Есаулов В.Н., Чернета С.Г. Оперативно-календарное планирование и диспетчирование

Подождите немного. Документ загружается.

даться регламент изготовления деталей, предусмотренный поопераци-

онными стандарт-планами.

В обязанности работников службы оперативно-календарного пла-

нирования (ОКП) входят обеспечение каждого рабочего информацией о

его рабочем месте и задании на текущую рабочую смену, на ближайшие

дни, неделю, месяц, обеспечение его исправно работающими прибора-

ми, оборудованием, инструментом, материалами, заготовками, а также

организация согласованной работы всего коллектива, при которой каж-

дый рабочий дополняет другого.

ПДБ (планово-диспетчерское бюро) основного цеха, получив из

ПДО (планово-диспетчерского отдела) месячную производственную

программу, распределяет предусмотренные в ней работы по производ-

ственным участкам, производит объемные расчеты для правильного ис-

пользования мощностей и устранения диспропорций в загрузке обору-

дования участков, составляется график оперативной загрузки станков.

Основой планово-распределительной работы на смену является

сменно-суточный план, в котором задание конкретизируется на каждые

сутки и смену для каждого рабочего.

Для распределения работ существуют различного рода приспособ-

ления. Так, применяется распределительная карточка, в ячейки которой

закладывается рабочая документация. По расположению последней

можно судить о состоянии данной работы: назначена ли она к выполне-

нию, подготовлена ли к выполнению или рабочий уже получил задание

на ее выполнение. Кроме того, имеется контрольная карточка с ячейка-

ми по числу дней в месяц.

Оперативный учет выполнения программы основными цехами в

единичном производстве осуществляется по данным восполнения смен-

но-суточного задания каждым участком. Объектами учета служат: вы-

работка рабочих, движение деталей по операциям, поступление загото-

вок, брак, простои, сдача готовой продукции. Учет производится на ос-

нове специальной первичной документации – по нарядам, специальным

маршрутным картам движения изделий, по накладным и т.д.

В цехах крупносерийного производства производственные задания

доводятся в виде пооперационных планов-графиков, регламентирующих

размер партии, очередность их запуска и сроки прохождения по опера-

циям технологического процесса. Эти графики лежат в основе составле-

ния календарных планов-графиков для каждого рабочего места. Доведе-

ние заданий до рабочих мест может быть оформлено в виде выписки из

таких графиков. Для повышения качества работы и сокращения ее тру-

доемкости разработка подетально-пооперационных планов-графиков и

заданий для отдельных рабочих мест автоматизируется и выполняется

на ЭВМ.

6. Особенности ОКП в единичном, серийном и массовом

производствах

Наибольшее распространение получила система оперативного пла-

нирования производства по ритму выпуска. С помощью этой системы

обеспечивается слаженный ход работы всех звеньев производства путем

выравнивания их производительности к такту (ритму) выпуска готовой

продукции. При планировании по ритму выпуска основной планово-

учетной единицей является деталь, а для механосборочных и сборочных

цехов – агрегат или готовая машина (изделие).

Важной составной частью оперативно-производственного планиро-

вания является календарное планирование – детализация плана произ-

водства продукции предприятия по срокам выпуска каждого вида про-

дукции и своевременное доведение этих показателей до каждого участка

и рабочего места. В настоящее время существует много методов кален-

дарного планирования, но все они опираются на одни и те же принципы,

а именно: принципы прямого и обратного планирования и принцип ог-

раниченной и неограниченной загрузки.

Прямое планирование предполагает, что выполнение заказа начи-

нается с поступления заказа (независимо от срока его исполнения), по-

сле чего все операции планируются вперед (из прошлого в будущее),

начиная с этой даты. Такой подход позволяет рассчитать срок исполне-

ния заказа и определить самую раннюю дату отгрузки заказа.

Обратное планирование заключается в планировании последней

операции, причем за отправную точку принимается установленная дата

исполнения заказа. После этого все предшествующие операции плани-

руются в обратном порядке (из будущего в прошлое). Обратное плани-

рование позволяет определить время начала производства для его свое-

временного выполнения.

