Optimeringsverktyg för att effektivisera huvudprogrammet på Saab Aeronautics

Full text

(1)LiU-ITN-TEK-A--20/039--SE. Optimeringsverktyg för att effektivisera huvudprogrammet på Saab Aeronautics Hanna Mellqvist 2020-06-12. Department of Science and Technology Linköping University SE-601 74 Norrköping , Sw eden. Institutionen för teknik och naturvetenskap Linköpings universitet 601 74 Norrköping.

(2) LiU-ITN-TEK-A--20/039--SE. Optimeringsverktyg för att effektivisera huvudprogrammet på Saab Aeronautics Examensarbete utfört i Industriell ekonomi vid Tekniska högskolan vid Linköpings universitet. Hanna Mellqvist Handledare Niki Matinrad Examinator Anna Fredriksson Norrköping 2020-06-12.

(3) Upphovsrätt Detta dokument hålls tillgängligt på Internet – eller dess framtida ersättare – under en längre tid från publiceringsdatum under förutsättning att inga extraordinära omständigheter uppstår. Tillgång till dokumentet innebär tillstånd för var och en att läsa, ladda ner, skriva ut enstaka kopior för enskilt bruk och att använda det oförändrat för ickekommersiell forskning och för undervisning. Överföring av upphovsrätten vid en senare tidpunkt kan inte upphäva detta tillstånd. All annan användning av dokumentet kräver upphovsmannens medgivande. För att garantera äktheten, säkerheten och tillgängligheten finns det lösningar av teknisk och administrativ art. Upphovsmannens ideella rätt innefattar rätt att bli nämnd som upphovsman i den omfattning som god sed kräver vid användning av dokumentet på ovan beskrivna sätt samt skydd mot att dokumentet ändras eller presenteras i sådan form eller i sådant sammanhang som är kränkande för upphovsmannens litterära eller konstnärliga anseende eller egenart. För ytterligare information om Linköping University Electronic Press se förlagets hemsida http://www.ep.liu.se/ Copyright The publishers will keep this document online on the Internet - or its possible replacement - for a considerable time from the date of publication barring exceptional circumstances. The online availability of the document implies a permanent permission for anyone to read, to download, to print out single copies for your own use and to use it unchanged for any non-commercial research and educational purpose. Subsequent transfers of copyright cannot revoke this permission. All other uses of the document are conditional on the consent of the copyright owner. The publisher has taken technical and administrative measures to assure authenticity, security and accessibility. According to intellectual property law the author has the right to be mentioned when his/her work is accessed as described above and to be protected against infringement. For additional information about the Linköping University Electronic Press and its procedures for publication and for assurance of document integrity, please refer to its WWW home page: http://www.ep.liu.se/. © Hanna Mellqvist.

(4) Optimeringsverktyg för att effektivisera huvudprogrammet på Saab Aeronautics Elise Lord Hanna Mellqvist. Handledare: Niki Matinrad Examinator: Anna Fredriksson.

(5) Abstract Saab is a global company within defense and security, and they deliver products, services and solutions within military defense and civil security. The business area Aeronautics develop and produce the aircraft system JAS 39 Gripen. Saab has a contract with the Brazilian air force which includes development and production of 36 aircraft systems. There are three different levels of planning, strategical, tactical and operational. It is common to merge the strategical and tactical level if the delivery time is long. The strategical and tactical level at Saab is one unit and they are called Master Planning. The main task for Master Planning is to create a master production schedule with a planning horizon of ten years. It is important that the master production schedule includes all technological transfers and that the schedule is as efficient as possible. They do not use any technological tool that systematically includes all factors that needs to be taken into account when creating a schedule. The aim with this master thesis is to investigate how more factors can be integrated when developing the master production schedule. A mathematical model for Saab was created. Then the plan was to implement the mathematical model in Excel, since the Master Planning use this tool currently. During the implementation it was discovered that Excel has limitations that makes it impossible to implement the mathematical model according to the mathematical notation. A tradeoff was made, to either focus on implementability or technological accuracy, and implementability was chosen. Then a tool was created in Excel, which includes the requirements from the mathematical model. To verify the mathematical model, it was implemented in the optimization tool AMPL. Then a comparison between Excel and AMPL was made, to be able to show possible differences. The result of the master thesis is a mathematical model for Saab and a tool in Excel. The mathematical model includes different types of technological transfer, lead time requirements and minimization of gap time. The tool in Excel includes the requirements which is specified in the mathematical model. To be able to achieve the goal, an investigation must be done to find out if Saab can use any existing software at the company or if they need to invest in a new type of software. Keywords: Strategical and Tactical planning, Optimization, Modelling, Aircraft manufacturing.

