Master Schedule – Harmonogram główny

2 Listopad 2008 (http://erp.info.pl/master-schedule/)

Harmonogram główny (Master Schedule) razem z MPS (Master Production Schedule)  jest najważniejszym elementem planowania nadrzędnego w przedsiębiorstwach produkcyjnych wykorzystujących system informatyczny klasy MRP II/ERP. Zawiera wyspecyfikowane wielkości prognozy, zmówień klientów i oczekiwanego spływu produkcji poszczególnych wyrobów finalnych lub kluczowych modułów bądź opcji w podziale na dni lub tygodnie. Obejmuje swoim horyzontem co najmniej całą długość cyklu produkcyjnego z procesem zamawiania włącznie. Dzięki wskaźnikowi ATP stanowi podstawę do przyjmowania nowych zamówień od klientów. Jest podstawowym źródłem danych do rozwinięcia MRP. Odpowiada za przełożenie planów taktycznych wyrażonych w SOP na konkretne decyzje operacyjne.

Kłopotliwa terminologia

Literatura stosuje kilka podobnych pojęć, które należy odpowiednio uporządkować przed rozpoczęciem dalszych rozważań.

Master Schedule – Harmonogram główny, tabela przedstawiająca dla kluczowych indeksów w podziale czasowym: prognozy sprzedaży, niezrealizowane zamówienia (backlog), prognozowany stan zapasu (PAB), wielkości ATP, wiersz MPS i ew. inne dodatkowe informacje.

Master Production Schedule (MPS) – Harmonogram główny produkcji, jeden wiersz z harmonogramu głównego (Master Schedule) opisujący oczekiwaną wielkość spływu produkcji danej pozycji. W przeszłości tym samym pojęciem określano także całą tabelę Harmonogramu głównego. Od kilku lat APICS stara się rozdzielić te pojęcia stosując określenie MPS jedynie w odniesieniu do wiersza w harmonogramie głównym.

Master Scheduler – Planista główny odpowiedzialny za opracowanie harmonogramu głównego. W swojej pracy powinien posiadać odpowiednie wsparcie systemu ERP. Współpracuje on od strony planów taktycznych z komitetem SOP oraz od strony realizacji produkcji z planistami MRP.

Master Scheduling – Proces ustalania harmonogramu głównego i jego wykorzystywania w obsłudze zamówień sprzedaży.

Pozostałe terminy są wyjaśniane na bieżąco w treści artykułu.

W praktyce ostatnio coraz częściej przyjmuje się, że utarte anglojęzyczne skróty (np. MRP, MPS, ATP) nie są tłumaczone na język polski. Zasada ta jest także utrzymana w tym artykule.

Cele Harmonogramu głównego

1. Stworzenie harmonogramu na konkretne kluczowe indeksy. Są to zwykle wyroby końcowe (w produkcji na zapas – Make-to-stock), główne moduły (w montażu na zamówienie – Assemble-to-order) lub główne materiały (w produkcji na zamówienie – Make-to-order). Harmonogram na konkretne indeksy, to podstawowa różnica w relacji do nadrzędnego planu SOP, który dotyczy grup asortymentowych. Dodatkowo harmonogram główny jest odnoszony do mniejszych przedziałów czasu: dni lub tygodni, podczas gdy SOP jest zawsze opracowywany w okresach miesięcznych.

2. Zabezpieczenie materiałowe dla harmonogramu montażu końcowego FAS tworzonego w firmach o typach produkcji ATO oraz MTO. Montaż końcowy jest realizowany w oparciu o konkretne zamówienia klientów. Aby mógł zostać zrealizowany w akceptowalnym przez klienta czasie dostawy (delivery lead time), to odpowiednie komponenty i materiały muszą już być wcześniej przygotowane, za co odpowiada harmonogram MPS

3. Podstawowe źródło danych do obliczeń MRP. W oparciu o MPS (wiersz z harmonogramu głównego) powstają potrzeby brutto w MRP, które dalej są rozwijane w oparciu o strukturę konstrukcyjną (Bill of material).

4. Źródło danych do utworzenia zgrubnego bilansu zdolności produkcyjnych – Rough Cut Capacity Plan, w skrócie RCCP. Bilans ten umożliwia ocenę, czy plan MPS jest realny. Jego tworzenie jest elementem Master Scheduling (procesu powstawania MPS).

5. Podstawa do analizy możliwości przyjęcia zamówienia (ATP – Available to promise). Wskaźnik ATP bazujący na planowanym spływie produkcji (MPS) i przyjętych już zamówieniach odpowiada na pytanie ile jeszcze można obiecać klientom przyjmując nowe zamówienia. Czasem stosuje się także wskaźnik CTP (Capable to Promise).

