Planowanie produkcji – najlepsze praktyki dla efektywnego zarządzania

Spis treści [ukryj]

1. Planowanie produkcji: Co jest kluczem do efektywnego procesu planowania produkcji i zarządzania w nowoczesnych przedsiębiorstwach?
2. Wyzwania współczesnych przedsiębiorców
3. Przygotowanie konstrukcyjne produkcji i jego znaczenie
4. Rola rozwiązań APS w przygotowaniu konstrukcyjnym produkcji
5. Proces planowania, a plany taktyczne i zdolności produkcyjne przedsiębiorstw
6. Plan harmonogramowania produkcji i jego cele
7. Znaczenie procesu planowania produkcji
8. Główne cele procesu planowania produkcji
9. Nowoczesne narzędzia wspierające planowanie produkcji
10. Wyzwania związane z planowaniem produkcji
11. Co dalej?

Planowanie produkcji: Co jest kluczem do efektywnego procesu planowania produkcji i zarządzania w nowoczesnych przedsiębiorstwach?

Skuteczny plan produkcji i alokacji zasobów oraz przygotowanie produkcji w określonym horyzoncie czasowym to jedne z najważniejszych działań w każdym przedsiębiorstwie produkcyjnym. Ten artykuł opisze, jak właściwe stworzenie planów produkcyjnych wpływa na skuteczność procesów w obszarze produkcji. Tekst opisze kluczowe metody i nowoczesne technologie do planowania produkcji oraz wyzwania związane z wdrażaniem nowych systemów w polskich przedsiębiorstwach.

Wyzwania współczesnych przedsiębiorców

Współczesne firmy muszą mierzyć się z wieloma wyzwaniami: zmiennym popytem, ograniczoną dostępnością zasobów produkcyjnych, rosnącymi kosztami energii oraz globalnymi zakłóceniami w łańcuchach dostaw. Dodajmy do tego elementy, które kiedyś nie miały tak istotnego wpływu na plany strategiczne, a dziś mają ogromny impakt na plany operacyjne przedsiębiorców. Są to coraz krótsze terminy dostaw oraz umiejętność pozyskiwania kluczowych danych w celu zapewnienia niezakłóconego przepływu produkcji.

Przygotowanie konstrukcyjne produkcji i jego znaczenie

Przygotowanie konstrukcyjne produkcji to jeden z kluczowych etapów procesu planowania produkcji, który obejmuje projektowanie i optymalizację wyrobów oraz technologii ich wytwarzania. W ramach tego procesu inżynierowie opracowują szczegółową dokumentację techniczną, w tym rysunki, schematy, specyfikacje materiałowe oraz instrukcje montażowe.

Jest to etap mający bezpośredni wpływ na skuteczność procesów produkcyjnych, ponieważ dobrze zaplanowane przygotowanie organizacyjne i technologiczne produkcji pozwala na:  

• Skrócenie czasu wprowadzenia na rynek wyrobów gotowych i nowych produktów
• Eliminację błędów projektowych jeszcze przed rozpoczęciem produkcji seryjnej, co gwarantuje, że niezbędne zasoby nie ulegną zużyciu na produkcję miernego produktu  
• Redukcję kosztów wytwarzania przez optymalizację technologii i minimalizację strat zasobów produkcyjnych.  
• Poprawę jakości wszystkich wyrobów gotowych przez lepszą kontrolę procesu wytwarzania i testowania wyrobów.  

Rola rozwiązań APS w przygotowaniu konstrukcyjnym produkcji

Systemy APS odgrywają istotną rolę w produkcji i jej przygotowaniu konstrukcyjnym, integrując projektowanie produktów z harmonogramem produkcji. Dzięki zaawansowanym funkcjom planowania i symulacji APS umożliwia:

• Optymalne rozplanowanie procesów produkcyjnych: System bierze pod uwagę zdolności produkcyjne, dostępność zasobów i wymagania technologiczne produkcji, co pozwala na lepszą jej organizację.  
• Dynamiczne dostosowywanie harmonogramów: W przypadku zmian konstrukcyjnych system automatycznie aktualizuje plan produkcji, zapewniając efektywne wykorzystanie zasobów przy jednoczesnej eliminacji ryzyka opóźnień i nadmiernych kosztów.  
• Lepsze zarządzanie partiami rozruchowymi: APS umożliwia optymalizację testowej produkcji konkretnych wyrobów, pozwalając na szybsze wdrożenie nowych produktów do masowej produkcji.  
• Większe zdolności produkcyjne: Poprzez integrację z systemami produkcyjnymi jak ERP i MES, system APS zapewnia pełną kontrolę nad przygotowaniem procesu produkcji, od etapu projektowania, przez szczegółowy harmonogram produkcji i realizację zamówień, do kontroli jakości wyrobów gotowych.  