При неограниченной загрузке возможность несоответствия мощно-

сти рабочего центра и объема запланированных для него заказов игно-

рируется. В результате в некоторые периоды времени имеет место пре-

вышение загрузки рабочего центра над его мощностью, что не исключа-

ет недозагрузки рабочего центра в других случаях. Принцип ограничен-

ной загрузки учитывает ограничения мощности рабочего центра. В слу-

чае, если мощность рабочего центра недостаточна для обработки всех

запланированных заказов, часть из них может быть перенесена на дру-

гие периоды.

Часто бывает так, что в конкретном рабочем центре примерно в

один и тот же момент времени оказывается сразу несколько производст-

венных заданий, ждущих своей очереди на выполнение. В этом случае

возникает вопрос, в какой последовательности эти задания выполнять,

каким образом назначать приоритеты исполнения? На этот вопрос су-

ществуют различные ответы.

1. Первым пришел – первым вышел. Наиболее простой метод,

при котором рабочие задания выполняются по принципу очередности

поступления в данный рабочий центр.

2. Ранняя дата окончания операции. Первым выполняется ра-

бочее задание, которое имеет самую раннюю планируемую дату завер-

шения.

3. Короткое время производства. Первым выполняется рабочее

задание с самым коротким временем производства. В случае использо-

вания этого способа объем незавершенного производства, как правило,

низок, но повлиять на сроки выполнения рабочих заданий невозможно;

4. Длительное время производства. Метод противоположный

предыдущему.

5. Критическое отношение. Приоритет рабочего задания тем

выше, чем меньше критическое отношение (КО) времени, оставшегося

до завершения задания ко времени, оставшемуся до конца производства.

Это наиболее эффективный способ, обусловливающий, в среднем, вы-

сокую степень своевременности выполнения заказов при сравнительно

невысоком уровне незавершенного производства.

Методы выбора последовательности выполнения работ определяют

последовательность, в которой должны быть выполнены работы на каж-

дом рабочем месте.

Построение последовательности осуществляется с использованием

правила приоритетов. Разработано большое число таких правил, кото-

рые применяются в сложных по маршрутам движения потока дискрет-

ных производственных процессах, где обработка ведется партиями раз-

личной величины, а производство ориентировано на независимый спрос.

Правила приоритетов помогают минимизировать среднее время проте-

кания процессов, изготовления и пролеживания (ожидания), а так же

максимизировать выход.

Наиболее популярными правилами приоритетов являются следую-

щие:

FCFC: «первым пришел – первым обслужен», первая работа, при-

бывающая на рабочее место, выполняется первой;

EDD: ранняя по дате исполнения, т.е. работа с ранней датой завер-

шения выполняется первой;

SPT: кратчайшее время исполнения. Кратчайшая по времени работа

выполняется первой.

LTP: наиболее продолжительные время выполнения. Наиболее

продолжительные и большие работы выполняются первыми.

Как показывает опыт, ни одно из этих правил не имеет превосход-

ства по всем показателям.

1. Наикратчайшее время процесса является наилучшим методом

при минимизации потока работ и минимизирует среднее число работ в

системе. Его главный недостаток состоит в том, что долго длящиеся ра-

боты будут постоянно отодвигаться назад, подчиняясь приоритету крат-

косрочности работ. Потребители могу относиться к этому негативно, и

поэтому возникает необходимость вести дополнительное регулирование

прохождения долго длящихся работ в рабочем центре.

2. «Первый пришел – первый обслужен» не дает выигрыша по

большинству критериев. Однако он имеет преимущество справедливо-

сти для потребителя, что очень важно в обслуживающих системах.

3. Метод критического отношения (рассматривается ниже) дает

хорошие результаты по критерию среднего времени запаздывания ра-

бот. Критическое отношение (КО) является отношением оставшегося до

выполнения работы (по плану) срока к остающемуся времени на испол-

нение работы. Критическое отношение, в отличие от правил приорите-

тов, может быть получено на любую дату, оно дает приоритет тем рабо-

там, которые должны быть выполнены, чтобы не нарушать график от-

грузки. Работа с низким критическим отношением (меньше 1,0) является

работой, выпадающей из графика работ (отстающей); с КО, равным 1,0,

находится в границах графика; с КО больше 1,0 означает, что работа

опережает график и время ее выполнения не напряженно.

