ТЕМА 5 ОПЕРАТИВНО-КАЛЕНДАРНЕ ПЛАНУВАННЯ

5.1. Сутність і завдання оперативно-календарного планування.

5.2. Оперативно-календарне планування на підприємствах одиничного типу виробництва.

5.3. Оперативно-календарне планування на підприємствах серійного типу виробництва.

5.4. Оперативно-календарне планування на підприємствах масового типу виробництва.

5.1. СУТНІСТЬ І ЗАВДАННЯ ОПЕРАТИВНО-КАЛЕНДАРНОГО ПЛАНУВАННЯ

Оперативно-календарне планування є комплексом заходів, направлених на забезпечення своєчасного виконання виробничої програми за обсягом і за номенклатурою. Загальна виробнича програма підприємства розробляється на рік із розбивкою по кварталах або місяцях. А оперативні виробничі програми окремих підрозділів (цехів, дільниць) деталізуються на значно коротші проміжки часу (декаду, тиждень, день). Для кожного цеху (дільниці) встановлюється планове завдання — програма випуску продукції у плановому періоді з обґрунтуванням відповідних об’ємних розрахунків.

Оперативно-календарне планування є поглибленим продовженням поточного планування виробництва та включає:

• деталізацію поточного плану підприємства в часі та доведення його завдань до конкретних виробничих підрозділів;

• організацію доставки на робочі місця матеріалів, інструменту, забезпечення справності устаткування, подачу палива й енергії, організацію контролю якості готової продукції;

• забезпечення суцільного контролю за ходом виробничого процесу та оперативне усунення неполадок і збоїв у роботі на кожному робочому місці.

Після опанування матеріалів теми студенти повинні знати: суть і завдання оперативного планування та контролю виконання виробничої програми; фактори, що впливають на вибір системи оперативного планування; стохастичні й детерміновані задачі, які вирішуються у процесі оперативно-календарного планування; організацію процесу диспетчеризації на підприємстві; особливості оперативно-календарного планування на підприємствах одиничного, серійного та масового типу виробництва продукції. Також студенти повинні вміти: розраховувати та складати оперативно-календарні плани виробництва продукції на підприємствах різних типів, а також оцінювати показники їх виконання.

У процесі оперативно-календарного планування визначаються конкретні підрозділи, обсяги, терміни, черговість виконання тих чи інших операцій із виготовлення продукції чи надання послуг відповідно до виробничої програми підприємства.

Основними завданнями оперативно-календарного планування на підприємстві є:

1) забезпечення ритмічного виробництва відповідно до встановлених обсягів і номенклатури готової продукції та комплексного виконання виробничої програми, а також дотримання договірних строків виготовлення та постачання продукції споживачам;

2) забезпечення рівномірності та комплектності завантаження устаткування, працівників і площ, що сприятиме ефективній експлуатації засобів виробництва;

3) забезпечення скорочення тривалості виробничого циклу, що сприятиме зменшенню незавершеного виробництва та прискоренню оборотності обігових коштів;

4) створення сприятливих умов для розвитку прогресивних форм організації праці, а також для автоматизації об’ємних та календарних розрахунків на основі використання сучасної обчислювальної техніки.

Слід відзначити, що зміст оперативно-календарного планування залежить від типу виробництва та проявляється через певні системи. Фактори, які вливають на вибір системи оперативного планування:

— тип (модель) виробництва;

— технічна характеристика виробу;

— виробнича структура підприємства та цехів.

На сьогодні розрізняють чотири основні типи (моделі) виробництва. Кожна з них характеризується власним рівнем складності та невизначеності в частині планування. Ці моделі описують:

— безперервне виробництво;

— дискретне масове виробництво;

— гнучке (серійне) виробництво окремими партіями;

— виробництво малими партіями як одиничне виробництво.

Фундаментальним елементом процесу оперативно-календарного планування виконання робіт виробничим підрозділом є операція. Будь-яку роботу може бути представлено як певний набір виробничих операцій. При цьому кожна операція повинна виконуватися певною машиною та за визначений час, який має бути науково обґрунтованим для даної роботи й машини.

