6 - 2001

Объемно-календарное планирование для единичного и мелкосерийного позаказного производства

Евгений Кукареко, Дмитрий Молочко

Формирование и ведение базовой информации для задач объемно-календарного планирования

   Формирование и ведение в системе базы данных об изделиях предприятия, их структуре и составе

   Определение и ведение учитываемой номенклатуры элементов в составе изделий

   Ведение данных о видах работ по цехам предприятия и пропускной способности цехов по видам работ

   Ведение данных и экспертных оценок трудоемкости по видам работ для изделий и заготовок

   Ведение данных о портфеле заказов предприятия

Решение задач объемно-календарного планирования

   Ведение данных о планах для позаказного производства

   Особенности проведения расчетов плана

   Расчет и представление сводных план-графиков изготовления изделий-продуктов и план-графиков изготовления изделий учитываемой номенклатуры

   Расчет и представление план-графиков и загрузки по цехам

Функции, задачи и представление данных по планированию производства во многом зависят от типа производства. Для единичного и мелкосерийного производства задачи календарного планирования можно представить в виде двух взаимосвязанных блоков: объемно-календарного планирования и оперативно-календарного планирования.

Задачи объемно-календарного планирования можно укрупненно определить следующим образом:

  • оценка выполнимости планов выпуска продукции;
  • формирование предварительных планов хода производственного процесса;
  • формирование плановых документов на основе решения данных задач.

Задачи оперативно-календарного планирования включают формирование производственных расписаний и формирование плановых документов в соответствии с оперативным планом.

Объем и состав информации, используемой для объемного и оперативного планирования, значительно различаются.

В данной статье мы ограничимся рассмотрением объемно-календарного планирования для единичного и мелкосерийного производства.

Формирование и ведение базовой информации для задач объемно-календарного планирования

Формирование и ведение в системе базы данных об изделиях предприятия, их структуре и составе

Процессы формирования и ведения данных о структуре и составе изделий для системы планирования должны удовлетворять двум основным требованиям:

  • информация должна быть актуальной на любой момент времени;
  • процессы ведения и поддержания в актуальном состоянии данных об изделиях должны быть естественными бизнес-процессами предприятия и выполняться в подразделениях, ответственных за эти данные.

В наибольшей степени этим требованиям удовлетворяет ведение данных в составе системы управления инженерными данными (PDM), адаптированной под актуальные стандарты и включающей модули управления изменениями, а для предприятий, выпускающих изделия с большим числом вариантов комплектования, — и модули управления конфигурациями.

Отечественная автоматизированная система управления производством Omega Production отвечает этим условиям. Подсистема управления инженерными данными обеспечивает базовой информацией подсистему планирования, подсистемы управления запасами, качеством и др. Имеется также возможность импорта данных о структуре, составе и изменениях из системы конструкторского архива Search НПП «Интермех».

Подсистема управления инженерными данными в Omega Production предоставляет также возможности ведения информации о заготовках (поковках, отливках), их изменениях и связях с деталями. Это позволяет включать в объем планирования и металлургическое производство предприятия.

Управление инженерными данными и их изменениями строится на основе универсальной встроенной системы технического документооборота.

В начало В начало

Определение и ведение учитываемой номенклатуры элементов в составе изделий

Результаты объемно-календарного планирования традиционно оформляются в виде различных план-графиков, ограничивающих количество представляемых элементов. В силу этого, а также в связи с предварительным, оценочным характером объемно-календарного планирования для расчета и представления обычно берется не весь состав изделия, а только наиболее трудоемкие и ответственные его компоненты — так называемая учитываемая номенклатура. Данное ограничение является не «машинным» (то есть алгоритмы решения и представления не зависят от количества компонентов), а скорее «человеческим», определяющимся возможностями восприятия и анализа данных пользователем.

С изделиями учитываемой номенклатуры связываются данные о технологическом цикле изготовления, цикле разработки, цикле подготовки производства, а кроме того, указываются количество изделий, необходимое для конструкторских и технологических испытаний (что характерно для опытного и единичного производства), и коэффициент выхода годных изделий.

В начало В начало

Ведение данных о видах работ по цехам предприятия и пропускной способности цехов по видам работ

В объемно-календарном планировании расчеты загрузки и пропускной способности цехов выполняются обычно на уровне видов работ. Поэтому в системе имеется справочник видов работ для задач объемно-календарного планирования, на основе которого вносятся данные о видах работ по цехам предприятия. Виды работ по цехам предприятия являются базовыми элементами для задач технологической маршрутизации изделий и получения расцеховочных ведомостей. Для видов работ по цехам применяется определенная типизация, позволяющая формализовать контроль технологических маршрутов и автоматически определять производственные признаки изготовления изделий.

