Czym jest planowanie pracy maszyn?

Planowanie maszyn oznacza planowanie czasowe, wydajnościowe i organizacyjne maszyn, urządzeń, linii produkcyjnych oraz środków technicznych. Zlecenia produkcyjne są przypisywane do odpowiednich maszyn i dostępnych przedziałów czasowych.

Strukturalne planowanie wykorzystania maszyn uwzględnia nie tylko to, czy dana maszyna jest wolna. Sprawdza również, czy urządzenie jest technicznie odpowiednie do danego zlecenia, jaki czas obróbki jest wymagany oraz czy dostępne są narzędzia, osprzęt, programy i wykwalifikowani pracownicy.

Celem jest terminowa realizacja zleceń produkcyjnych, racjonalne wykorzystanie mocy produkcyjnych maszyn oraz ograniczenie zbędnych przestojów, czasów oczekiwania i czasów przezbrojenia.

Dzięki cyfrowe planowanie pracy maszyn W ramach wspólnego planowania wizualnego można koordynować wykorzystanie maszyn, zlecenia produkcyjne, prace konserwacyjne oraz zasoby techniczne.

Jakie zadania wchodzą w zakres planowania pracy maszyn?

Zadania związane z planowaniem wykorzystania maszyn różnią się w zależności od rodzaju produkcji, parku maszynowego oraz stopnia integracji procesów produkcyjnych. Do najważniejszych obszarów należą:

• Przypisywanie zleceń produkcyjnych do maszyn
• Planowanie wykorzystania maszyn
• Uwzględnienie dostępnych mocy produkcyjnych maszyn
• Kontrola parametrów technicznych maszyn
• Planowanie czasów obróbki i cyklu produkcyjnego
• Uwzględnienie czasów przezbrajania
• Planowanie konserwacji i przeglądów
• Koordynacja narzędzi i urządzeń
• Przydzielanie wykwalifikowanych pracowników
• Ustalanie priorytetów pilnych zleceń produkcyjnych
• Koordynacja kilku linii produkcyjnych
• Reakcja na awarie maszyn i zmiany terminów
• Monitorowanie postępów realizacji zleceń i stanu maszyn

Planowanie pracy maszyn staje się szczególnie wymagające, gdy wiele maszyn posiada różne możliwości, zlecenia przechodzą przez różne etapy produkcji, a ograniczone zasoby narzędzi lub wykwalifikowanych pracowników są wspólnie wykorzystywane.

Jakie zasoby należy uwzględnić podczas planowania pracy maszyn?

Maszyna może być wykorzystywana w sposób produktywny tylko wtedy, gdy dostępne są wszystkie zasoby niezbędne do realizacji zlecenia. Dlatego planowanie pracy maszyn to coś więcej niż tylko rezerwacja przedziału czasowego.

Maszyny i urządzenia

Do zasobów technicznych, które można planować, mogą należeć:

• Maszyny CNC
• Centra obróbcze
• Frezarki
• Tokarki
• Linie spawalnicze
• Maszyny do cięcia laserowego
• Prasa
• Wtryskarki
• Maszyny drukarskie
• Linie montażowe
• Linie pakujące
• Stanowiska testowe
• Linie produkcyjne

Przy wyborze maszyny należy uwzględnić parametry techniczne oraz rzeczywiste moce produkcyjne.

Narzędzia i urządzenia

Wiele zleceń wymaga dodatkowych zasobów, których dostępność jest ograniczona:

• Urządzenia mocujące
• Formy i narzędzia
• Narzędzia do frezowania i toczenia
• Środki pomiarowe
• Urządzenia kontrolne
• Palety
• Uchwyty narzędziowe
• Urządzenia montażowe
• Narzędzia specjalistyczne

Maszyna może być wolna, a mimo to nie być wykorzystywana, jeśli niezbędne urządzenie jest już używane w ramach innego zlecenia.

