Planowanie produkcji CNC – kolejkowanie vs automatyczne planowanie

Planowanie produkcji CNC to jedno z kluczowych zagadnień w firmach produkcyjnych z tej branży. Na rynku dostępne są systemy oferujące automatyczne układanie harmonogramów i zaawansowane algorytmy planowania. W praktyce jednak, w wielu małych i średnich firmach CNC, takie rozwiązania częściej komplikują niż upraszczają codzienną pracę.

Automatyczne planowanie produkcji CNC – jak działa i kiedy ma sens

Systemy z zaawansowanym modułem APS (Advanced Planning and Scheduling) oferują szczegółowe planowanie, gdzie każda operacja jest powiązana z następną, a wszystko ma swój czas rozpoczęcia i zakończenia. Takie rozwiązania mogą sprawdzić się w firmach, gdzie:

• produkcja jest powtarzalna – te same detale, serie produkcyjne,
• procesy są stabilne – czasy przezbrajania i czasy operacji można przewidzieć z dużą dokładnością,
• są dedykowane osoby do planowania – ktoś na pełen etat aktualizuje harmonogramy,
• zmiany zdarzają się rzadko – priorytety nie zmieniają się z dnia na dzień.

W takich warunkach automatyczne planowanie ma sens. Problem pojawia się wtedy, gdy produkcja jest zmienna: różne detale, produkcja prototypów, przestoje maszyn, częste zmiany priorytetów. W takiej rzeczywistości dokładne harmonogramy szybko przestają odpowiadać temu, co dzieje się na hali.

Wymagania automatycznego planowania zleceń CNC

W codziennej pracy jest tyle zmiennych, że trudno wszystkie je ująć podczas planowania, a czasami po prostu nie warto tego robić, ponieważ nakład pracy jest większy niż efekt w postaci planu produkcji, który za chwilę będzie wymagał ręcznego dostosowania.

Weźmy na przykład produkcję pięciu różnych detali. Na poniższym rysunku rozpisane są operacje technologiczne, które należy wykonać, żeby wyprodukować te części.

Aby umożliwić automatyczne planowanie produkcji CNC wprowadzamy do programu marszrutę produkcyjną czyli: operacje technologiczne, przypisane maszyny, czas przezbrojenia, czas operacji, zakładany odpad, planowane przestoje (np. czyszczenie i konserwacja). Bez jakiejkolwiek z tych danych system nie będzie w stanie prawidłowo ułożyć produkcji.

W efekcie otrzymujemy poniższy plan produkcji, gdzie każda linia odpowiada innej maszynie:

W produkcji CNC zdarzają się nieprzewidziane sytuacje, np. problemy technologiczne, brak materiału lub narzędzi, awarie maszyn, zmiany priorytetów, brak operatorów. I nagle harmonogram, który został ułożony przez system jest nieaktualny. Żeby aktualizować plan produkcyjny potrzebny jest ktoś, kto na bieżąco dostosowuje plan. Finalnie mamy sytuację, gdzie system nie jest w stanie realnie zaplanować produkcji, a my musimy wprowadzić sporo danych, tylko po to, żeby ułożyć harmonogram pracy.

Ponadto po aktualizacji może dojść do sytuacji, gdzie system na nowo ‘porozrzuca’ operacje, które kolejny raz trzeba będzie ręcznie poprzestawiać.

Kolejkowanie zleceń w produkcji CNC – jak działa i jakie ma ograniczenia

W większości firm produkcyjnych wystarczy kolejkowanie operacji. To po prostu lista czynności, jedna po drugiej, do wykonania na każdej maszynie. Szczegółowo to, jak w praktyce wdrożyć takie rozwiązanie, opisujemy w artykule o kolejkowaniu zleceń produkcji. Dokładnie taka sama lista jaką robimy na kartce lub tablicy, jeśli nie mamy systemu do zarządzania produkcją CNC.

Jak to działa? Sprawdźmy na przykładzie wcześniejszych pięciu detal i ich operacji produkcyjnych.

Dla każdego detalu należy rozpisać operacje. W prosty sposób: operacja i maszyna. W najprostszej wersji to wystarczy. Oczywiście można podać więcej danych (np. czas cyklu, czas przezbrojenia, itd), ale nie jest to konieczne.

Operacje przypisane do maszyn ustawiane są w kolejkę tej maszyny. Planista może następnie przestawiać te operacje między sobą i dopisywać planowany czas realizacji (wizualizując długość operacji w kolejce).