(6) Sammanfattning Saab är ett ledande företag på marknaden inom försvar- och säkerhetslösningar. De levererar produkter, tjänster och lösningar inom både militärt försvar och civil säkerhet. Saab Aeronautics tillverkar och utvecklar stridsflygplanet JAS 39 Gripen. Saab har en pågående affär med det brasilianska flygvapnet som inkluderar produktion och utveckling av totalt 36 stycken stridsflygplan av modellerna Gripen E och Gripen F. Planering kan ske på strategisk, taktisk eller operativ nivå. Om leveranstiden till kunden är lång är det vanligt att den strategiska och taktiska nivån slås samman, vilket också är fallet på Saab där nivåerna slagits samman och benämns som huvudplanering. Huvudplaneringen har som uppgift att ta fram ett huvudprogram för produktion av Gripen med en planeringshorisont på tio år. För att produktionen ska vara effektiv är det viktigt att huvudprogrammet är så bra utformat som möjligt, samt att det inkluderar alla avtalade teknikutbyten. I dagsläget har huvudplaneringen inget optimeringsverktyg som på ett systematiskt vis inkluderar de faktorer som bör tas hänsyn till vid framtagandet av ett huvudprogram. Syftet med examensarbetet är att utreda vad som krävs för att huvudplaneringen ska kunna ta hänsyn till fler faktorer vid framtagande av huvudprogram. En matematisk modell för Saab togs fram och därefter var planen att implementera den i Excel, eftersom huvudplaneringen använder denna programvara i dagsläget. Under arbetets gång upptäcktes det att Excel har begränsningar som gjorde att det inte var möjligt att implementera den matematiska modellen enligt den matematiska notationen. En avvägning om att endera fokusera på implementerbarhet eller teknisk noggrannhet gjordes och implementerbarhet valdes. Ett verktyg som inkluderar de krav som anges i den matematiska modellen skapades i Excel. För att verifiera den matematiska modellen implementerades den i optimeringsverktyget AMPL. Därefter gjordes en jämförelse mellan de olika verktygen för att visa på eventuella skillnader i resultatet som de genererade. Arbetet resulterade i en matematisk modell för Saab och ett verktyg i Excel. Modellen tar hänsyn till olika typer av teknikutbyte, att ledtiden är inom tillåtet tidsspann för varje aktivitet och att glapptider minimeras. Verktyg i Excel tar hänsyn till faktorerna som inkluderades i den matematiska modellen. För att målet ska uppnås krävs djupare utredning kring befintliga programvaror eller att investera i en ny programvara. Nyckelord: Strategisk och taktisk planering, Optimering, Modellering, Flygplanstillverkning.

(7) Förord Detta examensarbete är genomfört på Linköpings universitet under vårterminen 2020 och är ett sista. moment. på. civilingenjörsprogrammet. Kommunikation,. transport. och. samhälle.. Uppdragsgivaren för examensarbetet är Saab Aeronautics i Linköping. Vi vill tacka alla som hjälpt oss under detta arbete. Ett extra stort tack vill vi rikta till Anna Fredriksson och Niki Matinrad som varit examinator och handledare från Linköpings universitet. Samt till Göran Fält och Malin Eriksson som handlett oss från Saab och övriga på produktionsstaben som under våren visat intresse för vårt arbete. Vi vill också tacka Kasper Lekander och Johannes Gylfe som opponerade på vårt arbete, Till sist vill vi också rikta ett stort tack till våra kurskamrater som förgyllt vår studietid under dessa fem år på Linköpings universitet. Samt till våra familjer och vänner som peppat och stöttat oss under dessa år. Nu ser vi mycket fram emot arbetslivet och vad det har att erbjuda! Tack alla! Elise Lord & Hanna Mellqvist Norrköping, juni 2020.