Правило критического отношения может оказать помощь при со-

ставлении производственных графиков (расписаний):

при определении статуса специфических работ (термообработка);

при определении относительных приоритетов среди работ на общей

базе (маршруте);

при установлении связи между величиной запаса на складе и по-

рядком выполнения работ, находящихся в рабочем процессе на об-

щей базе;

при регулировании приоритетов (и пересмотре графиков) как при

изменении, так и при возникновении прогресса в выполнении ра-

бот;

при динамическом размещении работы и прослеживании пути ее

выполнения.

Правило Джонсона представляет собой график-расписание N ра-

бот на два станка. В случае, когда N работ (двух или более) должно быть

выполнено на двух станках или рабочих центрах, задача усложняется.

Это называется проблемой N/2. Правило Джонсона может быть исполь-

зовано для минимизации общего времени процесса обработки путем по-

иска последовательности запуска группы работ через две единицы обо-

рудования. Оно также минимизирует общее время простоев (рабочих

центров, станков, оборудования и других).

Расписание графика включает четыре шага:

1. Все работы должны быть перечислены, и определено время

выполнения работ.

2. Отбирается работа с наикратчайшим временем выполнения.

Если наикратчайшее время приходится на первую машину, работу рас-

писывают первой. Если наикратчайшее время приходится на вторую

машину, она записывается в график последней. При равенстве времени

решение принимается на основе арбитражного суждения.

3. Если работа расписана, она исключается из рассмотрения.

4. Шаги 2 и 3 распространяются на оставшиеся работы при про-

движении в направлении середины формирующейся последовательно-

сти.

Расписание N работ на три станка (машины). Оптимальное разме-

щение N работ на три машины является чрезвычайно сложным, но если

выполняется одно из двух или оба условия, то решение возможно по

правилу Джонсона:

1. Наименьшая продолжительность, выполняемая на станке 1, равна

наибольшей продолжительности, выполняемой на станке 2.

2. Наименьшая продолжительность выполнения работы на станке 3

так велика, как наиболее продолжительное выполнение работы на ма-

шине 2 N работ на M машин. Когда несколько работ должны пройти че-

рез процессы на нескольких машинах или иных средствах, требуя опре-

деленных затрат времени для своего выполнения, отыскание оптималь-

ной последовательности является сложной процедурой.

Применяются и другие исследования, использующие теорию оче-

редей и компьютерное моделирование, чтобы математически решить

сложную проблему последовательности.

Однако что делать менеджеру (мастеру) или распределителю работ,

которые сталкиваются со сложной проблемой нахождения оптимальных

последовательностей запуска, требующей решения каждый день? Они

должны пользоваться правилами критического отношения при состав-

лении последовательности обработки. Если обычные подходы не ведут

к оптимальным решениям, их использование на практике всегда жела-

тельно потому, что любое упорядочение всегда сопровождается поло-

жительным эффектом. В зависимости от стратегии производства – еди-

ничное (позаказное), серийное, массовое – методы календарного плани-

рования будут различаться.

Единичное производство характеризуется большим количеством

заказов на изготовление разнообразной продукции, но при этом могут

преобладать те или иные виды работ. Поэтому сущность оперативно

производственного планирования заключается в том, чтобы сгруппиро-

вать заказы таким образом, при котором можно будет обеспечить наи-

лучшее сочетание сроков изготовления продукции и равномерной за-

грузки оборудования.

Для выполнения этого условия делают предварительный расчѐт

длительности производственного цикла и лишь затем указывают реаль-

ные сроки выполнения заказа. Основной особенностью оперативно-

календарного планирования в единичном производстве является учѐт

всех стадий производства и изготовления изделия:

научно исследовательская работа;

разработка конструкции;

разработка технологии изделия;

проектирование инструмента и оснастки;

нормирование затрат труда;

изготовление, испытание и доведение изделия до промышленного

образца.

Оперативно-производственное планирование в единичном произ-

водстве включает в себя:

расчѐт производственного цикла;

построение календарного графика выполнения заказов;

расчѐт времени опережения в работе цехов;

расчѐт загрузки оборудования;

ежесменный учѐт выполнения заказов.