W efekcie powstaje kolejka produkcyjna widoczna poniżej:

Widać tutaj kolejność pracy na poszczególnych maszynach. Widać też postęp pracy w postaci zielonego paska oraz czerwony lub zielony okrąg sygnalizujący, czy operacja poprzedzająca została wykonana – bieżące monitorowanie realizacji produkcji CNC jest tutaj bardzo ważnym źródłem danych. Dzięki temu plan produkcyjny pokazuje na bieżąco realizację pracy na każdym stanowisku.

W razie zmiany, w każdej chwili planista może dokonać prostych i szybkich zmian: może zmienić kolejność w ramach jednej maszyny, zmienić maszynę (odpowiedni prostokąt pojawi się w innej kolejce), dodawać prognozowany czas produkcji urealniając długość linii.

Jest to bardzo szybkie w obsłudze rozwiązanie, które w większości małych i średnich firm produkcyjnych jest wystarczające do sprawnego układania pracy.

Wizualizacja na hali produkcyjnej

Jeżeli mamy już kolejkę produkcyjną, to powinniśmy wyświetlać ją na hali produkcyjnej. Dzięki temu operatorzy, ustawiacze i magazynierzy mogą przygotować się do następnej produkcji. Kierownik nie musi ręcznie zarządzać pracą, ponieważ aktualny plan widoczny jest na bieżąco. Wszystko jest jasne i przejrzyste.

I co bardzo ważne: można odpowiednio wcześnie reagować, jeśli ktokolwiek zauważy problem w nadchodzącej produkcji.

Dlaczego kolejkowanie jest wystarczające?

Mało danych do wprowadzenia

Nie musimy definiować dokładnych czasów, zależności, zasobów. Wystarczy przypisać operację do maszyny i określić kolejność pracy. To wszystko.

Łatwe zmiany priorytetów

Jeśli zmienią się priorytety szybko przesuwamy operacje (np. w górę kolejki, jeśli coś potrzebne jest szybciej lub w dół kolejki, jeśli na przykład wcześniejsza operacja na innej maszynie się wydłuża). Zmiana zajmuje kilka sekund.

Przejrzystość

Każda maszyna ma swoją kolejkę. Operator wie, co będzie produkowane jako następne. Obszary wspomagające (magazyn, narzędziownia) mogą z wyprzedzeniem przygotować zasoby.

Działa w produkcji jednostkowej

Kolejkowanie przy produkcji jednostkowej lub produkcji prototypów jest dużo szybsze w obsłudze – nie wymaga wprowadzania kompletu danych. Oczywiście można to robić, ale nie jest to wymóg.

Jak powinien wyglądać dobry system zarządzania produkcją CNC?

Interfejs do kolejkowania powinien być prosty. Powinien umożliwiać łatwe dodawanie do kolejki oraz szybkie dostosowywanie planu produkcyjnego.

Podstawowe rzeczy to:

• Kolejka dla grupy maszyn,
• Łatwe przestawianie,
• Kolory i statusy,
• Minimalizm.

Podsumowanie

W większości małych i średnich firm CNC zaawansowane systemy APS to rozwiązanie, które często okazuje się zbyt skomplikowane. Planowanie produkcji CNC wymaga wprowadzenia wszystkich danych, ciągłe aktualizacje harmonogramów, radzenie sobie z tym, że system „porozrzucał” operacje po każdej zmianie – w praktyce to sporo dodatkowej pracy.

Kolejkowanie produkcji działa, bo jest proste. Lista operacji na każdej maszynie, możliwość szybkiego przestawienia oraz wizualizacja na hali to wystarczające rozwiązanie. Nie trzeba definiować wszystkiego z góry. Można szybko reagować na zmiany, przestawiając plan produkcyjny.

Oczywiście są firmy, gdzie zarządzanie produkcją CNC wymaga automatycznego i zaawansowanego planowania. Ale jeśli Twoja produkcja jest zmienna, zamówienia różnorodne i chcesz szybko reagować na zmianę priorytetów, to prostota wygrywa.

System zarządzania produkcją CNC Omni został zaprojektowany właśnie z myślą o takim podejściu. To program, który nie komplikuje takich zagadnień jak: kolejkowanie operacji, wizualizacja planu, czy możliwość szybkich zmian.

W produkcji CNC liczy się to, co nie przeszkadza w pracy i działa na co dzień.