Analys av sekvenseringsregler

Det finns enligt teorin många olika sekvenseringsregler som kan användas vid

körplanering, men enligt Jacobs (2011) med flera anses SPT, FCFS, EDD, CR och LSU som de vanligaste metoderna som används. På AMB har en order inget egentligt

förfallodatum, i och med att det alltid finns ett säkerhetslager som artiklar tas ifrån vid en beställning från kunden. Som Sridharan (1989) diskuterar fungerar ett säkerhetslager bra för att bibehålla eller förbättra nivån på kundservice. Ett säkerhetslager brukar användas för att täcka upp för oförväntade stopp i tillverkningen. AMB jobbar istället mot att uppfylla en viss nivå av säkerhetslager hela tiden. När en order läggs av kunden tas artiklar direkt från säkerhetslagret och sedan fylls detta på från tillverkningen. Därför blir FCFS, EDD och CR irrelevanta sekvenseringsregler just för AMB:s situation. LSU blir också irrelevant att analysera då alla jobb tar lika lång tid att

förbereda. FCFS är en sekvenseringsregel som kan tänkas användas vid en situation då alla artiklar har nått sitt begärda säkerhetslager. Då skulle man kunna arbeta med att fylla upp de säkerhetslager vars artiklar har skickats iväg först. Något som inte är aktuellt för AMB:s situation idag, därför har i denna analys enbart Priority based scheduling och SPT valts att analyseras utav de vanligaste sekvenseringsreglerna.

5.2.3.1 Sekvensering i nuläget

Som Błażewicz et. Al (1996) är den största utmaningen med en körplanering att bestämma i vilken sekvens man ska utföra de olika jobbet på och vilka maskiner som ska användas. Jacobs (2011) med flera diskuterar olika typer av sekvenseringsregler

som kan användas vid valet av sekvensering. De olika sekvenseringsreglerna har alla för och nackdelar med sina metoder.

I dagsläget använder sig produktionsplaneraren mest av priority based scheduling vid valet av sekvensering. De jobb som då först prioriteras är de artiklar vars säkerhetslager ligger längst ifrån den begärda säkerhetslagernivån. Dessa artiklar får då en prioritering i valet av sekvensering då deras verktyg anses som en prioritet. Framöver namnges denna prioritetsregel som prio-verktyg. Efter att dessa har blivit prioriterade i körplanen planeras resterande artiklar in i körplanen och detta sker genom sekvenseringsregeln R och görs manuellt av produktionsplaneraren. Produktionsplaneraren får först ett förslag på en körplan för 4 veckor framåt av MPS systemet som sedan manuellt justeras då detta system inte tar hänsyn till vilka maskiner, verktyg och personal som är tillgängligt.

5.2.3.2 Metod för skapande av körscheman

I dessa körscheman har ett antal antaganden gjorts för att underlätta skapandet av körscheman. Antaganden är följande, varje A- och B-artikel tillverkas endast en gång, storleken på jobben baseras på månadsvolymen som har framtagits från årsvolymen (bilaga 5), hänsyn till ställtider har ej tagits, hänsyn till servicetid och underhåll har ej tagits, och hänsyn har ett ej tagits till att det kan finnas verktyg eller maskiner som är otillgängliga. I dessa scheman har dessutom C-artiklarna valts att utelämnas då de har väldigt låga årsvolymer och anses inte vara en prioritet. Av dessa anledningar kan de körscheman som analyseras inte anses vara helt korrekta utan endast en indikation på hur sekvenseringsreglerna skulle kunna fungera i en planeringsmiljö som denna.

Om en artikel som ska tillverkas kan köras i flera maskiner väljs den maskin som i det läget har minst tillverkning inplanerad. I figur 17 nedan illustreras ett sådant exempel. Om en artikel kan köras i både maskin 1207 och 2209 så väljs maskin 2209 då denna har mindre inplanerad tillverkning i det läget. Siffrorna som är skrivna i varje jobb illustrerar i vilken ordning just den artikeln sekvenserats i. A-artiklarna i dessa körscheman är färgade i grönt och B-artiklarna är färgade i blått. Tiden det tar för en artikel att tillverkas har baserats på varje artikels cykeltid (bilaga 5). Timmarna har sedan avrundats till dagar som kommer användas som tidsmått för körscheman. Artiklar som kan tillverkas i flera maskiner antas ha samma cykeltid oberoende av maskin. Om en artikel tar under 24h att tillverkas rundas detta upp till 24h. Om det tar en artikel

endast någon timme mer än 24h att tillverkas avrundas detta ner till 24h istället för att skriva att den tar 48h att tillverka. Tar det betydligt längre tid än 24h med mindre än 48h rundas detta upp till 48h då.