Powiązanie z SOP

W firmach, w których używa się planu SOP, Harmonogram główny (Master Schedule) jest tworzony na podstawie Planu produkcji (Production Plan) będącego elementem SOP lub przynajmniej kontrolowana jest zgodność Harmonogramu głównego z SOP. Ponieważ plan SOP został zatwierdzony przez naczelne kierownictwo (ściślej mówiąc – komitet SOP) i przy jego tworzeniu zostały uwzględnione także możliwości działów sprzedaży, dostępność środków finansowych, ograniczenia strategicznych zasobów oraz różne inne kluczowe aspekty dla funkcjonowania przedsiębiorstwa, to planista główny (Master Scheduler) jest zobowiązany zrealizować Plan produkcji z SOP. Dlatego jakiekolwiek zmiany w Harmonogramie głównym, które skutkowałyby jego rozbieżnością w stosunku do SOP musi uzgadniać z kierownictwem.

Poniżej przedstawione jest przykładowe powiązanie Planu produkcyjnego/SOP z MPS/Harmonogramem głównym w przedsiębiorstwie o typie produkcji MTS.

Harmonogram główny jest więc rozbiciem ilości zawartych w SOP na poszczególne wyroby końcowe na postawie procentowych udziałów wyrażonych w strukturze planistycznej (Planning BOM) oraz danych miesięcznych na okresy tygodniowe lub dzienne. Przy okresach tygodniowych rozbicie musi nastąpić proporcjonalnie do ilości dni roboczych w każdym tygodniu.

Planista główny może – uwzględniając różne aspekty procesu produkcyjnego – dokonać zmian w tak utworzonym MPS, ale tylko pod warunkiem, że ostateczna suma będzie zgodna z ilością wyrażoną w SOP.

W środowiskach produkcyjnych typu ATO i MTO rozbicie ilości także następuje z użyciem struktury planistycznej, ale sięga ono poziomu poszczególnych modułów lub opcji. Wówczas kontrola ewentualnych zmian w wygenerowanym MPS jest trudniejsza.

 

Cele dla planisty głównego

Planista główny stoi w obliczu trzech sprzecznych celów: obniżania zapasów, zwiększania poziomu obsługi klienta i poprawiania wydajności produkcji.

Zwykle obniżenie zapasów powoduje obniżenie poziomu obsługi klienta (bo częściej zdarzają się sytuacje, że nie ma tego, czego akurat klient oczekuje) albo obniżenie wydajności (bo musimy produkować w krótszych seriach).

Z kolei zwiększanie wydajności produkcji powoduje konieczność produkowania w długich seriach i stosowania sekwencji wyrobów zmniejszającej ilość przezbrojeń. Jest to wygodne dla wydziałów produkcyjnych, ale skutkuje wzrostem zapasów i obniżeniem poziomu obsługi klienta, bo częściej zdarza się, że nie mamy akurat tego, czego klient oczekuje.

Aby osiągnąć niski poziom zapasów, to konieczne staje się produkowanie w krótkich seriach (słaba wydajność), w przeciwnym wypadku narazimy się na braki w stanach i niski poziom obsługi klienta.

Sposobem na pogodzenie tego konfliktu jest ustalenie sztywnych zasad odnośnie dwu celów i oczekiwanie maksymalizacji trzeciego. W praktyce zwykle wygląda to tak: Planista główny ma zrealizować nast. cele:

  • Utrzymanie pożądanego poziomu obsługi klienta, np. 97% – towary z grupy A, 95% – towary z grup B i C
  • Utrzymanie przyjętego poziomu zapasów, np. zapasy dla każdego indeksu powinny być w przedziale między 15 – 23 tys. sztuk. Limit ten może także być ujęty wartościowo.
  • Optymalne wykorzystanie zasobów i stabilizacja procesów. Stabilizacja jest ważna z punktu widzenia planowania MRP, którego celem jest nadążanie za zmianami w MPS. Jednak realizacja MRP nie byłaby możliwa, gdyby MPS zmieniał się zbyt często i zbyt mocno.