Proces planowania, a plany taktyczne i zdolności produkcyjne przedsiębiorstw

Dzięki opisanym powyżej funkcjom przedsiębiorstwa mogą zoptymalizować produkcję i jej przygotowanie konstrukcyjne. Pozwala to im z powodzeniem zapewnić stałą dostępność komponentów, niezbędną by zachować płynność i ciągłość produkcji. W efekcie dobrze stworzony plan produkcji znacząco skraca czas finalizacji wyrobów gotowych, pomagając dotrzymać ustalone terminy dostaw i wprowadzać nowe produkty na rynek.
 

Wsparte technologicznie planowanie produkcji sprawia, że założenia planistyczne są trafniejsze, plany strategiczne odporniejsze na nieprzewidywane sytuacje, a przygotowanie produkcji – także uwzględniając rozmieszczenia stanowisk roboczych – lepsze. 

Odpowiedni proces planowania jest zatem jedną z głównych składowych sukcesu w branży wytwórczej, zapewniając  efektywność działań na każdym etapie, począwszy od samych planów produkcyjnych po ciągłość produkcji.  

Plan harmonogramowania produkcji i jego cele

Precyzyjne planowanie produkcji to w dzisiejszym technologicznie rozwiniętym świecie więcej niż podstawowe harmonogramowanie i zarządzanie procesami na hali produkcyjnej. Odpowiednie planowanie jest fundamentem, na którym powinien być budowany główny harmonogram produkcji i efektywne wykorzystywanie zasobów.

Priorytety produkcyjne

Osoby decyzyjne w każdej firmie produkcyjnej muszą pamiętać, że skuteczny plan produkcji ma również niebagatelny wpływ na odpowiednie utrzymanie maszyn i ciągłość zleceń produkcyjnych. W efekcie pozwala to przedsiębiorstwom na zapewnienie efektywności procesów i stworzenie przewagi konkurencyjnej w szybko i nieustannie ewoluującym otoczeniu rynkowym. 

Potrzeby produkcyjne

Współczesne przedsiębiorstwa mają inne wyzwania i potrzeby niż zakłady tworzące stanowiska pracy w XX wieku. Napędzanie przemysłu i ekonomii w czasach przed internetem, cyfryzacją i globalizacją opierało się o całkiem inne plany taktyczne niż wymagane dziś holistyczne podejście do procesu produkcji. Główny harmonogram produkcji w firmie produkcyjnej musi elastycznie dopasowywać się do dynamicznie zmieniających się potrzeb. 

Znaczenie procesu planowania produkcji

Planowanie produkcji obejmuje zbiór działań umożliwiających sprawne funkcjonowanie zakładu. To fundament sukcesu każdej firmy produkcyjnej, ponieważ determinuje jakość obsługi klienta, efektywność operacyjną oraz rentowność działalności, jednocześnie tworząc stanowiska pracy, co ma wpływ na regionalną i ogólnokrajową ekonomię.

Rola procesu planowania produkcji jest kluczowym elementem zarządzania każdym przedsiębiorstwem produkcyjnym, niezależnie od branży. Główny plan produkcji może uwzględniać zarówno plany strategiczne, planowanie taktyczne procesów produkcyjnych, jak i plany taktyczne.

Pomimo że każdy rodzaj tych planów jest tworzony z myślą o określonym horyzoncie czasowym, to co do zasady planowanie produkcji określa co, ile oraz kiedy należy wyprodukować, aby zrealizować strategiczne i biznesowe cele firmy oraz zaspokoić potrzeby klienta oczekującego konkretnych wyrobów.

Wykorzystanie zasobów produkcyjnych

Od właściwego planowania często zależy efektywne wykorzystanie zasobów, za którym podąża terminowe dostarczenie wyrobów gotowych, a w efekcie rozwój biznesu i sukces w branży. Planowanie produkcji to zatem funkcja sterowania przepływem zasobów produkcyjnych oraz informacji w całym cyklu produkcyjnym – od ustalenia zapotrzebowania na surowce przez planowanie zasobów po dostawę produktu finalnego.

Dzięki skutecznemu planowaniu firmy mogą zredukować ilość marnotrawstwa, lepiej zarządzać swoimi zasobami oraz skrócić czas realizacji zamówień, co bezpośrednio przekłada się na ich konkurencyjność na rynku.

