מאת: צור אמיתי

 

בחלק הראשון של המאמר הצגתי את תשתיות תכנון הייצור ואת סוגי המשאבים והאילוצים המקובלים בתחום זה. בחלק השני של המאמר, המוצג כאן, אפרט את השיטות והכלים המאפשרים לחשב את תכנון הייצור בצורה אופטימלית, תוך התחשבות באילוצים השונים ובקיבולת הסופית של אמצעי הייצור.

 

תקציר החלק הראשון

 

להלן תקציר החלק הראשון של המאמר:

תכנון הייצור הוא תהליך המגדיר את המשימות שיש לבצע לצורך ייצור מוצרים. המשימות לייצור מוגדרות בפקודות עבודה (פק"ע) המכילות את הוראות הייצור שיש לבצע.

תכנון ייצור בקיבולת סופית הוא כינוי לתכנון ייצור המתחשב במגבלות המשאבים לייצור. כל ייצור מתבצע בעזרת משאבים מסוגים שונים.

לכל משאב יש מגבלות ואילוצים שונים המאפשרים לו לייצר מוצרים עד לכמות מסוימת בזמן נתון.

ישנם סוגים שונים של אילוצים המתאימים למשאבים ושלבי ייצור שונים:

 

• אילוצי זמן
• אילוצי זמינות
• אילוצי חומר
• אילוצי תפוקה
• אילוצי זמן הכנה (Set-Up)
• אילוצי פחת ואיכות

קיימות תעשיות שונות הפועלות בטכנולוגיה שונה, אולם נהוג להגדיר את מרכיבי תשתיות הייצור בכל התעשיות בצורה זהה בעזרת הנתונים הבאים:

 

• עצי מוצר, Bill Of Materials – BOM
• פעולות , Operations
• ניתובים , Routes

פקודת העבודה הנה המסמך המגדיר את הזמנות הייצור. כל פקודת עבודה כוללת את נתוני המוצר שיש לייצר, את הכמות שיש לייצר ואת הזמן (תאריך ושעה) שיש לסיים את ייצור הכמות שהוגדרה.

מערכת הייצור מנהלת לכל מוצר את נתוני התשתיות (עץ המוצר,  הניתוב של המוצר ופעולות הייצור) כך שפקודת העבודה כוללת את נתוני המוצר שיש לייצר ואת הוראות הייצור הקשורות לאותו המוצר.

 

פקודת העבודה נוצרת בסטטוס המלצה, כדי "להוריד" את פקודת העבודה לייצור, יש לשנות את סטטוס פקודת העבודה למאושרת או במילים אחרות "לשחרר" את פקודת העבודה לייצור.

במפעל טיפוסי מקובל לייצר מספר פקודות עבודה במקביל, בנוסף קיימים מספר קווי ייצור המסוגלים לייצר מספר מוצרים. לכן נוצר מצב שניתן לשבץ את פקודות העבודה בסדר שונה ועל קווי ייצור שונים. כלומר ישנם מספר פתרונות אפשריים לשיבוץ סדר פקודות העבודה. כל פתרון אפשרי ישפיע באופן שונה על יעילות הייצור ועמידה בזמני האספקה.

 

המערכות לתכנון ותזמון הייצור

 

מערכות לתכנון ותזמון הייצור ממליצות על תזמון ושיבוץ פקודות העבודה. בהתאם לשיבוץ פקודות העבודה מתבצע התכנון והפיקוח על הייצור (תפ"י). כלומר התפוקה של מערכת תכנון הייצור הנה לקבוע זמן לפקודת העבודה (תאריך ושעה) וניתוב פקודת העבודה (המכונות והאמצעים לייצור המוצרים)

 

קיימות מספר מערכות לתכנון הייצור:

 

מערכת MRP – תת מערכת הקיימת ברוב מערכות ה ERP ומאפשרת לתכנון את תזמון החומר. מערכות ה MRP יודעות להתמודד יפה עם תכנון החומר אולם מרבית המערכות מסוג זה אינן מספקות מענה לתכנון הייצור בהתחשב באילוצי קיבולת סופית וחישוב אופטימלי של השימוש במשאבי הייצור.

 

מערכות תזמון ייצור Scheduler – מערכות מומחה לתזמון הייצור, מערכות אילו תוכננו במיוחד לצורך התחשבות באילוצים שונים וסוגי משאבי ייצור שונים כדי לחשב ולהמליץ על תכנון ייצור אופטימלי בקיבולת סופית.

 

תוכנת ROB-EX Scheduler

 

כיצד פועלת מערכת ה Scheduler ?

 

מערכת ה Scheduler כוללת מנוע אלגוריתם חישובי הפותר בעיות אופטימיזציה בייצור. האלגוריתם מתחשב באילוצים שונים המוגדרים מראש ובעדכונים שוטפים מרצפת הייצור.

