Zarządzanie produkcją to w istocie analizowanie olbrzymiej ilości zmiennych. Systemy zarządzania przedsiębiorstwem wspierane są dziś przez dane udostępniane za pośrednictwem Przemysłowego Internetu Rzeczy (IIoT). To właśnie umożliwia zaawansowanym systemom optymalizacji planowania APS (Advanced Planning and Scheduling) identyfikowanie i reagowanie na zmieniającą się rzeczywistość szybciej oraz dokładniej niż kiedykolwiek wcześniej. To, że systemy klasy APS są szczególnie ważne w turbulentnych czasach zaznacza Karol Chęciński, Prezes Zarządu, Optimakers. – Człowiekowi trudno jest przewidzieć, jak zwiększona złożoność procesów i ciągłych „pożarów” na zewnątrz wpłynie na procesy wewnętrzne oraz terminy realizacji zleceń. A system do planowania przeprowadzi symulację kilkuset scenariuszy w kilkanaście sekund. Na tej podstawie dużo łatwiej jest wybrać optymalny scenariusz, a dzięki systemowi klasy MES dopilnować jego spełnienia – mówi K. Chęciński.

Planowanie w kryzysie

Pandemia, jeśli nie pozrywała łańcuchów dostaw, to co najmniej je zakłóciła. Przedsiębiorcy szukali sposobów, jak sobie z tym poradzić. Daniel Duda, Dyrektor Pionu Systemów ERP, OPTeam, podkreśla, że braki surowców, materiałów i towarów odbiły się na dostępności komponentów i podzespołów np. w takich branżach, jak motoryzacja, elektronika czy meblarstwo. Szacuje się, że trudności te dotknęły ponad 80 proc. przedsiębiorstw.

Artur Głodek, Ekspert w Dziale Analiz Biznesowych, eq system, jest zdania, że nawet w najlepszych warunkach planowanie i harmonogramowanie produkcji było skomplikowane. Niedobory surowców, awarie sprzętu, problemy z zapewnieniem wymaganej obsady były codziennością planistów. Pandemia COVID-19 oraz wojna w Ukrainie tylko dodały „kolejną warstwę” do wyzwań związanych z zarządzaniem łańcuchem dostaw. – Potrzebne jest nowe, szersze planowanie scenariuszy oraz bardziej rygorystyczne procesy pracy, by nie gonić od jednego pożaru do następnego. APS wspiera planowanie produkcji m.in. poprzez modelowanie złożonych relacji i interakcji w środowiskach produkcyjnych, pozwalając na testowanie różnych scenariuszy oraz dodawanie ograniczeń i warunków brzegowych, aby zrozumieć ich wpływ na produkcję. Można przeanalizować, jak różne scenariusze wpływają na kluczowe wskaźniki wydajności i ocenić, jak zakłócenia w łańcuchu dostaw wpływają na operacje produkcyjne. Zanim się one pojawią, my już możemy zobaczyć implikacje wszystkich możliwych scenariuszy „what-if” – dodaje A. Głodek, przywołując przykład oprogramowania ASPROVA APS. Pozwala ono np. już na etapie planowania zamrozić określone zasoby, gdy ocenia się przepustowość innych zasobów. W praktyce może to być nawet kilkadziesiąt poziomów, które wykorzystywane są do zbudowania funkcji harmonogramującej. Odwrócenie kolejności planowania (przykładowo rozpoczęcie planowania od linii pakujących, a następnie planowanie produkcji półproduktów) pozwala zmniejszyć wąskie gardła w planach produkcyjnych.

Piotr Olewicz, Dyrektor Działu Przemysłu Samochodowego, AIUT, zaznacza, że w warunkach kryzysowych efektywny plan produkcji powinien uwzględniać zmienne związane z dostępnością, czasem dostawy i cenami zasobów oraz komponentów. – Na taki model zarządzania pracą pozwala wyłącznie automatyzacja i integracja systemów. Obecnie stosowane rozwiązania klasy APS pozwalają planować i harmonogramować procesy produkcyjne oraz zarządzać zmianą w czasie rzeczywistym – tłumaczy P. Olewicz.