Programy NC i dokumentacja robocza

W przypadku zautomatyzowanych procesów przetwarzania niezbędne programy i dokumenty muszą być dostępne w odpowiednim czasie. Należą do nich na przykład:

• Programy NC
• Plany pracy
• Rysunki
• Listy części
• Wytyczne dotyczące tłumaczenia
• Instrukcje dotyczące przygotowania
• Wymagania dotyczące jakości
• Parametry maszyn

Brakujące lub niezatwierdzone dokumenty mogą opóźnić planowane rozpoczęcie produkcji.

Pracownicy i kwalifikacje

Do obsługi, konfiguracji lub monitorowania maszyny potrzebni są wykwalifikowani pracownicy. Należą do nich na przykład:

• Operator maszyn
• Projektant
• Programiści
• Konstruktor narzędzi
• Technik utrzymania ruchu
• Specjalista ds. kontroli jakości
• Kierownik produkcji
• Kierownik zmiany

W przypadku Planowanie zatrudnienia Należy uwzględnić zmiany, kwalifikacje, nieobecności oraz już zaplanowane zadania.

Materiały i półprodukty

Zlecenie produkcyjne może zostać uruchomione dopiero wtedy, gdy niezbędne materiały lub półprodukty są dostępne i zostały zatwierdzone.

Może to obejmować:

• Surowce
• Półprodukty
• Elementy składowe
• Materiały eksploatacyjne
• Materiały opakowaniowe
• Materiały pomocnicze i eksploatacyjne

Brak materiałów często powoduje, że zarezerwowany czas pracy maszyn nie może zostać wykorzystany.

Jak przebiega planowanie pracy maszyn?

Profesjonalne planowanie pracy maszyn odbywa się w kilku wzajemnie skoordynowanych etapach.

1. Rejestracja zlecenia produkcyjnego

W pierwszej kolejności rejestrowane są dane zlecenia istotne dla planowania. Mogą one obejmować:

• Numer zlecenia
• Klient
• Produkt lub artykuł
• Ilość zamówień
• pożądany termin dostawy
• Priorytet
• przewidywany czas realizacji
• Wymagane etapy pracy

2. Wybór odpowiedniej maszyny

Następnie sprawdzane jest, która maszyna jest technicznie zdolna do realizacji zlecenia.

Istotnymi kryteriami mogą być:

• Typ maszyny
• Zakres obowiązków
• Usługi
• Dokładność przetwarzania
• Wyposażenie w narzędzia
• Prędkość produkcji
• Odpowiedniość materiału
• dostępne programy

Nie każda wolna maszyna automatycznie nadaje się do każdego zlecenia.

3. Sprawdź wydajność maszyn

Planowanie musi uwzględniać faktycznie dostępne moce produkcyjne. Na przykład maszyna może być dostępna tylko okresowo ze względu na godziny pracy na zmiany, konserwację, ograniczenia techniczne lub brak personelu obsługującego.

Decydujące znaczenie ma zatem nie teoretyczna wydajność maszyn, lecz rzeczywista zdolność produkcyjna w danym okresie planowania.

4. Planowanie czasów obróbki i przezbrojenia

Przed rozpoczęciem właściwej obróbki często konieczne jest skonfigurowanie lub przestawienie maszyny.

Typowe operacje przygotowania to:

• Wymiana narzędzi
• Zmiana formy prawnej
• Sprzątanie
• Zmiana materiału
• Zmiana programu
• Konfiguracja elementów mocujących
• Kalibracja
• Test próbny i wstępna kontrola części

Czasy przezbrojenia należy uwzględnić jako odrębny element zajętości maszyn. W przeciwnym razie planowany termin rozpoczęcia produkcji będzie nierealny.

5. Przypisywanie pracowników i środków produkcji

W ramach planowania czasu pracy maszyn uwzględnia się zapotrzebowanie na pracowników, narzędzia, osprzęt i środki kontrolne.