Figur Figur 17, Exempel på val av maskin

5.2.3.3 Prio-verktyg

Nedan i figur 18 har ett gantt-schema gjorts enligt den sekvenseringsregel som produktionsplaneraren använder sig utav idag med skillnaden att A-artiklarna har prioriterats före de andra artiklarna. Detta innebär att de artiklar med en

säkerhetslagernivå som är längst ifrån den begärda nivån sekvenseras först i schemat, de artiklar med så kallade prio-verktyg. Det innebär att först väljs de A-artiklar med mest kritisk säkerhetslagernivå, och därefter väljs B-artiklarna. Jacobs (2011) diskuterar hur den huvudsakliga principen för TOC är att endast de resurser som definieras som flaskhalsar är kritiska för körplaneringen. I detta fall anses artiklarna vars

säkerhetslagernivå ligger längst ifrån den begärda säkerhetslagernivån som flaskhalsar. Jacobs (2011) menar på att produktiviteten för hela företaget kan öka om dessa

flaskhalsar hanteras i första hand. I dessa körscheman tillverkas varje artikel enligt dess rekommenderade batchstorlek vilket innebär att om månadsvolymen är 50 000 men batchstorleken är 40 000 måste två batcher på 40 000 tillverkas direkt efter varandra,

Figur 18, Prio verktyg Gantt-schema med A-artiklar som prio

I figur 19 nedan har samma antaganden gjorts som i figur 16 med skillnaden att A-artiklarna inte har prioriterats före A-artiklarna. I detta schema har både A- och B-artiklarna lika stor prioritet. Vad som kan noteras här är faktumet att i figur 16 har fler artiklar hunnit bli tillverkade under de 30 första dagarna än i figur 15. Det innebär att sekvenseringsregeln prio-verktyg med A- och B-artiklar som prio hinner tillverka färdigt fler artiklar snabbare än om A-artiklarna prioriteras först. Det innebär att om denna sekvenseringsregel skulle användas kan det vara bättre att inte prioritera A-artiklarna före B-A-artiklarna.

Figur 19, Prio verktyg Gantt-schema med både A- och B-artiklar som prio

5.2.3.4 Shortest Processing Time

De körscheman som analyseras nedan har samma antaganden som figurerna ovan med undantaget på sekvenseringsregeln. Nedan har ett körschema skapats med STP som sekvenseringsregel där A-artiklarna har prioriterats före B-artiklarna. Jämför man detta körschema med figur 18 kan man notera att fler artiklar har hunnit bli tillverkande på 30 dagar med STP som sekvenseringsregel där A-artiklar prioriteras. Maskin 1208 används däremot i cirka 5 dagar mer än i figur 16.

Figur 20, SPT Gantt-schema med A-artiklar som prio

I figur 21 nedan har körschemat skapats genom att istället prioritera både A- och B-artiklar likvärdigt. Det innebär att de B-artiklar med kortast tillverkningstid prioriteras först oavsett vilken klass artikeln tillhör. Vad som kan noteras här jämfört med figur 20 som först prioriterade A-artiklarna är att på 26 dagar blev betydligt fler artiklar

tillverkande när både A- och B-artiklar prioriterats likvärdigt. Även här blir maskin 1208 överbelastad och behöver ytterligare 3 dagar för att tillverkade färdigt artiklarna jämfört med figur 20. Jämför man figuren nedan med figur 16 har ungefär lika många artiklar hunnit bli tillverkande efter 25 dagar med skillnaden att figuren nedan har hunnit tillverka någon enstaka artikel mer.

