Körplanering (Shop floor control eller Job Shop Scheduling) innebär att man har ett antal maskiner och arbetare som utför ett specifikt arbete där utmaningen är att
samordna dessa resurser för att på det mest effektiva sättet utnyttja både maskinerna och arbetarna (Błażewicz, Domschke & Pesch, 1996; Nahimas, 2013; Jacobs, 2011). En körplan eller ett jobb som har tilldelats en viss maskin innebär att denna maskin blir otillgänglig för andra jobb eller körplaner under den tiden som det redan pågår ett jobb i denna maskin (Błażewicz, Domschke & Pesch, 1996). De överväganden som uppstår i
uppbyggnaden av en körplanering är antalet maskiner och vilken typ av maskiner som finns till godo, tiden det tar att utföra ett jobb, vilka typer av jobb behöver utföras och när jobben utstår (Nahimas, 2013). Problemet som uppstår vid en körplanering är i vilken sekvens man ska utföra de olika jobben på och vilka maskiner som ska användas till vilket jobb (Błażewicz, Domschke & Pesch, 1996).
I praktiken kan det vara svårt att fastställa en exakt tid det tar att utföra ett jobb, detta kan i sin tur påverka resultatet av vilken sekvensering man har valt. I praktiken kan det också vara svårt att planera för en längre tid framåt då ordar eller jobb oftast tillkommer slumpvist vilket kräver ständiga löpande beslut om hur körplaneringen ska planeras (Nahimas, 2013). Val av metod för att utforma körplanering påverkas av miljön som ger förutsättningarna till planeringen. Genom att välja en metod anpassade efter de specifika förutsättningarna som finns kommer den kunna fungera bättre. En komplex miljö kräver en komplex metod för körplaneringen för att den ska kunna fungera bra. För att minska komplexiteten för planeringen kan åtgärder för att förenkla miljön kring den göras, ett exempel kan vara att korta ställtiden för maskiner, vilket förbättrar möjligheterna att schemalägga en jämn belastning i produktionen. Vid bedömning av om
körplaneringsmetoden är lämplig, är det viktigt att analysera om det är metoden som orsakar problem i körplaneringen eller om det är miljön, exempelvis i form av långa ställtider som orsakar problem för körplaneringen (Ohlsson et al, 1987; Siregar, 2019).
3.2.1 Sekvenseringsregler
Jacobs (2011), Nahimas (2013) och Sharma och Jain (2017) nämner ett antal olika typer av sekvenseringsregler som vanligen används i både teorin och praktiken. Dessa vanligt förekommande sekvenseringsregler är följande:
Random (R)
En R typ av sekvensering innebär att alla ordar som ligger i kön till att planeras in i körplaneringen har lika stor trolighet till att bli valda först. Valet av sekvensering följer ingen specifik regel (Jacobs, 2011).
First come/first served (FCFS)
I en FCFS typ av sekvensering börjar man alltid med de ordar eller jobb som först har tillkommit oavsett tiden det tar att tillverka ordern eller när det måste vara färdigt
(Jacobs, 2011; Nahimas, 2013; Sharma & Jain, 2017). En fördel med FCFS är att det är en enkel metod för människor att förstå och kan därmed vara relativt enkel att hantera vid manuell planering. En svaghet för FCFS som sekvenseringsmetod är att den inte tar hänsyn till hur viktiga olika jobb är, eller den totala processtiden. Varför FCFS riskerar att missgynna produkter med kort processtid, riskerar att ge längre väntetid än
nödvändigt för vissa artiklar, vilket kan öka risken för större andel sena leveranser. Tidsintervallet från order till leveranser ett viktigt beslutskriterium för körplanering, att FCFS inte tar hänsyn till den är en nackdel med metoden (Siregar, 2019). I
produktionsmiljöer med korta cykeltider fungerar FCFS som effektivast (Rose, 2001)
Shortest processing time (SPT)
SPT innebär att man alltid börjar planeringen med den ordern eller jobbet som tar kortast tid att utföra. Denna typ tar inte hänsyn till ordningen de olika ordnarna har tillkommit i eller när de behöver vara färdiga (Jacobs, 2011; Nahimas, 2013; Sharma & Jain, 2017). I miljöer där det finns stora variationer i cykeltid för produkterna blir resultatet av att tillämpa SPT mindre förutsägbart. I vissa fall kortar det väntetiden jämfört med FCFS medan det i andra fall istället förlänger totala väntetiden (Rose, 2001). SPT kan med fördel implementeras i system där planeringen sker i batcher (Shekar, 2017).
Shekar (2017) har i en studie använt SPT tillsammans med en prioriteringsordning för ordrar. Den order med högst prioritering, utifrån varje företags unika prioritering, planerades för tillverkning först. Om flera artiklar hade samma prioriteringsnivå tillämpades SPT eller FCFS för att bestämma hur ordern skulle sekvenseras. För att utvärdera resultatet av modellen mättes genomsnittlig väntetid och total genomloppstid. Resultatet visar att SPT kortar både väntetid och genomloppstid väsentligt jämfört med FCFS.