Potrzeba automatyzacji

Co do tego, że idea Przemysłu 4.0 i Internetu Rzeczy przekłada się na ewolucję systemów IT do planowania produkcji, nie ma wątpliwości P. Olewicz (AIUT). Cyfryzacja procesów przemysłowych pozwala zarządzać zakładem w oparciu o rzeczywisty stan fabryki. Rejestratory IoT, czujniki, integracja systemów, takich jak MES czy WMS, umożliwiają tworzenie ekosystemów i przetwarzanie coraz większych ilości danych. – Wprowadzenie APS pozwala na optymalizację planu produkcji w relatywnie krótkim czasie. Mówimy o wysoko wyspecjalizowanym rozwiązaniu, które pozwala na bieżąco planować i harmonogramować plan produkcyjny. Systemy te uwzględniają wiele zmiennych w czasie rzeczywistym, pokazują stopień realizacji zadań produkcyjnych pozwalając przedsiębiorstwom na szybką reakcję i elastyczne podejście do planowania produkcji, która często wiąże się z seryjnością i reorganizacją linii czy stanowisk – zaznacza P. Olewicz.

To, że zwykłe procesy produkcyjne są automatyzowane i łączone z innymi działaniami w firmie, a jednym z ważniejszych czynników staje się zarządzanie danymi, a właściwie zarządzanie big data, przypomina A. Głodek (eq system), dodając, że na poziomie Przemysłu 4.0 maszyny i urządzenia systemów cyberfizycznych są w stanie komunikować monitorowanie i sterowanie w czasie rzeczywistym. Jeśli jednak każdy zasób nie otrzymuje informacji o zadaniach, które mają być wykonywane w sposób skoordynowany z pozostałymi, nawet najlepsza komunikacja nie przynosi oczekiwanych korzyści. – Aby osiągnąć niezbędną synchronizację, konieczne jest oparcie się na rozwiązaniu planistycznym i harmonogramie produkcji, który integruje transakcje sprzedaży, zakupów i zapasów. Poziom produkcji w Przemyśle 4.0 wymaga również elastyczności i szybkiej reakcji w obliczu ciągłych i nieprzewidzianych zmian. Zaawansowane zasady programowania określone w APS tworzą lepszą synchronizację między produkcją a operacjami, szybsze i sprawniejsze harmonogramy produkcji zapasów skutkują większą wydajnością i ograniczają potrzebę utrzymywania dużych ilości zapasów na stanie. APS zapewnia harmonogramowanie produkcji w określonej perspektywie. Dodanie sekwencjonowania produkcji w APS pozwala również na zaawansowaną wiedzę o tym, kiedy powinny rozpocząć się operacje produkcyjne i kiedy surowce muszą być dostępne, co zapewnia rzeczywiste daty zakupów, które ułatwiają pozyskiwanie dostaw jak najbliżej produkcji, poprawiając dostępne przepływy pieniężne – tłumaczy nasz rozmówca.

Adrian Stelmach, Dyrektor Pionu IT, amiSter, nazywa Przemysł 4.0 swoistym parasolem, pod którym mamy zbiór zjawisk, będących kolejnymi etapami rewolucji przemysłu. Wspólnym mianownikiem jest współpraca maszyn na wielu płaszczyznach. – Niełatwo wyobrazić sobie dobrą współpracę bez systemów informatycznych, które scalają komunikację. Są interfejsem dla ludzi – finalnie zawsze decyzje podejmuje człowiek. Dzięki technologii jej proces może być szybszy, dokładniejszy, a przez to tańszy i skuteczniejszy – konkluduje A. Stelmach.