כדי לחשב את תהליך הייצור האופטימלי צריך להגדיר למערכת את אמצעי הייצור ואת האילוצים השונים במפעל. להלן מספר כלים הקיימים במערכות Scheduler מתקדמות:

 

הגדרת משאבים וקבוצות משאבים

ניתן להגדיר במערכת ה Scheduler סוגים שונים של משאבים כגון: מכונות מסוגים שונים,  כלים שונים (תבניות, מכשירי בדיקה וכו…) עובדים עם כישורים שונים וכו. לכל משאב ניתן להגדיר תכונות שונות כגון: תפוקות ביחידות שונות (זמן, כמויות) זמינות, עלויות ועוד.

ניתן להגדיר קבוצה של משאבים, לדוגמה: ניתן להגדיר קבוצה של עובדי ייצור במחלקה. המערכת תחשה את כמות שעות העבודה הנדרשות בהתחשב בכמות העובדים הזמינים באותה מחלקה בזמן נתון ו"תעמיס" את העבודה ברמת הקבוצה ולא ברמת העובד הבודד.

דוגמה נוספת לניהול קבוצת משאבים: ניהול מספר מכונות זהות במחלקה (כגון: CNC או מכונות SMT או מכונות הזרקה) מערכת Scheduler מתקדמת מאפשרת לקבוע חוקי העמסה בין סך הקבוצה למכונה בודדת.

לכל משאב בודד ולכל קבוצת משאבים ניתן לנהל יומן, מערכת ה Scheduler מנהלת היררכיה של יומנים ומאפשרת להכפיף יומנים של המפעל / הקבוצה / המשאב הבודד על פי חוקים מובנים.

 

ניהול פעילויות ותת פעילויות

פעילות הנה פעולת ייצור, ישנן פעולות ייצור שונות. במערכת Scheduler ניתן להגדיר סוגי פעילויות שונות עם תכונות רבות כגון: פעילות Set-Up למכונה, פעילות אבטחת איכות QA , פעילות ערבוב חומרים וכו.

לכל פעילות ניתן לקבוע פעילויות קשורות, פעילויות מקדימות ופעילויות המשך בהתאם לסדרת הפעולות בייצור המוצר. ניתן לקבוע תנאים לכל פעילות, תנאי זמן ותנאי ביצוע. ניתן לקבוע חזרות על פעילויות, תנאי עמידה בזמנים מוגדרים ועוד סידרה ארוכה של תנאים (קבועים או משתנים). ניתן לחבר לפעילויות משאבים, חומרים ותתי פעילויות.

תתי פעילויות הן פעולות המשויכות לפעילות הראשית. ניתן להגדיר לכל תת פעילות משאבים וחומרים עם אילוצים שונים. בעזרת תת הפעילות ניתן להגדיר פעילות מורכבת המכילה תת פעילויות שונות עם משאבים שונים ואילוצים שונים.

 

ניתובים ורשת ניתובים

ניתוב מגדיר סידרת פעילויות לייצור המוצר. הניתוב מגדיר את סדר הפעילויות בתהליך הייצור. הניתוב מגדיר אילו מכונות מייצרות את המוצר.

לדוגמה: במפעל ישנן כ 20 מכונות CNC. בייצור מוצר A ניתן להשתמש רק ב 10 מהמכונות בגלל התאמתן לסוג העיבוד הנדרש. במערכת ה Scheduler נגדיר מספר קבוצות מכונות (כולל מכונות המשתתפות במספר קבוצות) על פי התאמתן לייצור מוצרים שונים. בניתוב למוצר A נגדיר כמשאב ייצור את קבוצת המכונות המתאימה. מערכת ה Scheduler תמליץ לייצר את מוצר A במכונה זמינה בקבוצת המכונות שהוגדרה לניתוב ובזמן האופטימלי לייצור בהתאם לאילוצים שהגדרנו.

רשת ניתובים מגדירה יחסים בין מספר ניתובים. ניתן להגדיר ניתובים בתור, במקביל או לפי אחוזי ביצוע ותנאים שונים נוספים. רשת הניתובים מאפשרת להגדיר יחסים מורכבים של תהליכי ייצור.

ניתן להגדיר ברשת הניתובים מספר ניתובים אפשריים ומערכת Scheduler תחשב את ההמלצה לייצור בהתאם לניתובים הכדאיים לכל פקודת עבודה.

 

רשת ניתובים במערכת ROB-EX Scheduler

 

 

מודול "סדר פעולות" Sequencer Module

 

גולת הכותרת במנועי אופטימיזציה של כלי ה Scheduler הוא מודול ה"סדר פעולות" או Sequence , זהו מודל המאפשר להגדיר תנאים דינמיים לחישוב קיבולת או זמני Set-Up או שימוש במשאבים, כתלות בסדר הפעולות.