Earliest due date (EDD)
EDD innebär att man alltid börjar med de ordar eller jobb som behöver vara färdiga först (Jacobs, 2011; Nahimas, 2013; Sharma & Jain, 2017). Att använda EDD som sekvenseringsregel ökar möjligheten att minska variationen i försening av ordar. Det kan hjälpa med att minska antalet försenade ordar och i vissa fall eliminera försenade ordar helt. Men graden av framgång handlar om förmågan att följa den planerade
sekvenseringen (Lödding & Piontek, 2017). I Lödding och Pionteks (2017) studie menar de att denna sekvenseringsregel är bäst lämpad i miljöer där förmågan att följa planeringen av sekvensering anses som en viktig kvalitetsfaktor, men även där set-up tiderna inte är starkt beroende av sekvenseringen.
Critical ratio (CR)
I CR sekvensering behöver man ta förfallodatumet för orden minus den aktuella tiden delat med behandlingstiden, dvs tiden det tar att utföra jobbet. Efter denna ekvation får man ett kritiskt värde (CR) och den orden med lägst kritiskt värde börjar man alltid planeringen med. Efter man har valt bort den orden som man ska börja med, gör man samma beräkning igen på alla jobb men skillnaden kommer vara att den aktuella tiden kommer ha ändrats beroende på vilken behandlingstid det tidigare jobbet hade. Detta kommer ge ett annat kritisk värde för de olika jobbet och den med läst värde väljs därefter (Jacobs, 2011; Nahimas, 2013). Denna typ av sekvensering har framtagits för miljöer där komponenter tillverkas för lagerpåfyllning men också direkt för kundorder (Berry & Rao, 1975). Både Berry och Rao (1975) och Rose (2002) förtydligar i sina studier att denna sekvenseringsregel påverkas drastiskt av förfallodatumet. Tiden som är kvar till förfallodatumet påverkar hur effektivt denna sekvenseringsregel kommer fungera.
Least setup (LSU)
LSU innebär att man väljer att sekvensera jobben på ett sådant sätt där tiden det tar att förberedda nästa jobb på maskinen tar så lite tid som möjligt. Detta görs med syfte att maximera utnyttjandet av maskinerna (Jacobs, 2011). Tidigare under 1950-talet när man studerade körplanering ansågs setup kostnaden och tiden som irrelevant. På senare tid däremot har man under studier upptäckt setup tidens betydelse. I många industrier kan setup tiden bestå mellan 40-70% av hela produktionstiden. Att sekvensera ordnarna på ett sådant sätt så setup tiden minskas kan det i många fall förbättra utnyttjandet av maskinerna (Kofler, M. et.al, 2009)
Priority based scheduling
Shekar et.al (2017) nämner även ytterligare en typ av sekvenseringsregel som används som kallas för Priority based scheduling. Denna sekvensering är väldigt vanlig typ av sekvensering där man tillverkar i förutbestämda batcher. Syftet är att varje jobb tilldelas
en prioritet och de jobb med högst prioritet sekvenseras först i körschemat. De jobb med samma prioritet sekvenseras då först efter FCFS. Vad som anses som prioritet bestäms då av tillverkaren av körschemat.
3.2.2 Gantt Chart
Historiskt har Gantt chart används för att förbättra produktiviteten och säkra att företaget lever upp till den överenskomna nivån av kundservice. Det förbättrar
förutsättningarna för att systematiskt kunna lösa problem och på ett effektivt sätt kunna utnyttja tillgängliga resurser i form av maskiner och personal. Genom enkelheten i verktyget är det användbart för att definiera problem, skapa förståelse för utfall och förutsättningar och genom överskådligheten och den ökade förståelsen ökas acceptansen för de lösningar som utformats (Wilson, 2003).
Gantt Chart kan användas tillsammans med valda sekvenseringsregler för att hantera problem i samband med körplanering, kombinationen av de två verktygen kan hjälpa till att både reducera kostnader och korta ledtiden för artiklar (Jia et al, 2007). Tillsammans med Earliest Due Date (EDD) har Gantt chart historiskt sett fungerat effektivt (Wilson, 2003; Jia et al, 2007). Gantt charts hjälper produktionsplaneraren att få en överblick över planeringen för varje specifik artikel, samt hur resurserna kopplade till
produktionen utnyttjas. Tack vare det kan möjliga förbättringsåtgärder i schemat enklare identifieras. Studier visar att gantt chart ofta förbättrar utfallet för
körplaneringen (Jia et al, 2007). Gantt chart är ett av de vanligaste verktygen för att visualisera körplanering, enkelheten gör det lätt att förstå. En svaghet hos det är att det är begränsat i sin förmåga att hantera storskaliga planeringar eller interaktioner mellan olika delar som berörs i planeringen (Jo et al, 2014)
Nurre & Weir (2016) har i sin studie, där gantt chart konstrueras i Excel, använt det för att hjälpa produktionsplaneraren att se konsekvenser av vald metod för sekvensering. Genom det underlättas utvärdering och förståelse för positiva och negativa effekter av olika sekvenseringsmetoder, kan de också jämföras på ett enkelt sätt. De menar att verktyget ger en överblick av körplaneringen samt att det möjliggör att relativt enkelt justera körschemat vid behov.
Figur 7. Exempel på Gantt chart (Nurre & Weir, 2016, s 50)