Оперативное календарное планирование производства

MES-система Zenith SPPS имеет развитые функции, предназначенные для расчета, анализа и коррекции производственного расписания в режиме реального времени. Оперативное календарное планирование в самом общем виде состоит из первоначально составления расписания, а также периодического анализа и коррекции расписания.

Первоначальное составление расписания производится, как правило, один раз, при составлении самого первого расписания. В дальнейшем производится многократный анализ и коррекция расписания, то есть перерасчет расписания с определенного момента времени. Такой перерасчет с точки зрения пользователя мало отличается от первоначального расчета. Говоря более строго, для коррекции расписания в Zenith SPPS применяются все функции первоначального расчета и, кроме того, ряд дополнительных функций. В результате реализуется связь функций планирования расписания и контроля за ходом его выполнения: качество диспетчерского управления обеспечивается при помощи функций оперативного планирования.

Первоначальный расчет расписания предполагает ввод сведений о производственных ресурсах и заказах. Под производственными ресурсами подразумеваются ресурсы предприятия, необходимые для непосредственного выполнения технологических операций, относящихся к заказам. По материальным ресурсам это, прежде всего, информация о рабочих местах (какое имеется оборудование и какие работы на нем допустимы). По временным ресурсам в систему вводится общий график работы производственного подразделения и, при необходимости, персональные графики для отдельных рабочих мест. Можно также ввести сведения об исполнителях работ и иных ресурсах.

Каждому рабочему месту можно одновременно сопоставить неограниченное количество типов технологических операций, при этом выполнение работ любого вида возможно на нескольких рабочих местах. Другими словами, система не накладывает ограничений на схемы взаимозаменяемости рабочих мест: все зависит лишь от требований пользователя. Кроме того, система может определить продолжительность операции в ходе расчета расписания в зависимости от того рабочего места, на которое эта операция была назначена. 

В ходе расчета расписания время выполнения операции вычисляется для всех альтернативных рабочих мест как произведение общего объема на время изготовления нормативной единицы плюс полготовительно-заключительное время. При необходимости можно задать время операции напрямую, директивно. Затем, в зависимости от критериев расчета, выбирается оптимальное рабочее место. Определенному рабочему месту можно назначить приоритет для выполнения определенного вида работ. Это позволяет моделировать ситуацию, когда операцию на конкретном рабочем месте хоть и можно выполнить быстрее, чем на других, но это делать не желательно (например, по причине важности данного рабочего места для выполнения других операций).

При получении команды на начало выполнения определенного заказа этот заказ загружается в основной программный модуль Zenith SPPS. Заказ добавляется в оперативный план к ранее введенным заказам. Можно добавить сразу несколько заказов. Для каждого элемента заказа (узла, детали, изделия) при необходимости устанавливается планируемое время начала и окончания работ. В оперативном плане также можно ввести директивный приоритет по каждой из позиций заказа. Приоритет представляет собой целое число. Чем выше приоритет, тем раньше позиция попадет в расписание в ходе расчета, тем меньше на время ее изготовления влияют другие позиции.

Теперь можно приступить к расчету места и времени выполнения вновь введенных заказов. Здесь у лица, осуществляющего оперативное планирование, есть три варианта действий:

• полный перерасчет всего расписания (производится редко);
• добавление новых заказов в уже составленное расписание с сохранением времени и рабочих мест для операций, имевшиеся в расписании ранее;
• перерасчет времени и рабочих мест для всех операций расписания, выполняемых с определенного момента времени, включая операции новых заказов.
  

В любом случае для осуществления расчета используется «Мастер расчета расписания».

В Zenith SPPS применяется эмпирический метод автоматического расчета расписания, соответствующий естественному для специалиста подходу к решению подобных задач. Из списка операций, которые надо выполнить, берется очередная операция. Для этой операции рассматриваются все альтернативные варианты выполнения с учетом текущего состояния расписания, допустимых рабочих мест, технологических зависимостей и иных существующих в производстве ограничений. Из всех возможных вариантов выбирается наилучший, другими словами, определяются оптимальные место и время выполнения операции. Когда все операции из списка обработаны таким образом, производится анализ и дополнительная оптимизация получившегося расписания. Данный метод расчета расписания неоднократно показал свою эффективность на практике.

В «Мастере расчета расписания» можно назначить различные правила выбора операций, назначения рабочих мест и дополнительной оптимизации.

Когда для всех выполняемых заказов произведен расчет, проводится экспертный анализ получившегося расписания. Для такого анализа используются различные средства визуального контроля, но, прежде всего, это график загрузки рабочих мест и отчеты Zenith Report. Если в результате анализа выяснится, что расписание по каким-то причинам требует изменения, то, в зависимости от ситуации, Zenith SPPS позволяет произвести следующие действия:

• изменить параметры производственных ресурсов;
• произвести автоматический перерасчет расписания по другим правилам;
• откорректировать расписание «вручную» (накладываемые на операции ограничения при этом отслеживаются автоматически, что существенно снижает вероятность ошибки);
• вернуться к предыдущему расписанию.

В связи с тем, что в систему периодически добавляются новые заказы, а горизонт планирования все время отодвигается на более поздний срок, начальный момент планирования постепенно уходит в прошлое. Объем расписания всё время увеличивается, а сведения о давно выполненных заказах не только теряют актуальность, но и мешают анализировать свежую информацию. Очевидно, что системе необходим механизм удаления устаревших данных о выполненных заказах и условиях их выполнения. Zenith SPPS позволяет не только удалять информацию об отдельных заказах, но и убрать из производственного расписания всю информацию, относящуюся к периоду, предшествующему определенному моменту времени. В ходе такой комплексной очистки система проследит за целостностью данных. Так, например, вся информация о заказе сохраняется, если хотя бы одна из его технологических операций присутствует в оставшейся части расписания.

Производственное расписание, сформированное при помощи описанных выше технологий, используется как основа для выдачи заданий на рабочие места и последующего контроля над фактическим выполнением работы.