לדוגמה: זמן ה Set-Up של מכונה תלוי גם בסוג המוצר שיכנס לייצור במכונה וגם במוצר שסיים את הייצור במכונה, כלומר חישוב זמני Set-Up למספר פקודות עבודה מחושבת מתוך טבלת זמני Set-Up , המגדירה לכל מכונה את זמני ה Set-Up כתלות בסוג המוצר שסיים ייצור וסוג המוצר שיכנס לייצור. זהו חישוב מורכב ובמפעלים עם מכונות רבות מאותו הסוג המייצרים מספר גדול של מוצרים בו זמנית, החישוב יכל לחסוך בזמני Set-Up בצורה דרמטית (מתכנן אנושי אינו יכל לבצע חישוב זה בזמן סביר בגלל מורכבותו), ראה טבלה לדוגמה לחישוב זמני Set-Up בעזרת מודל Sequence.

 

 

מודול ה Sequence פותר בעיות נוספות כגון: חישוב קיבולת ייצור כתלות במשאב ומוצר או חומר, או לדוגמה, קיבולת משתנה למשאב בהתאם למספר הפעולות שבוצעו בעבר.

מודל ה Sequence מאפשר להגדיר משתנים דינאמיים מורכבים ההופכים את מערכת ה Scheduler לכלי חישובי חזק הפותר בעיות מורכבות שמתכנן אנושי אינו מסוגל לפתור בזמן סביר (או שכלל שאינו מסוגל לפתור בגלל מורכבות הפתרון).

 

יכולות מתקדמות נוספות

 

במערכת  Scheduler מתקדמת קיימים כלים מתקדמים רבים נוספים המאפשרים להגדיר אילוצים ותנאים נוספים:

 

ניהול פרויקטים. בתעשייה פרוייקטלית ניתן לנהל את הייצור עם כלים מעולם ניהול הפרויקטים, כלומר לנהל אבני דרך וטבלאות המציגות התקדמות בניצול המשאבים והעלויות.

 

ניהול סדרות של פעולות, המערכת יכולה לקבץ מספר פעולות וכך לחסוך בזמני Set-Up, לדוגמה: המערכת תחשב ותמליץ על איחוד וקיבוץ בייצור מספר פקודות עבודה שניתן לייצר במשותף, ובכך תחסוך במשאבים וזמן.

 

ניהול קמפיין, בתעשיית המזון או בתעשיות הכימיות משמש ניהול הקמפיין לאיחוד ייצור הזמנות העושות שימוש באותו חומר גלם או אצווה. בעזרת ניהול קמפיין ניתן לחסוך בזמני ייצור וחומר על ידי חישוב אופטימלי בשימוש בחומר גלם, לדוגמה: ריכוז הזמנות לייצור מוצרים שונים המוזנים מאותה פורמולה.

 

אינטגרציה עם מערכת ה ERP, רצפת הייצור והעובדים

 

מערכת ה Scheduler מבצעת חישובי ייצור בכל זמן נתון (כל משמרת או בכל עדכון בזמן משמרת) ולכן קבלת עדכונים בזמן אמת חשובים לצורך קבלת תמונה עדכנית.

למערכת Scheduler מתקדמת ישנם כלים מובנים להתממשקות עם מערכת ה ERP וכן עם מערכות חיצוניות נוספות.

במרבית המערכות המתקדמות קיים ממשק API מובנה המכיל את כל הישויות במערכות במפעל. בחלק ממערכות ה Scheduler כדוגמת מערכת ROB-EX Scheduler קיימים כלים מובנים נוספים להתממשקות עם מערכת רצפת הייצור, עם בקרים ומערכות CRM.

המערכת מספקת דוחות דינמיים וכלי דיווח לעובדים ברצפת הייצור, כך ניתן לשלב דיווחים המתקבלים ממערכות ה ERP ומבקרי הייצור, ודיווחים ידניים של עובדי הייצור.

 

במאמר הבא אציג פרויקטים של יישום מערכת Scheduler במפעלים.

 

צור אמיתי, מנכ״ל חברת הייעוץ ASC, המתמחה בליווי חברות וארגונים לשיפור התחרותיות והרווחיות, תוך התמקדות בייעול שרשרת האספקה ובשיפור תהליכים בניהול הרכש, הייצור, המלאי, ההפצה, ניהול התכנון וניהול המכירות והשיווק. הנציגה הבלעדית של תוכנות Forecast Pro ו ROB-EX Scheduler בישראל.

 

ליצירת קשר:   08-9300363   amitai@asc-il.co.il    www.asc-il.co.il

לפרטים נוספים