Dane wejściowe do harmonogramu głównego

  • Plan produkcji z SOP. Plan SOP nie zawsze funkcjonuje w systemie ERP, jednak na pewno harmonogram główny musi mieć swoje miejsce w systemie informatycznym.
  • Struktura planistyczna (Planning BOM). Musi być to osobna struktura od standardowej struktury konstrukcyjnej (zwykłego BOM).
  • Szczegółowe prognozy. Szczegółowe prognozy można także utworzyć na podstawie prognoz z SOP z wykorzystaniem struktury planistycznej. Jednak lepiej jeśli każda z pozycji objętych harmonogramem głównym przejdzie osobną analizę i zostanie utworzona niezależnie.
  • Bieżący poziom zapasów (z systemu ERP) i pożądany stan docelowy wynikający z np. przyjętej strategii wyrównywania produkcji (level production) przy popycie sezonowym.
  • Aktualna produkcja i zamówienia zakupu w toku.
  • Ograniczenia kluczowych zasobów (wąskich gardeł): zdolności produkcyjnych, zasobów ludzkich, narzędzi, budżetowe (do analizy RCCP).
  • Niezrealizowane zamówienia (backlog) i pożądany stan docelowy.
  • Polityka dotycząca granic czasowych, zwłaszcza określenie granicy popytu (DTF) i planowania (PTF)
  • Dodatkowe źródła popytu:
    • - Zamówienia wewnętrzne (interplant) i korporacyjne (intraplant)
    • - Zamówienia dla serwisu i ich prognozy
    • - Zapotrzebowanie dla centrów dystrybucyjnych
    • - Zapotrzebowanie dla działów badań i rozwoju, do testów kontroli jakości itp.
    • - Inne…

Etapy tworzenia MPS

MPS, to wiersz w harmonogramie głównym przedstawiający oczekiwany spływ produkcji z wydziałów produkcyjnych do magazynów. Wyróżnia się cztery etapy jego tworzenia.

Pierwsza propozycja MPS może być prostym wynikiem jego wygenerowania na podstawie np. SOP z wykorzystaniem struktury planistycznej (planning BOM). Następnie planista główny wykonuje zgrubne planowanie zdolności (RCCP) i stara się zniwelować różnice, czyli wprowadzić w MPS takie zmiany, które zlikwidowałyby ewentualne przeciążenia lub nierówną pracę stanowisk. Jednakże musi uwzględnić także inne ograniczenia: prognozowany stan zapasu nie może spadać poniżej zapasu bezpieczeństwa, polityka dot. stref czasowych może mu ograniczać możliwości dokonywania zmian w strefie zamrożonej, zakładane docelowe poziomy zapasów muszą zostać osiągnięte itd. Po wprowadzeniu zmian ponownie jest wykonywane RCCP. Proces jest powtarzany tak długo, aż plan będzie spełniał wszystkie oczekiwania; powstaje wtedy docelowy MPS.

Podstawowa tabela Harmonogramu głównego

Jeden harmonogram główny obejmuje wiele tabel z danymi dla poszczególnych indeksów. Tak więc każda tabela harmonogramu głównego dotyczy konkretnego indeksu. Do obliczeń wykorzystywane są dodatkowe parametry planistyczne wykorzystywane w przetwarzaniu danych: Metoda partiowania (np. FOQ – Fixed Order Quantity), wielkość partii albo okres partiowania (zależnie od przyjętej metody), poziom zapasu bezpieczeństwa (SS – Safety Stock) albo metoda jego ustalania (np. Days of Supply), aktualny stan magazynowy, informacje o przynależności do grupy asortymentowej lub klasy indeksów, dla której zostały określone parametry polityki granic czasowych: granicy popytu (DTF – Demand Time Fence), granicy planowania (PTF – Planning Time Fence) i horyzontu planowania (PH – Planning Horizon).

Tabela zawiera kolumny będące kolejnymi okresami (dniami lub tygodniami). W akademickich prezentacjach często operuje się na numerach okresów, jednak w praktyce stosuje się konkretne daty lub numery tygodni. W podanym poniżej przykładzie pominięto soboty i niedziele (2. i 3. sierpień).

Podstawowymi wierszami są: prognoza popytu zewnętrznego (lub prognoza sprzedaży), sumaryczna ilość z niezrealizowanych pozycji zamówień klientów z terminem realizacji na określony dzień, prognozowany stan zapasu na koniec każdego okresu (PAB – Projected Available Balance) i Harmonogram główny produkcji (MPS).

Na harmonogramie powinny zostać wyszczególnione wyraźnie podziały stref: DTF i PTF.
Niektóre systemy ERP przedstawiają harmonogram główny w sposób wertykalny, w której okresy są prezentowane w wierszach. Wynika to możliwości narzędziowych tych systemów, gdyż wówczas jest sztywno określona liczba kolumn, nieokreślona jest ilość wierszy. Układ wertykalny jest też przyjętym standardem dla rozmaitych formularzy w systemach informatycznych. Nie zmienia to w żaden sposób filozofii obliczeń.