Korzyści da się zmierzyć

A. Głodek (eq system) opiera swe opinie na ocenach systemu ASPROVA APS. Umożliwia on wygenerowanie nowych planów i harmonogramów produkcji nawet w ciągu kilku – kilkunastu sekund oraz wykonanie szybkich symulacji w oparciu o wprowadzone modyfikacje i ocenę tego, jak dana zmiana wpływa na plan produkcyjny, ocenę wskaźników OTD, OTIF czy też innych wskaźników dowolnie zdefiniowanych przez użytkownika. – Warunki rynkowe nie sprzyjają wydłużaniu partii produkcyjnych (zjawisku korzystnemu z punktu widzenia organizacji produkcji) i w ten sposób utrzymaniu wysokich stanów magazynowych wyrobów gotowych. Liczne przezbrojenia wymagają odpowiedniego grupowania indeksów na etapie planowania produkcji. ASPROVA pozwala tak ułożyć plan i harmonogram produkcji, aby uwzględniając różnorodność zleceń produkcyjnych, zoptymalizować ilość przezbrojeń i skrócić ich sumaryczny czas – tłumaczy A. Głodek, dodając, że użytkownicy ASPROVA APS dostosowują produkcję do modelu zbudowanego na podstawie różnych ograniczeń procesowych (przykładem jest bilansowanie produkcji pod względem dostępności pracowników o określonych kompetencjach lub zoptymalizowanie łańcucha dostaw pod kątem dostępności surowców).

Na to, że planowanie i harmonogramowanie przynoszą tym większe korzyści, im więcej elementów dotyczy samego planowania, zwraca uwagę A. Stelmach (amiSter). Chodzi np. o liczbę różnych komponentów, które składają się na produkcję wyrobu gotowego; liczbę różnych produktów gotowych; mnogość wariantów opakowań, ale też częstotliwość zmian, które spowodowane są m.in. dynamiką, z jaką klient chce reagować na potrzeby rynkowe. – Ogromną korzyścią APS jest przede wszystkim szybkość adaptacji do zmian z zewnątrz. Dochodzi jeszcze eliminacja błędów komunikacji między różnymi komórkami firmy. Na końcu – optymalne planowanie w czasie rzeczywistym, na wielu maszynach. W takim przypadku ważne, aby awaria jednej maszyny nie obciążała innych, a całość mogła się odbyć bez utraty wartościowego kontraktu. Być może bez zwinnie działającego systemu, w takim przypadku trzeba by było zrezygnować – tłumaczy A. Stelmach.

K. Chęciński (Optimakers) przywołuje wyniki badania prowadzonego, od 2019 r. u klientów OptiAPS. – Średnio klienci skrócili czas trwania zlecenia produkcyjnego o 12%, o 33% zmniejszyli wartość zapasów i oszczędzają 42% czasu brygadzistów i kierowników. Zwykle inwestycja w APS zwraca się w pierwszym roku – wylicza K. Chęciński.

Są wyzwania

Ireneusz Borowski, Country Manager Poland, Dassault Systèmes, jest zdania, że osiągnięcie odpowiedniego poziomu transparentności wymaga komunikacji i współpracy wszystkich interesariuszy na każdym poziomie.Nie chodzi jedynie o sprawne przekazanie informacji.Ostatecznym celem jest podejmowanie lepszych decyzji dotyczących całego przedsiębiorstwa. – Działalność producentów jest stale narażona na ryzyko opóźnień w dostawach. Kiedy to następuje, firmy planujące w oparciu o stałe parametry oraz zakładające, że zdolność produkcyjna jest nieskończona, są narażone na chaos i mierzenie się z zakłóceniami przekraczającymi możliwości skorygowania. Zmiana paradygmatu oraz uwzględnienie w procesie planowania ograniczonych i skończonych zasobów produkcyjnych oddaje bardziej realistyczny obraz łańcucha dostaw. Poprzez uwzględnienie w planie wszystkich istniejących ograniczeń – od wąskich gardeł i niedoborów materiałów, po harmonogramy konserwacji, organizacja uzyskuje jaśniejszy obraz swojego realnego potencjału produkcji – tłumaczy I. Borowski.