Dzięki temu zapobiega się sytuacji, w której zlecenie jest wprawdzie zarezerwowane na maszynie, ale nie może zostać uruchomione z powodu braku dodatkowych zasobów.

6. Ustalenie kolejności zleceń

Kolejność zleceń ma wpływ na terminy dostaw, nakłady związane z przygotowaniem produkcji oraz wykorzystanie mocy produkcyjnych maszyn.

Możliwe kryteria ustalania priorytetów to:

• Termin dostawy
• Priorytet zlecenia
• Zgoda klienta
• Dostępność materiałów
• Grupa konfiguracji
• Czas realizacji
• kolejne etapy produkcji
• Dostępność dodatkowych zasobów

7. Monitorowanie postępów produkcji

W trakcie produkcji sprawdzane jest, czy zlecenie rozpoczyna się, przebiega i zostaje zrealizowane zgodnie z planem.

Odstępstwa mogą wynikać z:

• Awarie maszyn
• Problemy z jakością
• brakujące materiały
• Nieobecności pracowników
• wydłużone terminy realizacji
• pilne zlecenia dodatkowe

8. Aktualizacja planu w przypadku zmian

W przypadku awarii lub zmian priorytetów zlecenia muszą zostać przesunięte, rozdzielone na inne maszyny lub ponownie uszeregowane pod względem priorytetów.

Centralny system planowania wskazuje, które kolejne zlecenia, pracownicy i terminy dostaw są objęte tą zmianą.

Praktyczny przykład planowania pracy maszyn

Przedsiębiorstwo zajmujące się obróbką metali planuje realizację kilku zleceń produkcyjnych na trzech centrach obróbczych CNC.

Należy w krótkim terminie wstawić pilne zlecenie klienta. Zasadniczo do produkcji tego elementu nadają się dwie maszyny. Jedna z nich jest jednak wyłączona z eksploatacji z powodu konserwacji. Na drugiej maszynie realizowane jest zlecenie, którego czas obróbki jest dłuższy niż planowano.

Ponadto do realizacji nowego zlecenia potrzebne jest specjalne urządzenie mocujące, które obecnie jest wykorzystywane na trzeciej maszynie.

Dzięki scentralizowanemu planowaniu pracy maszyn kierownik produkcji może:

• które maszyny są technicznie odpowiednie do realizacji zlecenia
• kiedy wymagane urządzenie mocujące będzie dostępne
• które z obecnych zleceń należałoby przełożyć
• które terminy dostaw są zagrożone w wyniku zmiany harmonogramu
• który z wykwalifikowanych operatorów maszyn jest dostępny
• czy konieczna jest dodatkowa zmiana

Pilne zlecenie można zaplanować w realistycznym przedziale czasowym bez konieczności rezerwowania niedostępnej maszyny lub urządzenia.

Różnica między planowaniem pracy maszyn a planowaniem produkcji

Planowanie wykorzystania maszyn i planowanie produkcji są ze sobą ściśle powiązane, ale mają różne priorytety.

Planowanie pracy maszyn koncentruje się przede wszystkim na:

• Wykorzystanie poszczególnych maszyn i urządzeń
• Moce produkcyjne maszyn
• Czasy przezbrajania i obróbki
• przydatność techniczna
• Konserwacje i awarie
• Narzędzia i urządzenia

Strona Planowanie produkcji Obejmuje ponadto:

• wszystkie zlecenia produkcyjne
• Zapotrzebowanie na materiały
• Sekwencje robocze
• Zapotrzebowanie na personel
• Terminy dostaw
• Zapasy i półprodukty
• kompleksowe procesy produkcyjne

Planowanie pracy maszyn stanowi zatem kluczowy element planowania produkcji.

Różnica między planowaniem maszyn a planowaniem zdolności produkcyjnych

Planowanie zdolności produkcyjnych polega na porównaniu przewidywanego zapotrzebowania na zdolności produkcyjne z dostępnymi zasobami kadrowymi i technicznymi.