Główne cele procesu planowania produkcji

Dobre planowanie produkcji przekłada się na wymierne korzyści organizacyjne i finansowe. Pozwala na efektywne wykorzystanie zasobów (maszyn i ludzi) oraz zdolności produkcyjnych, a także utrzymanie optymalnego poziomu zapasów. 

Właściwie przygotowany plan minimalizuje ryzyko opóźnień i przestojów, co bezpośrednio wpływa na terminową realizację zamówień i zadowolenie klientów. Podsumowując, korzyści płynące z właściwego procesu planowania produkcji obejmują między innymi:

Główne cele planowania produkcji uwzględniają szereg działań zapewniających płynność przepływu produkcji:

• Skuteczne wykorzystanie możliwości produkcyjnych i efektywne wykorzystanie zasobów przez pełne obciążenie maszyn i personelu zgodnie z ich potencjałem: Odpowiednie planowanie produkcji pozwala na zmaksymalizować zdolności produkcyjne poprzez optymalne wykorzystanie dostępnych zasobów ludzkich, maszynowych i surowcowych.
• Zmniejszenie poziomu zapasów magazynowych: Unikanie nadmiernego gromadzenia zasobów produkcyjnych, tj. surowców i półproduktów, dzięki precyzyjnemu dopasowaniu produkcji do popytu.
• Ograniczenie opóźnień i minimalizacja przestojów: Dobrze zaplanowana produkcja zmniejsza ryzyko przestojów wynikających z braków surowcowych, usterek maszyn czy nieefektywnej organizacji pracy. Lepsza koordynacja etapów wytwarzania pozwala na szybkie reagowanie w celu uniknięcia przestojów linii i opóźnień w realizacji zamówień.
• Redukcja kosztów operacyjnych przez obniżenie kosztów przepływu produkcji: Eliminacja nadprodukcji i zmniejszenie poziomu zapasów magazynowych pozwala na znaczące oszczędności. Redukcja marnotrawstwa (np. nadprodukcji czy zapasów) i zaopatrywanie tylko w niezbędne zasoby prowadzi do oszczędności materiałowych i finansowych.
• Zwiększenie elastyczności: Planowanie produkcji umożliwia szybkie reagowanie na zmieniające się zapotrzebowanie rynkowe i optymalne dostosowanie poziomu produkcji do aktualnych zamówień.
• Wzrost zysków i produktywności: Poprawa wydajności procesów na hali produkcyjnej skutkuje wyższą rentownością operacji produkcyjnych.
• Większa terminowość dostaw: Precyzyjne harmonogramowanie sprawia, że produkty są dostarczane klientom na czas, co poprawia reputację firmy.

Ostatecznym celem są zawsze terminy dostaw. Priorytetem dla przedsiębiorstw musi być terminowe dostarczenie konkretnych wyrobów gotowych i produktów o wymaganej jakości i w zamówionej ilości, przy jednoczesnej maksymalizacji efektywności i minimalizacji kosztów.

Trzy rodzaje planowania produkcji

Planowanie produkcji w praktyce odbywa się na różnych poziomach. Każdy z tych poziomów jest kluczowy dla sprawnego funkcjonowania zakładu i musi być dostosowany do specyfiki działalności i założeń biznesowych w firmie produkcyjnej.

Planowanie strategiczne

Obejmuje decyzje długoterminowe, takie jak inwestycje w moce produkcyjne, rozwój technologii czy ekspansja na nowe rynki. W tym etapie określa się także strategię operacyjną przedsiębiorstwa oraz potencjalne zagrożenia i szanse wynikające z trendów rynkowych.

Planowanie taktyczne

Dotyczy średnioterminowego rozdziału zasobów i tworzenia głównych harmonogramów produkcyjnych (MPS – Master Production Schedule). Na tym poziomie analizowane są możliwości produkcyjne oraz zapotrzebowanie na surowce.

Planowanie operacyjne

Krótkoterminowe harmonogramowanie zleceń produkcyjnych, które uwzględnia aktualne zapotrzebowanie, dostępność surowców, pracowników oraz możliwości maszynowe.

Odpowiednio stworzony i dopasowany do potrzeb plan produkcji pozwala przedsiębiorstwom reagować na zmiany popytu w różnych horyzontach czasu i zmiennym otoczeniu rynkowym. Długookresowy plan produkcji wyznacza kierunek rozwoju i inwestycji (np. w moce produkcyjne). Średniookresowe planowanie produkcji, czyli plany taktyczne, doprecyzowuje zapotrzebowanie na zasoby. Z kolei plany operacyjne, czyli krótkoterminowe plany harmonogramowania produkcji zapewniają sprawną realizację bieżących zleceń.