A. Głodek (eq system) wspomina doświadczenia ostatnich lat. Te firmy, które zwiększyły swoje inwestycje w technologie cyfrowe, wykazały się większą odpornością na wahania rynkowe oraz były w stanie lepiej dostosować się do wyzwań związanych z łańcuchami dostaw. – Analityka danych przyśpiesza mapowanie wartości dostawców i surowców, a co za tym idzie – wdrożenie środków zapobiegawczych w niepewnych czasach. Możliwość gromadzenia danych z coraz większej liczby źródeł, w połączeniu z modernizacją systemów i coraz potężniejszymi możliwościami analitycznymi, umożliwia producentom kompleksowe podejście do procesów produkcyjnych – dodaje nasz rozmówca, prognozując, że rok 2023 będzie polegał na znalezieniu znaczenia i odkryciu korzyści płynących z Big Data.

Dla A. Stelmacha (amiSter) największym wyzwaniem pozostaje kastomizacja produkcji oraz chęć wcielenia w życie działań opartych na real-time marketing. Nasz rozmówca zastrzega, że jeśli mówimy o dobrach szybko zbywalnych, codziennie pojawiają się nowe trendy rynkowe, pod które potencjalnie można się podpiąć. Jeżeli firma jest na to gotowa od strony obsługi i planowania zleceń, to błyskawicznie może przezbroić swój park maszynowy na nowy rodzaj etykiet czy nowy typ produktu. Im szybciej to zrobi, tym większą część rynku może zgarnąć. – Kolejnym wyzwaniem są działania niezależne do wytwórcy, np.opóźnienia w dostawach czy problemy z odbiorem towaru. Ponadto awarie maszyn, które powodują, że realizacja zleceń jest przekładana. Wiele spośród tych wyzwań można rozwiązać dzięki sprawnie działającemu planowaniu i harmonogramowaniu produkcji – dodaje A. Stelmach.

Zdaniem K. Chęcińskiego (Optimakers) z pierwszego planu zszedł już niedobór rąk do pracy na rzecz niestabilności dostaw surowców. Dostawcy mają trudności w dostarczaniu w umówionym terminie albo w ogóle nie ma surowca. Nasz rozmówca podkreśla przy tym, że takie czasy często stymulują powstanie spekulacji, która wywindowała ceny, chociażby stali.

Lista nowych funkcjonalności

Systemy APS nie stoją w miejscu. Co rusz otrzymują nowe funkcjonalności. – Razem z klientami wypracowaliśmy nowy silnik planistyczny oraz nowe moduły zakupów. Funkcjonalności zostały specjalnie przygotowane tak, żeby wspierać mnogość i skomplikowanie zdarzeń i procesów – mówi K. Chęciński (Optimakers).

Aspektem, który podkreślają klienci eq system korzystający z ASPROVA APS, jest parametryzowalność systemu. ASPROVA, uwzględniając indywidualne kryteria optymalizacyjne w pełnym łańcuchu zarządzania procesami, począwszy od technologii produkcji, parametrów zasobów, wyrobów i surowców, poprzez kompetencje pracowników, relacje pomiędzy poszczególnymi zadaniami, aż po planowanie zaopatrzenia, daje klientom możliwość bardzo szybkiego reagowania na dynamiczne zmiany i pozwala osiągnąć elastyczność. Chcąc być elastycznym, musimy zapewnić sobie możliwość efektywnego zarządzania danymi, ich modyfikacji czy rozbudowy. Musimy być w stanie zmienić w krótkim czasie kryteria planowania lub w ramach symulacji np. zweryfikować, jakie skutki przyniesie zmniejszenie wielkości partii produkcyjnych. – Dzięki ASPROVA APS możliwe jest również testowanie scenariuszy ze zmieniającymi się ograniczeniami i warunkami brzegowymi, co z kolei umożliwia przeanalizowanie, jak te różne scenariusze wpływają na kluczowe wskaźniki wydajności i ocenę wpływu zakłóceń w łańcuchu dostaw na operacje produkcyjne. Zmiana sposobu planowania przy wykorzystaniu oprogramowania ASPROVA APS, uwzględniającego w planach produkcyjnych wszystkie kluczowe czynniki i ograniczenia, przynosi wiele wymiernych korzyści. Przedsiębiorstwa są przede wszystkim w stanie sprawniej realizować bilansowanie materiałowe; system daje także wsparcie w wyborze optymalnej wielkości partii. Lepiej są wykorzystywane posiadane zasoby produkcyjne – poprawiony zostaje m.in wskaźnik OEE. Zmniejszona jest produkcja w toku oraz zapasy magazynowe produktów, opakowań i materiałów opakowaniowych – tłumaczy A. Głodek (eq system).