Planowanie maszyn stanowi konkretną realizację tej analizy zdolności produkcyjnych. Określa ono, które zlecenie zostanie zrealizowane w danym momencie na danej maszynie.

Przykład: Planowanie wydajności wskazuje, że w nadchodzącym tygodniu potrzeba 180 godzin pracy maszyn, ale dostępnych jest jedynie 150 godzin. Planowanie wykorzystania maszyn pokazuje, na których urządzeniach powstaje wąskie gardło oraz które zlecenia można przełożyć lub rozdzielić na inne maszyny.

Różnica między planowaniem maszynowym a planowaniem szczegółowym

Planowanie szczegółowe pozwala na precyzyjną koordynację zleceń produkcyjnych w podziale na maszyny, zasoby i konkretne przedziały czasowe.

Podczas gdy planowanie produkcji na wyższym poziomie często odbywa się w perspektywie dziennej lub tygodniowej, planowanie szczegółowe dokładniej uwzględnia poszczególne etapy pracy, zajętość maszyn oraz kolejność operacji.

Do planowania szczegółowego należą na przykład:

• dokładne godziny rozpoczęcia i zakończenia
• Kolejność poszczególnych zleceń
• Optymalizacja czasu przezbrajania
• Uwzględnienie zależności
• Przydzielanie pracowników
• Planowanie ograniczonych zasobów narzędziowych
• Reakcja na doraźne odchylenia

Planowanie pracy maszyn stanowi często podstawę operacyjną tego szczegółowego planowania.

Planowanie maszyn i zasobów

Strona Planowanie zasobów koordynuje pracowników, maszyny, narzędzia, pomieszczenia i inne środki produkcji.

W ramach tego nadrzędnego planowania zasobów planowanie maszyn koncentruje się na technicznych środkach produkcji i ich wykorzystaniu.

Przykład: Planowanie maszyn wskazuje, że frezarka jest dostępna we wtorek. Planowanie zasobów sprawdza dodatkowo, czy operator, wymagane osprzęt oraz odpowiedni przyrząd pomiarowy są również dostępne.

Planowanie wykorzystania maszyn i planowanie zatrudnienia

Maszyna może być wykorzystywana w sposób produktywny tylko wtedy, gdy dysponuje się wystarczającą liczbą wykwalifikowanych pracowników.

Podczas wspólnego planowania należy uwzględnić między innymi:

• Modele zmianowe
• Kwalifikacje
• Instrukcje obsługi maszyn
• Nieobecności
• Przerwy i godziny pracy
• Obsługa wielu maszyn
• Projektanci i programiści
• Personel utrzymania ruchu

Maszyna może być technicznie dostępna, ale mimo to nie można jej uwzględnić w harmonogramie z powodu braku personelu obsługującego.

Planowanie pracy maszyn i planowanie konserwacji

Konserwacje i przeglądy należy uwzględnić w harmonogramie wykorzystania maszyn jako stałe okresy niedostępności.

Do zadań konserwacyjnych, które można zaplanować, należą:

• regularne przeglądy
• konserwacja zapobiegawcza
• Wymiana narzędzi
• Sprzątanie
• Kalibracja
• Kontrole bezpieczeństwa
• Aktualizacje oprogramowania
• Naprawy
• usuwanie nieplanowanych awarii

Dobrze skoordynowane planowanie konserwacji ogranicza nieplanowane przestoje i zapobiega planowaniu zleceń produkcyjnych w trakcie zaplanowanego przestoju maszyn.

Planowanie pracy maszyn i zarządzanie halą produkcyjną

To Zarządzanie halą produkcyjną zapewnia przejrzystość bieżących procesów produkcyjnych bezpośrednio w miejscu tworzenia wartości.