Figur 21, SPT Gantt-schema med A- och B-artiklar som prio

5.2.3.5 Sammanfattning av sekvenseringsregler

De körscheman som har skapats för att pröva sekvenseringsreglernas påverkan ovan har som tidigare nämnt alla utgått ifrån EOK storleken och kan därför ge missvisande resultat. Exempelvis har artikel 1624416007 en månadsvolym på cirka 90.000 artiklar men en EOK på 40.000. Detta innebär att det inte räcker med två batcher av denna artikel då det endast skulle tillverka 80.000 artiklar. Därför måste tre batcher tillverkas för att nå upp till den begärda månadsvolymen. Detta leder i sin tur till att 120.000 artiklar måste tillverkas vilket är 30.000 mer än vad månadsvolymen faktiskt är. Detta

innebär att tiden som det tar att tillverka denna artikels månadsvolym blir 3-4 dagar längre än vad det egentligen tar att tillverka dessa 90.000 artiklar. Detta gäller främst för de B-klassade artiklarna där majoriteten av de har betydligt högre EOK än vad

månadsvolymen faktiskt är. Detta har kanske i sin tur inte en negativ påverkan på säkerhetslagret om det räknas över ett helt år. Trots att en del maskiner skulle behöva köras i mer än en månad för att tillverka månadsbehovet av dessa artiklar, så har det också tillverkats mer än en månads behov vilket gör att man ligger före i tillverkningen för nästa månads behov.

I tabell 11 nedan sammanfattas körscheman där A-artiklarna har prioriterats före B-artiklarna. I och med att det är månadsvolymer som har används vid artiklarnas tillverkningsstorlek räknas endast de artiklar som blivit färdiga innan dag 31 som tillverkade artiklar. Om en artikel har påbörjat sin tillverkning innan dag 30 men avslutats efter dag 30 anses den inte som färdig i denna tabell. Återstående

tillverkningstid efter dag 30 visar på hur många extra dagar som tillverkningen måste gå över tiden, detta påverkar i sin tur hur de nästkommande 30 dagarna kommer kunna planeras. Med A-artiklar som prioritet visar resultatet att SPT är den sekvenseringsregel som tillverkar flest artiklar under 30 dagar och dessutom har minst tillverkningstid efter dag 30. A-artiklar prio Prio-verktyg SPT Maskin Tillverkade artiklar på 30 dagar Återstående tillverknings tid efter dag 30 Outnyttjad maskintid innan dag 30 Tillverkade artiklar på 30 dagar Återstående tillverknings tid efter dag 30

Outnyttjad maskintid innan dag 30

1207 8 0 dagar 0 dagar 7 0 dagar 8 dagar

1208 3 16 dagar 0 dagar 4 21 dagar 0 dagar

1241 4 0 dagar 6 dagar 4 0 dagar 5 dagar

2209 5 7 dagar 0 dagar 6 8 dagar 0 dagar

2213 5 0 dagar 9 dagar 6 0 dagar 6 dagar

2214 5 7 dagar 0 dagar 7 2 dagar 0 dagar

2215 4 0 dagar 13 dagar 4 0 dagar 0 dagar

2216 4 16 dagar 0 dagar 5 4 dagar 0 dagar

2217 2 0 dagar 15 dagar 2 0 dagar 15 dagar

2218 1 0 dagar - 1 0 dagar -

Totalt: 41 46 dagar 43 dagar 46 35 dagar 34 dagar

I tabell 10 nedan sammanfattas istället resultatet av sekvenseringsreglerna där både A- och B-artiklarna har prioriterats likvärdigt. Även här är SPT den sekvenseringsregel som har hunnit tillverka flest artiklar, och dessutom med minst tillverkningsdagar efter dag 30. A- och B-artiklar prio Prio-verktyg SPT Maskin Tillverkade artiklar på 30 dagar Återstående tillverknings tid efter dag 30 Outnyttjad maskintid innan dag 30 Tillverkad e artiklar på 30 dagar Återstående tillverkningst id efter dag 30 Outnyttjad maskintid innan dag 30