System DELMIA Ortems od Dassault Systèmes, oparty na platformie 3DEXPERIENCE oferuje rozwiązania dla zwinnego planowania i harmonogramowania produkcji (3DEXPERIENCE jest platformą rozwiązań biznesowych i innowacji). Oprogramowanie DELMIA Ortems pozwala na jednoczesne planowanie zdolności produkcyjnych oraz wykorzystania materiałów, przy uwzględnieniu ograniczonych i skończonych zasobów produkcyjnych oraz ograniczeń w systemie produkcyjnym. W oparciu o moc symulacji i wykorzystanie scenariuszy „co, jeśli”, DELMIA Ortems pozwala znaleźć najkorzystniejszą strategię w planowaniu i harmonogramowaniu produkcji. – W efekcie firmy korzystające z tego zaawansowanego podejścia do planowania są w stanie znacznie skrócić czas realizacji produkcji w wyniku lepszego przepływu pracy, zmniejszenia zapasów produkcji w toku, krótszego czasu konfiguracji i bezczynności sprzętu czy choćby elastyczności wynikającej z krótkich okresów cyklu – tłumaczy dostawca systemu.

A. Stelmach (amiSter) dostrzeg wzrost poziomu planowania i kontrolowania. Firma realizująca montaż końcowy chce otrzymywać w czasie rzeczywistym informacje o problemie z produkcją swojego dostawcy. – Jest w stanie w odpowiedni sposób zareagować. Dzięki czemu sama nie stanie się ofiarą przerwanego łańcucha dostaw – dodaje.

P. Olewicz (AIUT) zauważa, że wdrażane przez AIUT systemy klasy APS i MES są niezbędnym narzędziem do optymalnego zarządzania produkcją i tworzenia harmonogramów produkcyjnych. Systemy te uwzględniają informacje między innymi o bieżących zleceniach produkcyjnych, technologiach czy stanach materiałowych, co pozwala w sposób optymalny zaplanować przebieg produkcji. – Rozwiązanie pozwala śledzić postęp procesów produkcyjnych w czasie rzeczywistym, dzięki czemu zakład może szybko i elastycznie reagować na pojawiające się ryzyka, niwelować wąskie gardła oraz wdrażać działania zapobiegawcze w przypadku potencjalnych awarii maszyn. O tego typu ryzykach – na podstawie szerokiej analizy różnych danych dokonywanej przez system – załoga zakładu zostanie uprzedzona, by nie dopuścić do nagłego zatrzymania cyklu, np. ze względu na braki magazynowe – mówi P. Olewicz.

D. Duda (OPTeam) wśród funkcjonalności oferowanego przez OPTeam systemu TimeLine, za bardzo istotną uważa opcję symulacji różnych wariantów planów produkcyjnych i dwukierunkową integrację z oprogramowaniem typu CAD. Dane z oprogramowania CAD są przekazywane do systemu TimeLine łącznie z rysunkami technicznymi, z możliwością ich podglądu bez konieczności instalacji oprogramowania CAD na stanowisku. Dodatkowo właściwości zmieniane bądź dopisywane w systemie TimeLine mogą być przekazywane do oprogramowania CAD. – System TimeLine posiada również funkcjonalności wspomagające zarządzanie projektami, mające zastosowanie przede wszystkim w produkcji jednostkowej i prototypowej. Warto też wspomnieć o module produkcji zewnętrznej, usprawniającym współpracę z kooperantami. Sprawia on, że w jednym miejscu panujemy nad wszystkimi zleceniami kooperantów i powierzanymi im materiałami – komentuje D. Duda.

Michał Jurczak

Ten i inne artykuły znajdziecie w czasopiśmie Kaizen – dostępnym w naszym sklepie