Metody planowania produkcji

W zależności od rodzaju przedsiębiorstwa, charakterystyki produkcji oraz dostępnych zasobów stosuje się różne metody planowania. Do najczęściej wykorzystywanych metod należą następujące teorie, praktyki i systemy:

MRP

Nazwa pochodzi od angielskiego zwrotu material requirements planning, oznaczającego planowanie zapotrzebowania materiałowego. MRP to metoda i systematyka planowania produkcji skoncentrowana na zapewnieniu dostępności materiałów potrzebnych do realizacji planu produkcyjnego. Pozwala zatem nie tylko na określenie zapotrzebowania materiałowego, ale także uwzględnia dostępność zasobów produkcyjnych, takich jak maszyny czy pracownicy.

Jak działa MRP

Jest to podejście typu push (pchające), w którym na podstawie planu produkcji wyrobów gotowych oraz struktury produktu (BOM – Bill of Materials) wylicza się, ile i jakich surowców oraz komponentów należy zamówić, oraz na kiedy, aby zrealizować plan w terminie.

System MRP integruje informacje o głównym harmonogramie produkcji (MPS – Master Production Schedule), stanach magazynowych i zamówieniach zakupu, by wygenerować harmonogram dostaw materiałów just-in-time do produkcji, ale z uwzględnieniem pewnych buforów bezpieczeństwa na wypadek opóźnień dostaw czy braków

Wdrożenie MRP pomaga w:

• Redukcji poziomu zapasów magazynowych,
• Lepszym zarządzaniu czasem produkcji,
• Synchronizacji produkcji z dostawami surowców.

APS

Odpowiedzią na nowe wyzwania technologiczne produkcji, umożliwiające właściwe jej planowanie, jest coraz częściej wdrażanie nowoczesnych systemów APS. Nazwa tego oprogramowania pochodzi z języka angielskiego i brzmi advanced planning and scheduling, co tłumaczone na polski oznacza zaawansowane planowanie i harmonogramowanie.

Jednym z popularnych i wiodących na rynku systemów APS jest na przykład DELMIA Ortems, ułatwiająca firmom planowanie krótkoterminowe i długoterminowe. Współczesne systemy i aplikacje nie tylko umożliwiają operacyjne planowanie produkcji ale także wykorzystują zaawansowane algorytmy wyspecjalizowane w optymalizacji planów produkcyjnych.

Zalety systemów APS

To właśnie dzięki nowoczesnym systemom APS główny harmonogram produkcji i główny plan produkcji – obejmujące operacyjne planowanie produkcji i planowanie zasobów – są tak dokładne, przewidywalne i elastyczne. Niektóre z zalet systemów APS to choćby:

• Możliwość natychmiastowej reakcji na zmiany w dostępności surowców i obciążeniu maszyn,
• Automatyczne dopasowanie planu produkcji do aktualnych warunków rynkowych,
• Optymalizacja sekwencji produkcji, redukująca koszty i minimalizująca straty.

Lean manufacturing

Lean manufacturing to w tłumaczeniu na polski szczupła produkcja. Terminem tym nazywamy filozofię zarządzania produkcją skoncentrowaną na eliminacji wszelkiego marnotrawstwa i ciągłym doskonaleniu procesów. Lean nie jest pojedynczą techniką, lecz zbiorem zasad i narzędzi (takich jak Kaizen, 5S, Kanban, TPM, itp.), które razem tworzą kulturę ciągłego usprawniania.

Kluczowe zasady metody Lean

W praktyce lean manufacturing czerpie zarówno z koncepcji Just in Time (JIT) (produkcja na żądanie, system ssący), jak i z doświadczeń amerykańskiego przemysłu masowego (standaryzacja pracy Henry’ego Forda), tworząc optymalne połączenie wydajności i elastyczności.

Głównym założeniem tego założenia jest dostarczanie klientowi tego, czego potrzebuje, w odpowiednim czasie i ilości, przy jednoczesnym minimalizowaniu zużycia zasobów i eliminowaniu czynności, które nie dodają wartości. Metoda Lean opiera się zatem na eliminacji strat w procesach produkcyjnych. Jej kluczowe zasady to:

• Produkcja tylko tego, co jest potrzebne (Just in Time),
• Minimalizacja zapasów i przestojów,
• Stałe doskonalenie procesów (Kaizen).