В узагальненому вигляді завдання планування порядку виконання робіт виробничим підрозділом полягає у знаходженні послідовності їх виконання, за якою досягається мінімізація цільової функції (часу виконання робіт, витрат виробництва, мінімізація штрафних санкцій тощо) за умови, що операції виконуються кожною машиною виробничого підрозділу відповідно до технічних вимог, передбачених до процесу виконання робіт у даному підрозділі.

Залежно від особливостей показників процесу виконання робіт виробничим підрозділом усі завдання оперативно-календарного планування можуть бути поділені на детерміновані та стохастичні.

У першому випадку всі параметри системи (кількість робіт, час налагодження й підготовки, тривалість виконання робіт на відповідній машині, технологічні маршрути) та всі показники виробничого підрозділу (кількості машин, потужностей тощо) є постійними й завчасно відомими. В іншому випадку всі параметри системи та показники виробничого підрозділу є змінними.

Рис. 5.1. Види завдання оперативно-календарного планування в залежності від існуючих виробничих машин та устаткування [1, с. 235]

За умов використання кількох машин можна виділити такі завдання оперативно-календарного планування [1, с. 235]:

— усі роботи потребують лише однієї операції, яка може бути виконана будь-якою з наявних машин (однофазна система паралельно працюючих машин);

— усі роботи складаються з одних і тих самих операцій, послідовність яких є чітко фіксованою для всіх видів робіт (багатофазна система або конвеєр);

— усі інші (або комбіновані, гібридні системи).

Досить поширеним на практиці є завдання упорядкування робіт за умов, коли здійснюється лише одна операція з використанням однотипних верстатів (наприклад, токарні, фрезерні, свердлильні тощо). Найпростіший варіант наукового вирішення завдання упорядкування робіт був вперше запропонований в роботі Мак-Нотона, за умов використання ідентичних верстатів за правилом «найменшого часу на обслуговування». Алгоритм автора такий. Якщо кількість верстатів m більша за кількість робіт n, тоді окрема n-на робота може бути закріплена за будь-яким, але обов’язково лише одним однотипним верстатом. Інакше спочатку складається перелік необхідних робіт у порядку зростання часу виконання кожної роботи, а далі закріплюються перші роботи з цього переліку за певними видами верстатів. Наступні види робіт закріплюються на тих верстатах, які вже виконали попередні роботи. Такий підхід дозволяє мінімізувати середній час проходження роботи, середній час очікування, затримки та запізнення, але необов’язково мінімізує час виконання робіт і середній розмір незавершеного виробництва. В основу такого підходу покладено принцип оптимізації за часом виконання замовлення. Якщо ж питання часу не є принциповим, то в цьому випадку задача передбачає знаходження розв’язку за принципом мінімізації загальних витрат (або втрат за умов недовиконання робіт у встановлені терміни), які можуть бути представлені лінійною функцією часу виконання робіт.

Розглянемо недоліки методу Мак-Нотона на умовному прикладі, коли у виробничому підрозділі використовуються два однотипні верстати, на яких передбачається виконання виробничих операцій: 15; 60; 90; 20; 30; 40, кожна з яких має різну тривалість виконання.

Таблиця 5.1

НЕОБХІДНИЙ ЧАС ОБРОБЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ ЗА ОПЕРАЦІЯМИ

Номер операції	15	60	90	20	30	40
Час на обробку деталі, хв.	3705	8670	5445	4590	4860	4860

Згідно із запропонованим методом Мак-Нотона, на першому етапі записуємо числовий ряд.

Таблиця 5.2

ЧИСЛОВИЙ РЯД ОПЕРАЦІЙ, ЗАПИСАНИХ

ЗА ПРАВИЛОМ ЗРОСТАННЯ ЧАСУ НА ОБРОБЛЕННЯ ДЕТАЛІ

15	20	30	40	90	60
3705	4590	4860	4860	5445	8670

На наступному етапі закріплюємо операції за першим і другим верстатами послідовно з початку черги та визначаємо загальний час на виконання операцій. Результати розрахунків наведено в таблиці 5.3.