Данные о видах работ по цехам могут быть получены также с помощью импорта из системы проектирования технологических процессов TechCard НПП «Интермех».

По видам работ в цехах ведется информация о годовых и месячных фондах времени для двух- и трехсменного режима работы.

В начало В начало

Ведение данных и экспертных оценок трудоемкости по видам работ для изделий и заготовок

Последовательность выполнения работ по изделию/заготовке определяет его технологический маршрут на уровне видов работ. В системе существует развитая функциональность по созданию и ведению данных о технологических маршрутах, управлению их изменениями и получению различного вида отчетов. Данная функциональность применима как для серийного, так и для мелкосерийного и единичного типа производства.

Экспертные оценки являются наиболее укрупненными данными о трудоемкости и используются для решения задач объемно-календарного планирования. Поэтому экспертные оценки трудоемкости по видам работ могут быть заданы только для изделий выделенной номенклатуры, учитываемых в задачах объемно-календарного планирования.

По виду работ могут быть заданы трудоемкость или длительность цикла (рис. 1). Пересчеты трудоемкости в длительность технологического цикла и наоборот выполняются с использованием информации о количестве рабочих по данному виду работ, длительности смены и с учетом коэффициента сменности, коэффициента перевыполнения норм по цеху, коэффициента межоперационного пролеживания. Информация о длительности смены, а также значения коэффициента сменности и коэффициента перевыполнения норм по цеху берутся для расчетов из параметров цеха.

В начало В начало

Ведение данных о портфеле заказов предприятия

Заказ в производство является важным производственным документом, который проходит процедуры согласований и утверждения. Поэтому ведение заказов в производство реализовано в Omega Production в рамках общей схемы технического документооборота. Для заказа администратором системы на предприятии может быть создан адекватный жизненный цикл с соответствующими схемами и функциями согласования по операциям продвижения. Для ведения изменений по заказам в производство используется стандартный ревизионный механизм.

Заказы формируются и ведутся как для конечных изделий, так и для комплектующих. При этом для конечных изделий могут применяться как стандартные спецификации по исполнениям, так и спецификации заказных комплектаций, получаемые с использованием механизма конфигурирования изделий под функциональную спецификацию заказа.

В начало В начало

Решение задач объемно-календарного планирования

Ведение данных о планах для позаказного производства

Планы в системе являются объектами технического документооборота, поэтому имеют все свойства, характерные для подобных объектов: назначаемый жизненный цикл с различными правами пользователей по статусам и правам владения, назначаемые правила проверки корректности, назначаемые схемы согласования/утверждения, возможность рассылки по встроенной электронной почте, управление изменениями с использованием ревизионного механизма и др.

План может состоять из таких, например, разделов, как основная продукция, запасные части, сопутствующая продукция и др. Для каждого из разделов плана может быть назначен свой источник данных по элементам плана, что позволяет более надежно контролировать корректность спецификаций, включаемых в план изделий.

Для каждого из элементов плана могут быть заданы признак планирования и время запуска или время выпуска. В настоящее время для элементов поддерживаются следующие признаки планирования по заказу: разработка и изготовление на заказ, изготовление на заказ, сборка на заказ, серийное производство. В первом случае предполагается, что по крайней мере на часть изделий и их элементов документация по заказу еще не доведена до уровня производства и в планирование нужно включать информацию по циклу разработки и подготовки производства изделия. Во втором случае в расчете плана учитывается только цикл изготовления изделия. В случае сборки на заказ считается, что элементы для сборки уже имеются в нужном количестве или существуют заделы по ним, достаточные, чтобы сборку вести параллельно с изготовлением недостающих элементов. В случае серийного производства цикл изготовления изделия определяется ритмом конвейера.

По элементу плана может быть задано текущее состояние его производства на начало планового периода или на дату запуска в производство, которое включает не только количество изделий в данном состоянии, но и выполненную трудоемкость по текущему виду работ (рис. 2).

В начало В начало

Особенности проведения расчетов плана

Опциями при проведении расчетов являются:

  • учет в изделиях-продуктах изделий возвратной кооперации;
  • расчет количества заготовок (в случае если маршрут детали не учитывает ту часть, которая относится к заготовке);
  • возможность для каждого из изделий задать собственные схему и исполнение окраски.

Для изделий учитываемой номенклатуры в качестве опций могут быть заданы: учет циклов заготовок, учет потребности в изделиях на конструкторские испытания, учет потребности в изделиях на технологические испытания, учет коэффициента выхода годных изделий.

При расчетах плана обязательным является расчет состава для элементов плана. Состав изделия в плане зависит от начального состояния по элементу плана.

