Wiele fabryk do planowania procesów produkcyjnych wykorzystuje systemy APS. To rozwiązanie coraz bardziej przestarzałe, które stopniowo ustępuje miejsca standardowi nowej generacji. Wyjaśniamy, dlaczego tworzenie szczegółowych harmonogramów zmniejsza wydajność produkcji i jak można rozwiązać ten problem przez wdrożenie technologii ADS.

Planowanie produkcji to jedna z podstawowych składowych planowania operacyjnego w firmach produkcyjnych. Pozwala ono określić, w jaki sposób powinna pracować fabryka, by terminowo zrealizować zamówienie, zachowując kluczowe parametry zysku.

Od ponad trzydziestu lat planowanie procesów produkcyjnych oparte jest o rozwiązania klasy APS (advanced planning and scheduling) ułatwiające tworzenie szczegółowych harmonogramów. Podejście do planowania ulega jednak zmianie.

Fabryki coraz częściej zdają sobie sprawę z ograniczeń istniejącego paradygmatu i stawiają na bardziej efektywne rozwiązania. Tradycyjny model planowania procesów produkcyjnych stopniowo wypierany jest przez nowy, znacznie bardziej wydajny standard technologiczny znany jako ADS (autonomous decicion making).

Planowanie procesów produkcyjnych vs harmonogramowanie procesów produkcyjnych

W obecnym modelu „porządkowanie” procesów produkcyjnych opiera się na planowaniu i harmonogramowaniu. Plan produkcyjny to rodzaj strategii obejmującej długoterminowe prognozy i zamówienia. Określa on, ile produktów, półproduktów lub komponentów ma zostać wytworzonych w danym przedziale czasowym.

Harmonogram stanowi uszczegółowienie długoterminowego planu i skupia się na decyzjach średnio- i krótkoterminowych. W ogólnym ujęciu harmonogramowanie procesów produkcyjnych polega na przypisywaniu poszczególnych zasobów produkcyjnych (materiałów, maszyn, siły roboczej itp.) do wykonania konkretnych zadań produkcyjnych w określonym czasie.

Planowanie i harmonogramowanie procesów produkcyjnych za pomocą systemów APS

Tworzenie planów i harmonogramów produkcyjnych to zwykle zadania zbyt zaawansowane, by można je było tworzyć manualnie. Dlatego od kilku dekad do tego celu wykorzystuje się systemy APS. Automatyzują one procesy planowania i harmonogramowania produkcji, pozwalając na bardziej efektywne zarządzanie zasobami i czasem produkcji.

Systemy APS zapewniają lepszą kontrolę nad procesami, pozwalają też na skrócenie czasów realizacji. W ogólnym rozrachunku przyczyniają się one do optymalizacji produkcji. Technologia APS ma jednak fundamentalne ograniczenia, które są szczególnie odczuwalne w środowiskach produkcyjnych o wysokiej zmienności parametrów.

Mankamenty harmonogramowania procesów produkcyjnych w modelu APS

Systemy APS do harmonogramowania procesów produkcyjnych wykorzystuje wiele firm, które nie w pełni zdają sobie sprawę z dostępności nowych rozwiązań. APS-y, mimo niezaprzeczalnych zalet dla środowisk produkcyjnych o dużej przewidywalności, na dłuższą metę stanowią obciążenie dla fabryk. Szczególnie takich, które zmagają się z częstymi „zwrotami akcji”, np. nagłymi zmianami wolumenu produkcji, niepewnością regulacyjną, trudnościami w prognozowaniu popytu, awariami czy absencjami pracowników.

Kluczowe mankamenty planowania procesów produkcji za pomocą systemów APS to:

- złożoność i czasochłonność harmonogramowania – harmonogramy tworzone za pomocą APS-ów muszą uwzględniać wiele zmiennych i ograniczeń,

- utrudnione reagowanie na zmiany – APS-y mogą stwarzać trudności w szybkim reagowaniu na nagłe zmiany w produkcji, takie jak brak materiałów czy awarie maszyn,

- stosowanie norm czasowych – pomijają one różnice w rzeczywistych umiejętnościach pracowników czy operacje okołoprodukcyjne (przygotowywanie dokumentacji, przygotowywanie i wydawanie materiałów z magazynu, transport międzyoperacyjny, czynności kontroli jakości itd.), w efekcie generując przestoje i wymagając "ręcznego" zarządzania,

- wysoka wrażliwość na błędy danych – APS-y wymagają dokładnych i aktualnych danych wejściowych, a błędy mogą prowadzić do nieoptymalnych harmonogramów,

- kosztochłonność – wdrożenie i utrzymanie systemu APS może być kosztowne i wymagać znacznych zasobów ludzkich do zarządzania harmonogramami,

- potencjalnie utrudniona integracja – APS-y nie zawsze łatwo integrują się z istniejącymi systemami ERP i MES.

Dlaczego warto zastąpić APS systemem klasy ADS?

Tradycyjne APS-y pozostaną z nami jeszcze przez co najmniej kilka lat, ale stopniowo będą odchodzić w niepamięć. Szczegółowe planowanie procesów produkcyjnych i tworzenie „sztywnych” harmonogramów zostanie nieuchronnie wyparte przez nowy standard związany z przemysłem 4.0.

Następcą modelu APS są systemy klasy ADS zdolne do autonomicznego, czyli samodzielnego zarządzania procesem produkcji. Pierwszym tego typu systemem w skali świata jest IPOsystem, który uwalnia fabryki od konieczności ręcznego sterowania produkcją i powierza je inteligentnym algorytmom.

Kluczowe przewagi standardu ADS, a w szczególności IPOsystem, nad standardem ADS są następujące:

- eliminacja potrzeby ręcznego harmonogramowania dzięki autonomicznemu podejmowaniu decyzji, skracająca planowanie procesów produkcyjnych (ludzie odpowiadają jedynie za warstwę strategiczną),

- automatyczna kompensacja nieprzewidzianych zdarzeń dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji, zaawansowanej analityki i monitoringu na bazie IoT (internet rzeczy), które pozwalają systemowi aktualizować dane i korygować moment i warunki realizacji kolejnych prac w czasie rzeczywistym,

- szybka adaptacja do zmian zwiększająca elastyczność procesu produkcyjnego dzięki autonomicznemu podejmowaniu decyzji przez IPOsystem,

- brak ograniczeń wynikających ze „sztywnych” procedur i zdolność IPOsystem do analizowania wielu scenariuszy jednocześnie oraz uczenia się dzięki algorytmom wąskiej sztucznej inteligencji,

- maksymalizacja wykorzystania zasobów produkcyjnych (maszyn i ludzi) i minimalizacja przestojów dzięki automatycznym korektom w razie nieprzewidzianych sytuacji,

- łatwość integracji z istniejącymi systemami ERP i MRP.

Jak widać, wdrożenie IPOsystem jako autonomicznego rozwiązania decyzyjnego, może znacząco poprawić efektywność zarządzania procesami produkcyjnymi w warunkach wysokiej zmienności. Zastosowanie systemu ADS pozwala też kadrze inżynierskiej i zarządzającej skupić się na ciągłym doskonaleniu umiejętności pracowników (system uwalnia nawet 70 proc. ich czasu), doskonaleniu procesów i technologii produkcji, optymalizacji procesów biznesowych i poprawie strategii w celu zwiększenia przychodów firmy.