Таблиця 5.3

ЗАКРІПЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ-ОПЕРАЦІЙ ЗА ВЕРСТАТОМ

Номер верстата	1-й верстат				2-й верстат

Номер операції

153090

204060

15; 30; 90

20; 40; 60

Часнавиконанн я

Часнавиконанн я

Час на обробку деталі(ей), хв.

3705

4860

5445

14 010

4590

4860

8670

18 120

Використання звичайного методу перебору чисел дозволяє отримати мінімальний час на оброблення деталей.

Таблиця 5.4

ЗАКРІПЛЕННЯ ДЕТАЛЕЙ-ОПЕРАЦІЙ ЗА ВЕРСТАТОМ

Номер верстата	1-й верстат				2-й верстат
Номер операції	15	30	60	Час на виконання15;30;60	20	40	90	Час на виконання20;40;90
Час на оброблення деталі(ей), хв.	3705	4860	8670	17 235	4590	4860	5445	14 895

Слід зазначити, що людські можливості є обмеженими, і вирішення подібного класу задач із трьома або більше верстатами, значно більшою кількістю операцій є досить складним, навіть за умови повної визначеності. Тому науковцями розробляються досить складні математичні алгоритми пошуку оптимального рішення шляхом перебору всіх можливих комбінацій операцій.

Недоліки методики Мак-Нотона зумовили подальший пошук оптимальних алгоритмів закріплення операцій на однотипних та відмінних верстатах із введення додаткових обмежувальних параметрів (часу на ремонт, переналагодження тощо). Інші класи задач науковцями зосереджено на визначенні рівня мінімальних втрат за умов недовиконання робіт на відповідних верстатах.

Якщо ж виробниче завдання передбачає виконання більше однієї операції, тоді необхідно враховувати особливості календарного планування виконання робіт на конвеєрі. Слід відзначати, що практично для більшості розв’язків задач за умов календарного планування роботи m-фазного конвеєра, достатньо визначити таку послідовність, згідно з якою встановлюється однаковий порядок робіт для 1-ї, 2-ї та m-ї машини. Відповідно для конвеєра з кількістю фаз не більш за три оптимальна послідовність операцій на всіх машинах буде однаковою. Це, у свою чергу, доводить твердження, що достатньо переглянути множину перестановок робіт, не розглядаючи можливості досягнення різних оптимальних послідовностей операцій за кожною машиною.

Наприклад, деталь проходить оброблення послідовно на двох верстатах, на яких проводяться відповідні операції, наприклад, спочатку точильна — на першому, далі деталь передається на

1 t і

2 t . До першої групи необхідно віднести деталі, для яких виконується умова ii tt

21 < , а до другої — всі інші види деталей, для яких виконується умова ii tt

21 ? . А на наступному етапі необхідно сформувати послідовність запуску деталей одночасно з двох кінців черги за таким правилом: деталі першої групи сортуємо в порядку від найменшого до найбільшого і записуємо з початку черги, а деталі другої також сортуємо від найменшого до найбільшого та записуємо з кінця черги. Це дозволить сформувати загальний порядок виконання операцій за видами деталей. На рис. 5.2 наведено варіанти черговості виконання робіт (хв.) до й після проведення оптимізації за наведеним алгоритмом.

Якщо ж кількість послідовно працюючих машин більша трьох, то завдання планування за такої постановки не дає точної відповіді [1, c. 244]. Для її вирішення, як правило, використовують такі підходи: комбінаторний аналіз, математичне програмування й управління переборами з використанням математичних послідовностей.

Система оперативно-календарного планування є сукупністю методик і технік планування роботи, що характеризуються різним ступенем централізації планової роботи, обраною планово-обліковою одиницею та диференціацією планових періодів, складом і точністю календарно-планових нормативів, а також переліком, порядком оформлення й руху планової та облікової документації.

Календарно-планові нормативи — це інструменти взаємного ув’язування календарних планів, узгодження роботи взаємопов’язаних робочих місць, дільниць і підрозділів, а також забезпечення ефективного використання устаткування та персоналу.