Planowanie pracy maszyn dostarcza w tym zakresie istotnych informacji:

• które zlecenie jest realizowane na której maszynie
• jakie zlecenia będą realizowane w następnej kolejności
• gdzie występują opóźnienia
• która maszyna uległa awarii
• które zlecenie należy potraktować priorytetowo
• jakie moce produkcyjne są dostępne

Planowanie i zarządzanie halą produkcyjną wzajemnie się uzupełniają. Planowanie maszyn określa przewidywane obciążenie. Zarządzanie halą produkcyjną pozwala na wizualizację aktualnego stanu produkcji oraz odchyleń.

Planowanie maszyn i planowanie projektów

Maszyny są wykorzystywane nie tylko do realizacji zamówień seryjnych lub jednostkowych. Mogą one również stanowić element większych projektów.

Strona Planowanie projektów koordynuje zadania, terminy, kamienie milowe i zasoby projektu. Planowanie wykorzystania maszyn gwarantuje, że niezbędne urządzenia będą dostępne w przewidzianych fazach projektu.

Ma to znaczenie na przykład w przypadku:

• Produkcja prototypów
• Produkcja narzędzi
• Budowa maszyn specjalistycznych
• Seria eksperymentów
• Projekty badawczo-rozwojowe
• produkcja na zamówienie

Czasy przezbrojenia w planowaniu pracy maszyn

Czasy przezbrojenia to okresy, w których maszyna jest przygotowywana do realizacji nowego zlecenia. W tym czasie maszyna nie wytwarza części przeznaczonych do sprzedaży.

Czasy przezbrojenia mogą wynikać z:

• Wymiana narzędzi
• Zmiana formy prawnej
• Sprzątanie
• Zmiana materiału
• Zmiana parametrów maszyn
• Budowa urządzeń
• Zmiana programu
• Wstępna weryfikacja

Odpowiednia kolejność zleceń może skrócić czas przezbrojenia. Jeśli na przykład podobne produkty lub materiały są wytwarzane kolejno, konieczne są mniej rozległe przezbrojenia.

Skrócenie czasu przezbrajania nie może jednak być rozpatrywane w oderwaniu od innych czynników. Należy nadal dotrzymywać terminów dostaw i priorytetów zleceń.

Możliwości maszynowe i kontrola poprawności

Podczas przypisywania maszyn należy sprawdzić, czy dana maszyna jest technicznie w stanie zrealizować przewidziane zlecenie.

Do potencjalnych możliwości i ograniczeń systemu należą:

• maksymalny rozmiar obrabianego elementu
• dopuszczalna masa obrabianego elementu
• Dokładność przetwarzania
• materiały nadające się do obróbki
• dostępne narzędzia
• Moc wrzeciona
• Prędkość produkcji
• Wymagania dotyczące temperatury lub pomieszczeń czystych
• wymagane certyfikaty
• dostępna przestrzeń robocza

Kontrola poprawności zapobiega planowaniu zleceń na nieodpowiednich maszynach.

Równoległe i wielopoziomowe przydzielanie maszyn

Wiele zleceń produkcyjnych przechodzi przez kilka etapów obróbki na różnych maszynach.

Na przykład dany komponent może wymagać następujących etapów:

1. Przykład
2. Frezowanie
3. Wiercenie
4. Obróbka powierzchni
5. Kontrola jakości
6. Montaż

Planowanie musi gwarantować, że kolejne etapy pracy nie rozpoczną się przed zakończeniem poprzedniego etapu.

Kilka maszyn może jednocześnie pracować nad różnymi zleceniami. Powoduje to powstanie zależności, które trudno jest dostrzec w zwykłej liście maszyn.

Typowe błędy w planowaniu pracy maszyn

Uwzględniana jest wyłącznie teoretyczna wydajność

Nie uwzględnia się godzin pracy zmianowej, konserwacji, awarii, przerw ani braku personelu obsługującego.

Brakuje czasów przygotowania

Zlecenia są planowane bezpośrednio jedno po drugim, bez uwzględniania czasu potrzebnego na wymianę narzędzi, czyszczenie lub konfigurację.

