Rola systemów klasy ERP oraz APS w planowaniu produkcji

Jak powinna wyglądać wymiana danych w ekosystemie rożnych rozwiązań informatycznych w przedsiębiorstwie produkcyjnym, która pozwoli na stworzenie planu i harmonogramu produkcji? Omawiamy to złożone zagadnienie oraz jego techniczne aspekty związane z jakością i dostępnością danych.

Plan produkcji

Złożoność i specyfika procesu produkcyjnego wpływa na plan

Plan produkcji w dużym skrócie, odpowie nam na pytanie co, w jakiej ilości i na kiedy powinniśmy wyprodukować. Jest on zatem rezultatem pracy "biznesu" - dział sprzedaży przyjmuje zamówienia, technolodzy wspólnie z marketingiem przygotowują nowe produkty, kontroling finansowy wskazuje produkty o najwyższej rentowności i te, które powinniśmy wycofywać z produkcji. W planie widać również wpływ rynku oraz specyfikę branży. Proporcja zleceń realizowanych na zamówienie (make to order, MTO) i na magazyn (make to stock, MTS) zależy właśnie od rynku, branży, klientów czy łańcuchów logistycznych  - a ma to oczywiście ogromny wpływ na proces powstawania planu produkcji. Stosunkowo najprostszy plan mamy w produkcji realizowanej wyłącznie na zamówienie, gdzie zlecenia produkcyjne są często tworzone w stosunku 1:1 z zamówieniem klienta. W przypadku produkcji na magazyn musimy także uwzględnić prognozy sprzedaży, trendy rynkowe czy tendencje w cenie i dostępności zasobów produkcyjnych ze względu na potrzebę ściślejszej kontroli rentowności. W przypadku dużych projektów realizowanych "na wymiar" dla konkretnego klienta (engineering to order, ETO) zależności pomiędzy planem a harmonogramem mogą być jeszcze bardziej złożone. Część harmonogramu na pierwsze etapy projektu może być już zrealizowana, podczas gdy technologia wyrobu gotowego może być jeszcze w opracowaniu. Często w kontekście ETO zastanawiamy się również nad uwzględnieniem w harmonogramie samych prac inżynieryjnych i projektowych, które mogą pochłonąć dużo czasu i których opóźnienie ma często ogromny wpływ na terminowość realizacji całego projektu.

Co oznacza, że plan produkcji powinien być responsywny?

Plan produkcji wymaga od nas responsywności mierzonej w godzinach czy zmianach, ale częściej w dniach czy tygodniach. Kiedy rozmawiamy z klientem o dużym kontrakcie, możemy sobie pozwolić na wizytę w jego siedzibie, porozmawiać o szczegółach kontraktu, wrócić do swojego biura i dopiero po kilku dniach wysłać propozycję oferty. Zanim klient ją zaakceptuje zapewne minie  trochę czasu, a być może będziemy musieli przystąpić do kolejnej rundy, jeśli oferowane warunki odbiegają od wymagań. Stąd w procesie tworzenia planu pewien poziom niepewności lub opóźnienia jest często spodziewany przez planistów. Warto zaznaczyć, że w najlepiej zinformatyzowanych przedsiębiorstwach proces opisany chociażby powyżej (tj. ofertowanie) już od samego początku będzie obecny w planie produkcji. Sygnalizujemy go poprzez np. Zlecenia Planowane, które będą swego rodzaju rezerwacją pojemności produkcyjnych na poczet potencjalnego zlecenia.

Planowanie produkcji w systemie ERP

Plan produkcji powstaje najczęściej w systemie ERP z użyciem narzędzi takich jak pętla MRP (Material Requirements Planning), MPS (Master Production Schedule) czy Rough-cut Capacity Planning (RCCP). Często spotykamy się z sytuacją, w której system ERP nie posiada rozbudowanych funkcji wspierających planowanie produkcji oraz tworzenie technologii - wówczas taką rolę przejmuje system do planowania produkcji APS – np. PSIasm wraz z modułem przygotowania danych produkcyjnych PDP (Production Data Preparation) lub zarządzania zleceniami (Order Management). Platforma PSIasm w dużej mierze potrafi  zastąpić narzędzia zawarte w modułach produkcyjnych systemów klasy ERP. Analiza narzędzi dostępnych przy tworzeniu planu produkcji nie jest przedmiotem tego artykułu, dlatego na potrzeby dalszej jego części załóżmy, że taki plan produkcji już posiadamy.

Harmonogram produkcji

Jaką rolę pełni harmonogram produkcji?

Harmonogram produkcji jest rozwiązaniem zadania które stawia nam plan. Odpowiada na pytanie "w jaki sposób najlepiej go zrealizować?". Zanim przejdziemy jednak do oceny jego jakości należy podkreślić podstawowe założenie które musi zostać spełnione - harmonogram musi być technologiczne poprawny i fizycznie możliwy do zrealizowania. Stąd kiedy mówimy o zasileniu harmonogramu w niezbędne dane poza planem produkcji najważniejsza jest technologia, wyrażona najczęściej przez marszrutę (routing) oraz specyfikację materiałową (bill-of-material). Kiedy powstanie technologicznie poprawny harmonogram możemy go ocenić w wielu płaszczyznach - poprzez np. planowane wykorzystanie zasobów produkcyjnych; ilość, czas i koszt przezbrojeń;  wymaganą obsadę stanowisk czy w końcu terminowość realizacji zleceń która często jest podstawowym kryterium planistów.

Jakie czynniki mają wpływ na harmonogram?

W przeciwieństwie do planu, który jest domeną "biznesu" na finalny kształt harmonogramu ma wpływ przede wszystkim produkcja. A więc dostępność zasobów produkcyjnych, ich wydajność, efektywność pracy, awarie, przestoje czy absencje. W zależności od wymagań wobec harmonogramu oraz świadomości czynników które na niego wpływają możemy w procesie harmonogramowania uwzględniać wiele źródeł danych natomiast dwa z nich są najważniejsze i najbardziej oczywiste: system nadrzędny (ERP lub chociażby PSIasm PDP) dostarczający plan wraz z technologią oraz produkcja raportująca postęp realizacji. W strukturze modułów platformy PSIasm za dostarczenie danych z produkcji odpowiadają moduł SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) oraz MES (Manufacturing Execution System).

Aktualizacja harmonogramu co minutę? Zdecydowanie tak!

Harmonogram wymaga od nas wysokiej responsywności - mierzonej w minutach czy godzinach, a w przypadku produkcji wysoce zautomatyzowanej lub procesowej często w sekundach. Z odpowiedzią na pytanie "co robimy kiedy nasza kluczowa maszyna uległa awarii?" nie powinniśmy czekać do jutra, nie mamy także, w przeciwieństwie do rozmów z klientem, dużego pola do negocjacji. Harmonogram powinien być również pozbawiony niepewności - zazwyczaj nie opłaca się nam aby operator maszyny czekał na pracę kiedy my tworzymy kolejną symulację harmonogramu. Czas i moce produkcyjne które w ten sposób stracimy są nie do odzyskania, więc priorytetowe jest dbanie o ciągłość i dostępność pracy. Stąd w przeciwieństwie do planu, który powstaje najczęściej w systemach transakcyjnych, natura harmonogramu jest lepiej odzwierciedlona w systemach zbliżonych do czasu rzeczywistego (NRT, near real-time).