Prognozowany stan zapasu (PAB)

Prognozowany stan zapasu jest inaczej wyliczany w okresach do DTF, a inaczej po tym terminie:

Dla pierwszego okresu: PAB(1) = Stan magazynowy + MPS(1) – Zam.(1)

Dla kolejnych okresów do DTF: PAB(n) = PAB(n-1) + MPS(n) – Zam.(n)

Dla okresów po DTF: PAB(n) = PAB(n-1) + MPS(n) – max[Progn.(n), Zam.(n)]

Jednym z podstawowych zadań planisty głównego jest zapewnienie, by PAB nie spadał poniżej ustalonego poziomu zapasu bezpieczeństwa (SS – Safety Stock). Ograniczenie to nie dotyczy okresu zamrożonego (do PAB); wówczas dopuszcza się, by PAB spadał poniżej SS (w końcu po to jest zapas bezpieczeństwa, by w szczególnych przypadkach móc z niego skorzystać).

Aby ułatwić planiście głównemu szybkie zorientowanie się o niewłaściwym poziomie PAB niektóre systemy wyświetlają w osobnym wierszu również potrzeby netto (net requirements). Wypełniane są one tylko w tedy, gdy PAB spada poniżej SS (lub poniżej zera w okresie zamrożonym) i przedstawiają brakującą różnicę.

Strefy czasowe

Podział na strefy czasowe (time fences) oznacza dużo więcej, niż tylko inny sposób wyliczania PAB i potrzeb netto. Jest to głównie inne podejście biznesowe do potencjalnych zmian.

Strefy czasowe są ustalane dla poszczególnych rodzin wyrobów i zawierają określoną przez zarząd politykę dotyczącą sposobu wprowadzania zmian w MPS. W idealnej sytuacji zmiany powinny być wprowadzane jedynie w okresach poza PTF. W praktyce jednak bardzo często zdarzają się one w okresie elastycznym (między DTF i PTF), czyli krótszym niż całkowity czas wytwarzania, co powoduje konieczność przyśpieszonych dostaw i dodatkowych przezbrojeń.

Zmiany w okresie zamrożonym zasadniczo w ogóle nie powinny mieć miejsca. Przypominają one gaszenie pożarów i często niosą poważne konsekwencje. Aby im zapobiec wprowadza się dodatkowy wymóg, by zmiany te wymagały akceptacji zarządu; nie jest to wynikiem braku zaufania do planisty głównego, ale sposobem na ochronienie jego (i procesu produkcyjnego) przed różnymi naciskami z innych działów.

Wielopoziomowy MPS

Z wielopoziomowym MPS (Multi-level MPS) mamy do czynienia, gdy półprodukt będący składnikiem wyrobu finalnego jest sprzedawany jako niezależny wyrób.

 

W przypadku półproduktu, który stanowi zarówno samodzielny wyrób finalny, jak i składnik innego wyrobu pojawiają się dwa różne źródła popytu: popyt niezależny (prognozy sprzedaży i zamówienia) oraz popyt zależny (z MRP). Taki półprodukt też powinien być ujęty w harmonogramie głównym, jednakże w tym przypadku wprowadza się to w osobnym wierszu.

 

W praktyce może być więcej powodów, dla których półprodukt jest planowany w harmonogramie głównym. Przykładowo w przedsiębiorstwie mogą funkcjonować dwie niezależne fabryki: jedna wytwarzająca komponenty, a druga – montująca wyrób finalny. Każda fabryka musi mieć harmonogram główny, który gwarantowałby jej stabilność i efektywność produkcji oraz odpowiedni poziom zapasów, jednakże stosowanie w takim przypadku całkiem osobnych harmonogramów głównych, w którym zapotrzebowanie na komponenty jest wprowadzane jako zamówienia do harmonogramu głównego komponentów – co czasem ma miejsce – napotyka na problemy, gdy obie fabryki stosują te same materiały (jak np. materiał 2 na powyższym przykładzie). Wówczas zapotrzebowanie na ten sam materiał ma dwa niezależne źródła. Dlatego optymalnym rozwiązaniem jest zastosowanie wielopoziomowego MPS.

W dodatkowym wierszu harmonogramu głównego poza danymi o popycie zależnym mogą znaleźć się także informacje o innych dodatkowych źródłach popytu: zapotrzebowanie dla centrów dystrybucyjnych (z DRP – Distribution Resource Planning), dla serwisu, dla komórek badawczo – rozwojowych itp. Ważne, aby znalazły się tu informacje o wszystkich dodatkowych źródłach. W przeciwnym wypadku może dochodzić do sytuacji, w której np. dział serwisu będzie podbierał materiały i komponenty produkcji, co może później skutkować niemożliwością realizacji harmonogramu głównego.