Nie sprawdza się możliwości maszyn

Zlecenie zostaje przypisane do wolnej, ale nieodpowiedniej pod względem technicznym maszyny.

Narzędzia i urządzenia są przypisane dwukrotnie

Kilka maszyn wymaga jednocześnie tego samego zasobu o ograniczonej dostępności.

Terminy konserwacji są pomijane

Zlecenie produkcyjne jest planowane w trakcie zaplanowanej kontroli lub naprawy.

Dostępność personelu jest planowana oddzielnie

Maszyna jest wolna, ale nie ma do dyspozycji wykwalifikowanego operatora ani osoby odpowiedzialnej za jej ustawienie.

Dostępność materiałów nie jest brana pod uwagę

Czas pracy maszyn jest rezerwowany, mimo że wymagany surowiec nie został jeszcze dostarczony ani zatwierdzony.

Brakuje zależności między poszczególnymi etapami pracy

Planowane jest zlecenie następcze, mimo że wymagany produkt wstępny nie został jeszcze ukończony.

Informacje o awariach nie są przekazywane centralnie

Działy przygotowania produkcji, produkcji i sprzedaży korzystają z różnych informacji dotyczących stanu maszyn i terminów dostaw.

Kluczowe wskaźniki dotyczące planowania pracy maszyn

Wykorzystanie mocy produkcyjnej maszyn

Wykorzystanie mocy produkcyjnej maszyn pokazuje, w jakim stopniu dostępny czas pracy maszyn jest wykorzystywany w sposób produktywny.

Dostępność maszyn

Dostępność maszyn określa, jaka część zaplanowanego czasu jest faktycznie wykorzystywana przez maszynę.

Czas przestoju

Czas przestoju obejmuje okresy, w których maszyna nie produkuje z powodu awarii, konserwacji, braku materiałów lub personelu.

Czas przezbrajania

Czas przezbrojenia wskazuje, ile czasu zajmuje przygotowanie maszyny między dwoma zleceniami produkcyjnymi.

Czas realizacji

Czas obróbki określa rzeczywisty czas trwania obróbki maszynowej zlecenia lub elementu.

Czas realizacji

Czas realizacji obejmuje okres od momentu rozpoczęcia zlecenia do zakończenia wszystkich niezbędnych etapów przetwarzania.

Terminowość

Wskaźnik terminowości pokazuje, jak często zlecenia produkcyjne są realizowane w zaplanowanym terminie.

Wskaźnik awaryjności

Wskaźnik awaryjności odnosi nieplanowane przestoje lub czasy awarii do dostępnego czasu pracy maszyn.

Wskaźnik konserwacji

Wskaźnik konserwacji wskazuje, jaka część dostępnego czasu jest wykorzystywana na zaplanowane działania konserwacyjne i naprawcze.

Wykorzystanie mocy produkcyjnych

Wykorzystanie mocy produkcyjnych polega na porównaniu zaplanowanego zapotrzebowania na maszyny z faktycznie dostępną mocą produkcyjną maszyn.

Portfel zamówień

Zaległości w realizacji zleceń wskazują, które zlecenia produkcyjne nie zostały zrealizowane w przewidzianym terminie.

Oprogramowanie jako narzędzie wspomagające

Oprogramowanie może wspomagać planowanie pracy maszyn dzięki scentralizowanym informacjom dotyczącym terminów, dostępności, zasobów i zakresów odpowiedzialności. Wybór odpowiedniego rozwiązania zależy od konkretnego procesu, dostępnych danych oraz istniejących systemów. Przykładem jest Planowanie pracy maszyn za pomocą Visual Planning®.

Podsumowanie

Strukturalne planowanie maszyn łączy maszyny, zlecenia produkcyjne, narzędzia, konserwacje, personel i terminy dostaw w realistyczny plan wykorzystania zasobów. Pomaga ono wcześnie rozpoznać wąskie gardła w zakresie wydajności oraz w sposób przejrzysty uwzględnić zależności między etapami produkcji.