1207 7 8 dagar 0 dagar 7 0 dagar 5 dagar

1208 6 18 dagar 0 dagar 8 24 dagar 0 dagar

1241 4 0 dagar 4 dagar 4 0 dagar 5 dagar

2209 9 9 dagar 0 dagar 8 8 dagar 0 dagar

2213 6 0 dagar 5 dagar 6 0 dagar 6 dagar

2214 7 5 dagar 0 dagar 6 0 dagar 2 dagar

2215 3 0 dagar 15 dagar 3 0 dagar 4 dagar

2216 5 0 dagar 2 dagar 5 4 dagar 0 dagar

2217 1 0 dagar 15 dagar 2 0 dagar 15 dagar

2218 1 0 dagar - 1 0 dagar -

Totalt: 49 40 dagar 41 dagar 50 36 dagar 37 dagar

Tabell 12, Sammanfattning A- och B-artiklar prio

Sammanfattningsvis om man jämför både tabell 11 och 12 med varandra visar resultatet på att SPT där man prioriterar både A- och B-artiklar likvärdigt ger bäst resultat. Med denna prioritets- och sekvenseringsregel hinner flest artiklar bli tillverkade under de 30 första dagarna. Däremot tar det totalt en dag mindre att tillverka färdigt alla artiklar om A-artiklarna prioriteras först, men då hinner endast 46 artiklar bli tillverkade inom 30 dagar. Dessa resultat blir relevanta endast om man fortsätter att tillverka enligt EOK och inte varierar i batchstorlekar. Vad som också kan anmärkas i denna analys av

körscheman är faktumet att det endast är för en månads behov. Som tidigare nämnt tillverkas det 120.000 när det endast behövs 90.000 av artikel 1624416007 första månaden vilket innebär att vid nästa månads körplanering har man 30.000 extra av denna artikel som måste has i åtanke. Detta påverkar i sin tur hur mycket maskinerna måste utnyttjas och kan då även påverka resultatet av sekvenseringsreglerna.

5.2.4 Batchstorlek

I följande körscheman kommer sekvenseringsreglerna istället att analyseras utifrån anpassade batchstorlekar. Som Akhtar et al. (2019) diskuterar är körplaneringen den avgörande faktorn i hur väl man kan hantera variationer i efterfrågan. Hur flexibel en körplanering är påverkas av ordrars ankomst, förfallodatum och framförallt

batchstorlekar. Enns (1999) påpekar att för stora batchstorlekar kan leda till mindre flexibilitet medan för små batchstorlekar kan leda till långa väntetider på grund av att maskinen måste stå still vid byte av batch. Batchstorlekarna i följande körscheman kommer vara lika stora som månadsbehovet är för respektive artikel.

5.2.4.1 Prio-verktyg

I figur 22 nedan illustreras en körplan med prio-verktyg som sekvenseringsregel där A-artiklarna har prioriterats före B-A-artiklarna. Till skillnad från figur 18 har detta

körschema anpassade batchstorlekar för respektive artikel. Skillnaden när man som i detta fall endast tillverkar det exakta månadsbehovet blir att man faktiskt hinner tillverka färdigt alla artiklars månadsbehov innan dag 30 enligt körschemat nedan. Däremot måste man ha i åtanke att det finns många C-artiklar vars behov inte har tagits hänsyn till vid detta körschema. Inte heller har ställtiderna eller tid för service tagits med i detta körschema. Visuellt kan man då se att maskin 1208 enligt detta schema precis hinner tillverka artiklarnas månadsbehov. I praktiken blir det däremot svårt om alla utelämnade variabler ska räknas med så som ställtider, service och underhåll på verktyg och maskiner och personalstyrkan.

I figur 23 nedan har ett körschema istället gjorts genom att både A- och B-artiklarna prioriterats likvärdigt. Jämfört med figur 22 där A-artiklarna prioriterats före B-artiklarna så hinner betydligt fler artiklar bli tillverkade inom 20 dagar i figur 23. Det innebär att det skulle kunna finnas extra tillgänglig tid med denna modell för att också tillverka C-artiklar. Med också tid för att eventuellt tillverka extra batcher av de artiklarna som har låga nivåer av säkerhetslager. Däremot tar det 35 dagar med detta körschema för maskin 1208 att tillverka artiklarna.

Figur 23, Prio verktyg Gantt-schema med A- och B-artiklar som prio (anpassad batch)

5.2.4.2 Shortest Processing Time

I figur 24 nedan illustreras ett körschema med SPT som sekvenseringsregel där A-artiklarna prioriterats före B-A-artiklarna med anpassade batchstorlekar. Jämför man detta körschema med körschemat i figur 22 där prio-verktyg används som sekvenseringsregel kan man se att maskin 1208 och 2214 inte hinner med att tillverka månadsbehovet inom 30 dagar.

I figur 25 nedan har istället både A- och B-artiklarna prioriterats likvärdigt. Vad som kan noteras är att många fler artiklar hinner bli tillverkade innan dag 20. Jämfört med figur 24 hinner antalet artiklar tillverkas snabbare till en början. Det blir dessutom 3 dagar extra i outnyttjad tillverkningstid om både A- och B-artiklarna prioriteras likvärdigt. Nackdelen med denna modell är att det blir betydligt många fler byten av batcher dem första dagarna av perioden. Detta kan i sin tur leda till överarbete för ställarna som kanske inte skulle kunna hinna med att göra så pass många byten på kort tid. Det kan leda till svårigheter att upprätthålla detta körschema.