(8) Förkortningar och begrepp SVP. Sälj- och verksamhetsplanering. SB. Sammanbyggnad. SM. Slutmontering. KOP. Kundorderpunkt. MTS. Make-to-stock. ATO. Assemble-to-order. CTO. Configure-to-order. MTO. Make-to-order. ETO. Engineer-to-order. IOT. Individ, organisation och teknik. APS-system. Avancerat planering och schemaläggningssystem. SND. Strategic network design. LP. Linjär programmering. MMP. Multi-site master planning. DAPS. Dynamiskt avancerat planering och schemaläggningssystem. MOP. Multi-objective problem. JSP. Job-shop scheduling problem. MIP. Mixed integer programming. VBA. Visual Basic for Applications. AMPL. A Mathematical Programming Language. Jigg. En typ av arbetsstation. Teknikutbyte. Ett samarbete mellan två företag, vanligt vid stora affärer.

(9) Innehållsförteckning 1. 2. 3. Inledning ............................................................................................................ 1 1.1. Bakgrund ......................................................................................................................... 1. 1.2. Problembeskrivning ........................................................................................................ 2. 1.3. Mål .................................................................................................................................. 5. 1.4. Syfte ................................................................................................................................ 5. 1.5. Frågeställningar............................................................................................................... 5. 1.6. Studiens omfattning ........................................................................................................ 6. 1.7. Rapportens disposition .................................................................................................... 7. Metod ................................................................................................................. 8 2.1. Vetenskapliga studier ...................................................................................................... 8. 2.2. Kvalitativa och kvantitativa metoder .............................................................................. 8. 2.3. Validering, reliabilitet och objektivitet ........................................................................... 9. 2.4. Datainsamling ............................................................................................................... 10. 2.4.1. Intervjuer ............................................................................................................... 10. 2.4.2. Observationer ........................................................................................................ 10. 2.5. Analysmodeller ............................................................................................................. 11. 2.6. Tillvägagångsätt ............................................................................................................ 11. Litteratur........................................................................................................... 15 3.1. Flygplanstillverkning .................................................................................................... 15. 3.2. Strategier för kundorderpunkt ....................................................................................... 16. 3.3. Ramverk över en planeringsprocess ............................................................................. 17. 3.4. Planering på olika nivåer .............................................................................................. 18. 3.4.1. Sälj- och verksamhetsplanering (strategisk nivå) ................................................. 20. 3.4.2. Huvudplanering (taktisk nivå) .............................................................................. 22.

(10) 3.4.3. Orderplanering (operativ nivå) ............................................................................. 22. 3.4.4. Verkstadsplanering (operativ nivå) ....................................................................... 23. 3.5. Material- och kapacitetsperspektiv ............................................................................... 23. 3.6. Mognadsgrad i SVP ...................................................................................................... 24. 3.7. Individ, organisation och teknik ................................................................................... 26. 3.8. Avancerat planerings- och schemaläggningssystem ..................................................... 27. 3.9. Dynamiskt avancerad planering och schemaläggning .................................................. 30. 3.10. Heuristiker..................................................................................................................... 30. 3.11. Multi Objective Optimization ....................................................................................... 31. 3.12. Begränsad multi-objective optimization ....................................................................... 31. 3.13. Pareto ............................................................................................................................ 32. 3.14. Applicerade modeller .................................................................................................... 32. 4. Empiri............................................................................................................... 36. 5. Analys av F1, F2 och F3 .................................................................................. 40 5.1. Frågeställning 1 ............................................................................................................. 40. 5.2. Frågeställning 2 ............................................................................................................. 41. 5.3. Frågeställning 3 ............................................................................................................. 42. 5.4. Sammanfattning analys av F1, F2 och F3 ..................................................................... 45. 6. Matematisk modell ........................................................................................... 46. 7. Verktyget i Excel ............................................................................................. 53 7.1. Information om verktyget ............................................................................................. 53. 7.2. Verktyget steg för steg .................................................................................................. 54. 7.2.1. Steg 1 – Indata ...................................................................................................... 55. 7.2.2. Steg 2 – Matcha order ........................................................................................... 59. 7.2.3. Steg 3 – Färdigställa orderlistan ........................................................................... 60.