Особенности оперативно-календарного планирования единичного

производства обусловлены его спецификой, большой и по существу не-

ограниченной номенклатурой.

В единичном и мелкосерийном производстве используются:

позаказная система планирования;

комплектно-сборочная система планирования.

При позаказной системе планирования для каждого заказа (с уче-

том срока его выполнения) строится сквозной календарный график тех-

нической подготовки производства и выполнения заказа, который со-

гласуется с графиком подготовки и производства других заказов. Пла-

ново-учетной единицей для сборочных цехов является заказ, для обра-

батывающих и заготовительных цехов – комплект деталей на заказ.

При этой системе планирования происходит длительное пролеживание

деталей и сборочных единиц.

При комплектно-сборочной системе планирования подача дета-

лей на сборку осуществляется в несколько очередей в виде сборочных

комплектов. Для каждой очереди устанавливается состав сборочных

комплектов, из которых собирается изделие. Срок подачи сборочных

комплектов определяется календарным опережением начала данной

очереди сборки по отношению к сроку выпуска изделий. Планово-

учетной единицей является комплект деталей на сборочную единицу.

Основной задачей оперативно-календарного планирования в единичном

производстве является одновременное выполнение множества заказов в

сроки, предусмотренные договорами. При этом должна быть обеспечена

равномерная загрузка всех звеньев производства и, как следствие, ра-

циональное использование оборудования и рабочей силы.

В серийном производстве используются следующие системы

оперативно-производственного планирования (ОПП):

система планирования по цикловым комплектам (комплектно-

групповая система);

система планирования по комплектовочным номерам или машино-

комплектам;

система планирования по опережениям;

система планирования по заделам.

При планировании по цикловым комплектам детали объединя-

ются в группы (комплекты) в зависимости от общности периодичности

их изготовления, длительности производственного цикла и маршрута

движения. Следовательно, планово-учетной единицей является цикло-

вой (групповой) комплект деталей. Для каждой группы деталей уста-

навливается дифференцированный срок подачи на сборку. Использова-

ние циклового комплекта позволяет сократить пролеживание деталей и,

следовательно, объем незавершенного производства, а также номенкла-

турный номер производственной программы.

Эта система применяется, при условии:

выпуск изделий значителен и их изготовление может быть распре-

делено на несколько месяцев в годовом плане;

сборка сравнительно длинна (более одного месяца) и трудоемка,

что вызывает необходимость в дифференцировании сроков подачи

деталей.

Система планирования по комплектовочным номерам (машино-

комплектная) характеризуется тем, что изготовление деталей и сбороч-

ных единиц для данной машины каждым последующим цехом начина-

ется лишь после поставки предыдущим цехом всех входящих в нее де-

талей и сборочных единиц. Планово-учетной единицей является ком-

плект деталей, сборочных единиц. Всем сборочным единицам, подле-

жащим укомплектованию деталями каждого цеха в течение планируе-

мого периода времени, присваиваются порядковые номера. Последний

номер присваивается готовым изделиям каждого наименования, кото-

рые должны быть выпущены в плановом порядке. При этой системе

планирования сроки одновременного запуска и выпуска всего комплек-

та деталей, как правило, не могут быть соблюдены, что объясняется тре-

бованиями равномерной загрузки оборудования. Большинство деталей

комплекта выпускается раньше общего срока их готовности, т.е. проле-

живает между цехами в ожидании следующей стадии производства. Это

ограничивает возможности применения машинокомплектной системы.

Она используется в серийном производстве, когда число деталей, вхо-

дящих машинокомплект, невелико.

При системе планирования по опережениям для каждой партии

(серии) изделий, изготовляемых в предыдущем звене, устанавливается

опережение по запуску и выпуску по сравнению с последующим звеном

производства.

Под опережением понимается календарный период времени, на ко-

торый каждая предыдущая часть или стадия производственного процес-

са должна опережать последующую с целью ее окончания в запланиро-

ванный срок по отношению к завершающей стадии обработки или сбор-

ки деталей.