Podejścia do planowania nadrzędnego

Wyszczególnia się trzy możliwe podejścia do planowania nadrzędnego

Produkcja typu A jest charakterystyczna dla sytuacji, gdy mamy ograniczoną liczbę wyrobów finalnych przy jednocześnie dużej ilości możliwych materiałów. Spotykamy się z tym najczęściej przy produkcji na zapas (MTO).  W tym przypadku harmonogramy SOP i MPS są tworzone na najwyższym poziomie i nie występuje harmonogram montażu końcowego (FAS – Final assembly schedule). Może za to występować rozbudowana sieć dystrybucyjna planowana przy użyciu DRP (Distribution Resource Planning).

Produkcja typu X występuje wtedy, gdy istnieje szeroka gama oferowanych wyrobów lub opcji montażowych przy jednocześnie ograniczonej ilości kluczowych uniwersalnych półproduktów. Jest to charakterystyczny układ dla montażu na zamówienie (ATO). SOP jest tworzony (jak zawsze) na najwyższym poziomie, zaś harmonogram główny dotyczy kluczowych półproduktów lub opcji. Dodatkowo do planowania montażu końcowego stosuje się FAS.

Produkcja typu V ma miejsce w przypadku, gdy istnieje szeroki asortyment wyrobów przy ograniczonej ilości materiałów. Zwykle ma to miejsce w przypadku produkcji lub konstrukcji na zamówienie (MTO, ETO). Wówczas harmonogram główny dotyczy materiałów.

Dostępne do obiecania (ATP – Available to Promise)

Przyjmowane zamówienia klientów stopniowo konsumują ilości MPS. Różnica między MPS a zamówieniami, to wskaźnik ATP obrazujący ilość, jaką możemy obiecać klientom przyjmując nowe zamówienia.

Wskaźnik ATP występuje w harmonogramie głównym w osobnym wierszu.

Sposób obliczeń „zwykłego” ATP jest następujący:

ATP (okres 1) = Stan mag. + MPS – suma zam. i dod. źródeł do nast. MPS

ATP (okres z MPS) = MPS – suma zam. i dod. źródeł do nast. MPS

ATP nie wypełnia się w okresach, w których nie występuje MPS.

Wadą „zwykłego” ATP jest brak możliwości zaspokojenia potrzeb klienta z różnych spływów produkcji (MPS). Aby temu sprostać wprowadza się tzw. Backward ATP lub Forward ATP

W powyższym przypadku wielkość ATP jest korygowana o wielkości przesunięć Backward/Forward Consumption.

Trzecią metodą jest wyliczanie skumulowanego ATP (Cumulative ATP)

Skumulowane ATP jest wyliczane następująco:

Cumulative ATP(1) = Sta mag. + MPS(1) – Zamówienia(1) – Dod. źródła(1)

Cumulative ATP(n) = ATP(n-1) + MPS(n) – Zamówienia(n) – Dod. źródła(n)

Dzięki skumulowanemu ATP nie jest konieczne korzystanie z Backward ATP, jednakże przesunięcia sposobu zaspokojenia popytu między okresami nie są wyraźnie ujawnione. Ponadto przy przyjmowaniu zamówienia nie wystarczy sprawdzić, czy bieżące ATP nie zostało przekroczone; system informatyczny powinien przeliczyć dla danego indeksu wskaźnik skumulowanego ATP co najmniej w okresie do PTF.

Pełna prezentacja harmonogramu głównego

W pełnej prezentacji harmonogramu głównego mogą występować także wiersze dotyczące dynamicznie zmieniającego się zapasu bezpieczeństwa (SS) oraz docelowych stanów zapasu.

Sposób obliczania dynamicznego zapasu bezpieczeństwa zależy od przyjętego algorytmu. Często jest nim Days of Supply, zwany po polsku „ilość dni pokrycia”, czyli na ile dni powinien wystarczyć zapas bezpieczeństwa biorąc pod uwagę planowany popyt w najbliższych okresach.

Tags: , , ,


Możesz śledzić komentarze do tego wpisu dzięki kanałom RSS 2.0. Komentarze są w chwili obecnej zamknięte, ale możesz trackback z własnej strony.

W chwili obecnej nie ma możliwości komentowania tego artykułu.

© 2017, Centrum informacji o ERP, http://erp.info.pl, Zbyszek Lisowski, tel. +48 601 205 182, e-mail: peritus@erp.info.pl