланирован правее даты потребности в выпуске.
• При размещении «К окончанию» - график «растянулся» влево и вышел за дату начала производства.

Если график выходит за временные рамки, определенные датой начала и/или окончания производства согласно строке заказа – это значит, что график неисполним в данных временных рамках. Просматривая отчет, можно выявить этапы, явившиеся причиной такого смещения графика.

Например, на следующей схеме (размещение «К началу») этап 1.2 (штрихованный) по какой-то причине назначен на временную ось слишком поздно, из-за чего завершающий этап 2.1 оказался назначен правее даты потребности по строке заказа. По-видимому, при формировании графика производства программа «наткнулась» на какие-то ограничения в Ср и Чт, из-за которых этап 1.2 распланировался на Пт:

Чтобы определить, что является причиной такого расположения этапа 1.2, нужно открыть расшифровку этого этапа.

Расшифровка этапа (диагностика этапа) показывает окружение этого этапа в соседних интервалах, в т.ч. причины по которым этап был размещен согласно графику:

В расшифровке можно видеть, что этап 1.2 «подпирается» слева одновременно отсутствием материала 2 и ремонтом загружаемого вида РЦ, который требуется для выполнения этапа. Видно, что если отменить ремонт и обеспечить материалом 2 в чт, то уже ничего не будет мешать этапу 1.2 распланироваться на Чт. Но тогда уже система наталкивается на новое ограничение «слева» -  отсутствие материала 1 в ср не позволит запланировать этап 1.2 на Ср:

На расшифровке размещения этапа (диагностике этапа) можно видеть следующие ограничения, действующие в интервалах, повлиявшие на расположение этапа:

• Занятость видов рабочих центров этапами других, более приоритетных заказов. В расшифровке можно просмотреть, какие это заказы.
• Отсутствие фонда рабочего времени согласно документу «Доступность рабочих центров». В т.ч. отсутствие доступного времени видов РЦ вследствие ремонтов.
• Необеспеченность материалами (ограничение только «слева»)

На следующей схеме показан возможный алгоритм работы «глобального» диспетчера при балансировке графика по заказу, по мощностям и материалам. Цель процесса – добиться построения такого реального графика, чтобы заказ был выполнен в срок, желаемый клиентом.