Если начальное состояние не задано, то для плана берется весь состав, включая само изделие-продукт. Если изделия возвратной кооперации в составе изделий-продуктов учитывать не нужно, то покупные изделия не раскрываются. При необходимости учета в изделиях-продуктах изделий возвратной кооперации производится раскрытие состава покупных изделий. Из состава покупных изделий в состав изделия-продукта включаются изделия возвратной кооперации. Отнесение изделия в составе покупного к изделиям возвратной кооперации производится на основе анализа его маршрутов. Если нужно делать расчет количества заготовок, то для детали анализируется наличие заготовки и количества деталей, получаемых из заготовки. Если имеется заготовка, она также включается в состав изделия.

При задании данных по состоянию изделий-продуктов на начало планового периода, в отсутствие данных о картах сборки, состав можно рассчитать только с точностью до пункта маршрута (вида работ). Изделие-продукт разбивается на группы, которые различаются начальным состоянием. Для каждой из групп состав рассчитывается только для оставшихся видов работ.

Количество записей по одному изделию состава, одной входимости, одной применяемости, одному заказу и одному разделу плана зависит от вида маршрута по изделию. Существует совокупность правил по выбору маршрута для изделия плана при наличии альтернатив. Если изделие имеет параллельные маршруты, то все они учитываются в плане.

В начало В начало

Расчет и представление сводных план-графиков изготовления изделий-продуктов и план-графиков изготовления изделий учитываемой номенклатуры

План-графики изготовления изделий продуктов и изделий учитываемой номенклатуры могут быть получены на основе следующих данных: о технологических циклах изготовления изделий без учета видов работ, о трудоемкости (технологических циклах) изготовления изделий по видам работ. В первом случае требуется значительно меньше исходных данных, что немаловажно для оценочного планирования. Но при этом определяются только общая длительность каждого цикла и время запуска-выпуска изделий. Во втором случае трудоемкость ведения исходных данных выше, при этом не только определяется длительность каждого цикла, но и возможна оценка выполнимости производственной программы по цехам и видам работ на основе расчета загрузки оборудования.

Центральным звеном для расчета план-графиков является определение общих циклов изготовления изделий. Алгоритмы определения общих циклов зависят в основном от признаков планирования по заказу и начального состояния элементов плана. Например, для разработки и изготовления на заказ алгоритм расчета выполняется при следующих допущениях:

  • размер партии по каждому из изделий учитываемой номенклатуры состава берется равным потребности, с учетом (если задана соответствующая опция) количества изделий на конструкторские испытания, технологические испытания и коэффициента выхода годных изделий;
  • первое изделие-продукт создается последовательно, то есть вначале создаются компоненты с учетом иерархии входимости, а когда они готовы — само изделие;
  • для последующих изделий-продуктов партии сборка выполняется параллельно с изготовлением компонентов;
  • в общем цикле учитывается время на разработку и технологическую подготовку производства по изделию.

Определение общих циклов и представление план-графиков (рис. 3) в календарном времени зависит от задания по элементу плана срока выпуска или срока запуска. Если задан срок выпуска в виде календарной даты — из нее вычитается общий цикл и определяется срок запуска. Если задан срок запуска в виде календарной даты — к ней прибавляется общий цикл и определяется срок выпуска. При этом принимается во внимание заданная опция по учету выходных и праздничных дней.

В начало В начало

Расчет и представление план-графиков и загрузки по цехам и видам работ

Использование в расчетах данных о трудоемкости по видам работ в цехах в соответствии с технологическими маршрутами изделий позволяет легко пристраивать общие план-графики по изделиям учитываемой номенклатуры в план-графики запуска-выпуска изделий по заданным цехам, по цехам и видам работ или по видам работ в целом по предприятию. Представление план-графиков для цехов и видов работ аналогично тому, как это делается для общих циклов.

Наличие информации об имеющихся фондах времени по видам работ в цехах позволяет рассчитать загрузку по видам работ в цехах и по цехам в целом. Определение и представление загрузки выполняется двумя способами: как средняя загрузка по планируемому периоду, которая рассчитывается в виде коэффициентов загрузки, представляющих собой отношение суммы трудоемкости в данном периоде к наличному фонду времени за данный период; в виде диаграмм загрузки по планируемому периоду, позволяющих представить изменение загрузки во времени в соответствии с план-графиками запуска-выпуска изделий. Второй способ представления загрузки является гораздо более наглядным и позволяет в интерактивном режиме перераспределить трудоемкость по видам работ (рис. 4) с учетом их связанности, с тем чтобы избежать пиковых нагрузок и увеличить равномерность загрузки оборудования по видам работ.

Форматы представляемых выходных документов по объемно-календарному планированию обычно специфичны для каждого из предприятий. В системе имеется генератор форм, позволяющий нужным образом сформировать формат выходных документов, в том числе и встроенные графические диаграммы.

«САПР и графика» 6'2001