Figur 25, SPT Gantt-schema med A- och B-artiklar som prio (anpassad batch)

5.2.4.3 Sammanfattning av sekvenseringsregler med anpassad batchstorlek

Med anpassade batcher vars storlekar är anpassade till respektive artikels månadsbehov är det nästintill alla A- och B-artiklar som hinner bli tillverkade samma månad jämfört med om batchstorlekarna är respektive artikels EOK. Med prio-verktyg som

sekvenseringsregel där A-artiklar prioriteras först hinner alla artiklar bli tillverkande inom 30 dagar. Med de andra metoderna är det endast med några få dagar som tillverkningen måste fortsätta efter 30 dagar som summeras i tabell 13 och 14.

A-artiklar prio Prio-verktyg SPT Maskin Tillverkade artiklar på 30 dagar Återstående tillverkningstid efter dag 30 Outnyttjad maskintid innan dag 30 Tillverkade artiklar på 30 dagar Återstående tillverkningstid efter dag 30 Outnyttjad maskintid innan dag 30

1207 8 0 dagar 5 dagar 8 0 dagar 10 dagar

1208 9 0 dagar 0 dagar 9 2 dagar 0 dagar

1241 4 0 dagar 11 dagar 4 0 dagar 19 dagar

2209 8 0 dagar 5 dagar 7 0 dagar 4 dagar

2213 6 0 dagar 13 dagar 8 0 dagar 6 dagar

2214 8 0 dagar 2 dagar 6 1 dagar 0 dagar

2215 3 0 dagar 15 dagar 3 0 dagar 15 dagar

2216 6 0 dagar 7 dagar 5 0 dagar 14 dagar

2217 2 0 dagar 18 dagar 2 0 dagar 11 dagar

2218 1 0 dagar - 1 0 dagar -

Totalt: 55 0 dagar 76 dagar 53 3 dagar 79 dagar

Tabell 13, Sammanfattning A-artiklar prio (anpassad batch)

I tabell 14 nedan sammanfattas sekvenseringsreglernas resultat där både A- och B-artiklar prioriteras likvärdigt. Med prioverktyg som sekvenseringsregel behöver maskin 1208 5 extra dagar för att tillverka färdigt artiklarnas månadsbehov. Samtidigt behöver samma maskin endast 1 extra dag om SPT används som sekvenseringsregel.

A- och B-artiklar prio Prio-verktyg SPT Maskin Tillverkade artiklar på 30 dagar Återstående tillverkningstid efter dag 30 Outnyttjad maskintid innan dag 30 Tillverkade artiklar på 30 dagar Återstående tillverkningstid efter dag 30 Outnyttjad maskintid innan dag 30

1207 7 0 dagar 7 dagar 7 0 dagar 12 dagar

1208 8 5 dagar 0 dagar 9 1 dagar 0 dagar

1241 4 0 dagar 15 dagar 5 0 dagar 9 dagar

2209 10 0 dagar 2 dagar 8 0 dagar 2 dagar

2213 6 0 dagar 10 dagar 6 0 dagar 10 dagar

2214 8 0 dagar 9 dagar 7 0 dagar 10 dagar

2215 3 0 dagar 14 dagar 3 0 dagar 15 dagar

2216 5 0 dagar 14 dagar 6 0 dagar 1 dagar

2217 2 0 dagar 9 dagar 2 0 dagar 18 dagar

2218 1 0 dagar - 1 0 dagar -

Totalt: 54 5 dagar 80 dagar 54 1 dagar 77 dagar

Vad som kan noteras är att maskin 1208 alltid ligger på gränsen med att hinna tillverka alla artiklarna inom 30 dagar, alternativt går över med ett par dagar. Maskin 2209 är också en maskin som knappt hinner tillverka de artiklar som ska tillverkas i den maskinen. I praktiken däremot när alla variabler tas med, så som ställtider och otillgängliga maskiner, verktyg och personal innebär detta att kapaciteten för dessa maskiner inte räcker till, även om batchstorlekarna är anpassade korrekt.

5.2.5 Optimalt kapacitetsutnyttjande hos maskiner (Linjär programmering)