Планирование по опережениям характеризуется распределением и

группировкой деталей и работ по срокам выпуска и организацией их

своевременного изготовления и передачи на соответствующие стадии

производства в зависимости от расчетных опережений времени.

Планово-учетной единицей является комплект (серия) одноимен-

ных изделий, а может быть и отдельная деталь или сборочная единица

продукции. Эта система является наиболее универсальной и распро-

страненной в производстве.

Самая распространенная вследствие своей гибкости система – это

система планирования по заделам. При данной системе заранее опре-

деляется расчетный уровень задела по деталям, полуфабрикатам и узлам

для каждого цеха. Система планирования по заделам основана на созда-

нии нормативного неснижающегося задела по каждой детали и сбороч-

ной единице, уровень которого определяется нормативным опережени-

ем. Расчет нормативных заделов и опережений производится на основе

планов-графиков работы участков, длительности производственных

циклов и суточной потребности в деталях данного наименования. После

создания заделов в соответствии с нормативами устанавливают всем це-

хам плановые задания в условных комплектах без дифференцирования

по календарным опережениям. Разность между фактическим и норма-

тивным заделами по детали на определенную дату представляет собой

число деталей, предназначенных для комплектации. Результат деления

этой разности на число деталей, составляющих один условный ком-

плект, определяет число изделий, обеспеченных данной деталью.

Планирование по заделам предполагает поддержание на требуемом

расчетном уровне запаса заготовок, полуфабрикатов и комплектующих,

предназначенных для дальнейшей обработки и сборки на каждой стадии

производства. Для обеспечения ритмичной работы взаимосвязанных

производственных участков и поточных линий определяются нормаль-

ные размеры производственных заделов, представляющих собой соот-

ветствующий запас заготовок. По назначению заделы бывают техноло-

гические, транспортные, страховые, межоперационные или межцикло-

вые. Размер задела может быть установлен в деталях или днях. Общий

нормальный задел обычно принимается равным сумме всех слагаемых

запасов заготовок и деталей.

Планово-учетной единицей системы планирования по заделам яв-

ляется условный комплект, изготовление которого обеспечивает выпуск

продукции в заданном объеме на сутки, пятидневку.

С точки зрения производительности труда целесообразна работа

большими партиями, так как уменьшается подготовительно-

заключительное время, приходящееся на одну деталь. Однако увеличе-

ние партии ведет к увеличению производственного цикла и росту неза-

вершенного производства. Поэтому нахождение оптимальной партии

сводится к установлению такого числа деталей, при котором минималь-

ны затраты на одну деталь (рис.7). При упрощенном методе размер пар-

тии определяется по формуле

n =t

пз

/ t

α, (15)

где t

пз

– подготовительно-заключительное время;

– норма времени на операцию;

α – коэффициент допустимых потерь на переналадку, он равен 0,03

для крупносерийного и 0,01 для мелкосерийного производства.

Периодичность повторения партий в производстве определяется по

формуле

R = n*T / N, (16)

где N – программа выпуска за период;

n – размер партии деталей;

T – планируемый период.

Рис.7. Зависимость затрат производства от размера партии

Примечание: 1 – потери от связывания оборотных средств; 2 – затраты на

переналадку; 3 – сумма затрат и потерь; n

- величина оптимальной партии.

При разработке оперативных заданий при серийном производстве

программу основных цехов рассчитывают в порядке, обратном ходу

технологического процесса по схеме: план реализации – цех оконча-

тельной сборки – механосборочные цехи – обрабатывающие цехи – за-

готовительные цехи – материальные склады.

Программа цехов составляется в два этапа.

На первом этапе на основании технической спецификации и рас-

цеховки изделия (карты технологического планирования) для каждого

цеха определяют список узлов, комплектов и деталей, подлежащих из-

готовлению, и рассчитывают их количество.

На втором этапе на основании норм времени на детали, комплек-

тующие узлы рассчитывают общую трудоемкость программы и сопос-

тавляют ее с пропускной способностью цехов.

Если загрузка больше пропускной программы, то вводят дополни-

тельное оборудование и увеличивают число смен.

Оперативно-плановая работа в цехе заключается в распределении

заданной цеху программы по отдельным производственным участкам, а