Teoria ograniczeń

Metoda TOC, której nazwa jest tłumaczeniem anglojęzycznego zwrotu theory of constraints, koncentruje się na identyfikacji „wąskich gardeł” w procesie produkcji i ich eliminacji w celu poprawy ogólnej efektywności przedsiębiorstwa.

Zgodnie z TOC każda organizacja ma przynajmniej jedno ograniczenie decydujące o maksymalnym poziomie jej produkcji lub zysku. Może to być wolno pracująca maszyna, ograniczona liczba pracowników o kluczowych umiejętnościach, wąskie gardło logistyczne lub nawet popyt rynkowy. Ograniczać mogą nawet rozmieszczenia stanowisk roboczych na hali produkcyjnej.

Kluczem jest zidentyfikowanie tego ograniczenia i ukierunkowanie na nie działań usprawniających, ponieważ poprawa najsłabszego ogniwa przekłada się na poprawę całego łańcucha.

Nowoczesne narzędzia wspierające planowanie produkcji

Nowoczesne technologie stają się coraz częściej normą niż wyjątkiem w podejściu do harmonogramowania produkcji. Najczęściej używanymi narzędziami do procesu planowania produkcji są następujące systemy i technologie.

APS

Wspomniany już i opisany system ASP. Zaawansowane systemy APS gwarantują elastyczny i szczegółowy harmonogram produkcji, reagowanie na zmiany w czasie rzeczywistym i optymalne wykorzystanie zasobów.

MES

Systemy MES (Manufacturing Execution Systems) odpowiadają za kontrolę produkcji na poziomie operacyjnym. Pozwalają na bieżące śledzenie postępu produkcji, analizowanie efektywności maszyn i zarządzanie jakością.

ERP

Systemy ERP (Enterprise Resource Planning) integrują różne aspekty działalności firmy – od zakupów, przez magazynowanie, po zarządzanie produkcją. ERP łączy informacje z różnych działów, co pozwala na lepsze planowanie i kontrolowanie procesów.

Internet Rzeczy (IoT) i sztuczna inteligencja (AI)

IoT pozwala na automatyczne zbieranie danych z maszyn produkcyjnych i ich analizę w czasie rzeczywistym. Sztuczna inteligencja wspiera analizę danych i pomaga w podejmowaniu decyzji optymalizacyjnych.

Wyzwania związane z planowaniem produkcji

Mimo dostępnych technologii, wdrażanie skutecznego systemu planowania produkcji niesie za sobą szereg wyzwań:

• Integracja systemów IT: Połączenie różnych narzędzi (APS, ERP, MES) wymaga zaawansowanej infrastruktury IT i dużych inwestycji.
• Zarządzanie nieprzewidzianymi zakłóceniami: Opóźnienia dostaw, awarie maszyn czy zmiany w zamówieniach klientów mogą komplikować harmonogramy produkcji.
• Wysoki koszt wdrożenia nowych technologii: Automatyzacja i cyfryzacja wymagają znacznych nakładów finansowych.

Co dalej?

Planowanie produkcji to fundament działalności każdej firmy w branży wytwórczej. Wdrożenie nowoczesnych systemów, takich jak DELMIA Ortems czy rozwiązania Andea, pozwala zoptymalizować harmonogramy produkcji, poprawić ciągłość produkcji i zwiększyć efektywność działań produkcyjnych.

DELMIA Ortems to zaawansowane narzędzie umożliwiające alokację zasobów, automatyczne dostosowanie harmonogramów do realnych warunków oraz szybkie reagowanie na nieprzewidziane zakłócenia, takie jak awarie maszyn, opóźnienia dostaw czy nagłe zmiany w zamówieniach klientów.

Dzięki wykorzystaniu sztucznej inteligencji oraz analizie danych w czasie rzeczywistym, system ten pozwala na optymalizację zarówno głównego harmonogramu produkcji, jak i szczegółowych planów operacyjnych, co prowadzi do ograniczenia przestojów oraz efektywnego wykorzystania zasobów.

Dodatkowo, system ten umożliwia ciągłe monitorowanie działań produkcyjnych, co oznacza, że menedżerowie mają pełen wgląd w postęp realizacji zamówień, dostępność materiałów oraz potrzeby produkcyjne na każdym etapie procesu. W połączeniu z innymi systemami, takimi jak MES czy ERP, DELMIA Ortems zapewnia holistyczne podejście do zarządzania produkcją, zwiększając jej efektywność i redukując koszty operacyjne.

Przedsiębiorstwa, które inwestują w nowoczesne planowanie produkcji mogą osiągnąć przewagę konkurencyjną i dostosować się do dynamicznego otoczenia rynkowego.