Планово-облікова одиниця — це сукупність робіт, яку розглядають як єдине ціле у плануванні, обліку, аналізі та оперативному регулюванні виробництва. Виділяють три основні плановооблікові одиниці: замовлення, комплект, деталь. Вибір тієї чи іншої планово-облікової одиниці визначає організацію системи оперативного планування виробництва на підприємстві.

другий верстат, де здійснюється шліфування. Деталі можуть бути різними за розмірами й потребувати різного часу на виконання операції. Подібного класу задачі «планування виконання робіт на верстатах» були розв’язані в роботі С. Джонсона ще в 1954 році. Відповідно до алгоритму Джонсона задача формування черговості виконання робіт вирішується у два етапи. На першому етапі всі деталі i-го виду (від 1, 2,…, n) необхідно поділити на дві групи за відповідними операціями, наприклад, якщо є дві операції (які потребують часу на налагодження верстатів) — 16

2

Рис . 5.2.

Послід овн і сть обробле ння деталей на двох верстатах до та після застосув ання алг о ритму

Джо н со на

За умов одиничного типу виробництва найбільше застосування отримала позамовна система планування. Планово-обліковою одиницею виступає замовлення, а до календарно-планових нормативів належать трудомісткість робіт, тривалість виробничого циклу, нормативи випереджень, за допомогою яких замовником встановлюються потрібні строки виконання замовлення.

У серійному виробництві використовуються комплектні системи (комплектно-вузлова та комплектно-групова). Плановоекономічною одиницею виступає комплект деталей або технологічний вузол.

У масовому виробництві застосовуються подетальні системи. Основною планово-економічною одиницею виступає деталь. Календарно-плановими нормативами є ритм, темп, тривалість виробничого циклу, кількість робочих місць.

За змістом робіт, що виконуються, оперативно-календарне планування поділяється на календарне планування (складання графіків роботи) та диспетчерське регулювання (контроль за виконанням завдань).

Календарне планування — це деталізація річної виробничої програми підприємства за строками запуску-випуску кожного виду продукції та за виконавцями. У ході календарного планування відбувається:

• розроблення календарно-планових нормативів;

• доведення виробничих завдань на основі розроблених планів-графіків руху предметів праці в часі та просторі у процесі виробництва до конкретних виконавців;

• здійснення розрахунків завантаження устаткування та площ (об’ємні розрахунки);

• здійснення оперативного обліку виконання виробничих програм.

Диспетчерське регулювання — це процес, який забезпечує оперативне регулювання процесу виробництва шляхом систематичного обліку та контролю за виконанням змінно-добових завдань, поточної підготовки виробництва, оперативного усунення недоліків і відхилень, що виникають.

Процес диспетчерського регулювання виробництва включає:

• оперативний облік і контроль фактичного ходу виконання розроблених календарно-виробничих планів-графіків:

• виявлення відхилень фактичних показників ходу виробництва продукції від планових;

• прийняття оперативних рішень із метою запобігання й усунення відхилень та перебоїв у ході виробництва;

• аналіз причин відхилень від установлених планів-завдань і розроблення заходів з їх ліквідації;

• координацію поточної роботи взаємозв’язаних підрозділів підприємства;

• оперативне планове управління роботою виробничих цехів і відділів підприємства.

Оперативно-календарне планування виробничого процесу здійснюється на двох рівнях: міжцеховому та внутрішньоцеховому.

Міжцехове планування включає встановлення цехам взаємопов’язаних виробничих завдань, розроблених за даними виробничої програми підприємства, і забезпечує узгодженість у роботі цехів під час виконання цієї програми.

Внутрішньоцехове планування спрямовано на розподіл номенклатури робіт, заданих календарним планом цеху між дільницями, і доведення планових завдань до кожної виробничої дільниці та робочого місця. Зміст робіт із внутрішньоцехового планування залежить від розмірів цеху, його виробничої структури та в загальному вигляді включає планування роботи дільниць і підготовку завдань для робочих місць.

Межі міжцехового та внутрішньоцехового планування можуть змінюватися з упровадженням і розвитком автоматизованої системи управління виробництвом.