(11) 8. 9. 7.2.4. Steg 4 – Planera produktion med teknikutbyte ..................................................... 61. 7.2.5. Steg 5 – Planera produktion av övriga order ........................................................ 61. 7.2.6. Steg 6 – Layout per jigg ........................................................................................ 64. 7.2.7. Steg 7 – Resultat ................................................................................................... 65. Jämförelse mellan AMPL och Excel ............................................................... 66 8.1. Skillnader mellan AMPL och Excel ............................................................................. 66. 8.2. Indata............................................................................................................................. 67. 8.3. Resultat ......................................................................................................................... 69. Analys av F5 .................................................................................................... 83 9.1. Implementering av optimeringsalgoritm....................................................................... 83. 9.2. Matematiska modellen .................................................................................................. 84. 9.3. Verktyget i Excel .......................................................................................................... 85. 9.4. Resultat från jämförelsen .............................................................................................. 86. 9.5. Sammanfattning analys F5 ............................................................................................ 88. 10 Diskussion ........................................................................................................ 91 10.1. Återkoppling till målet .................................................................................................. 91. 10.2. Matematisk modell........................................................................................................ 92. 10.3. Verktyget i Excel .......................................................................................................... 93. 10.4. Individ, organisation och teknik ................................................................................... 94. 10.5. Mognadsnivå inom SVP ............................................................................................... 96. 10.6. Etiska och samhälleliga aspekter .................................................................................. 97. 11 Slutsats ............................................................................................................. 98 12 Litteraturförteckning ...................................................................................... 100 Bilaga 1 – VBA kod .............................................................................................. 104.

(12) Bilaga 2 – AMPL .................................................................................................. 108.

(13) Figurförteckning Figur 1 - Fiktiv produktionsstruktur över sammanbyggnad och slutmontering på Saab ................ 3 Figur 2 - Flöde av flygplansdelar vid teknikutbyte med Brasilien ................................................. 4 Figur 3 - Arbetets tillvägagångssätt .............................................................................................. 11 Figur 4 - Vägval för implementering av den matematiska modellen ........................................... 14 Figur 5 - Ramverk över planeringsprocesser (Thome, et al., 2012) ............................................. 18 Figur 6 - Samband mellan de olika planeringsnivåerna (Mattsson & Jonsson, 2012) ................. 19 Figur 7 - Områden som kan ingå i ett APS-system (Jonsson, et al., 2007) .................................. 29 Figur 8 - Paretooptimalitet ............................................................................................................ 32 Figur 9 - Exempel på produktionsstruktur (Chen & Ji, 2007b) .................................................... 33 Figur 10 - Ramverk över planeringsprocessen utifrån Saabs situation......................................... 38 Figur 11 - Produktionsstruktur med tillhörande jiggar. ................................................................ 46 Figur 12 - Maximal ledtid jämfört med kortare ledtid .................................................................. 54 Figur 13 - Produktionsstruktur ...................................................................................................... 56 Figur 14 - Exempel tidslinje på två jiggar .................................................................................... 64 Figur 15 - Uppdaterad tidslinje över två jiggar ............................................................................. 64 Figur 16 - Produktionsstruktur jämförelseexempel ...................................................................... 67 Figur 17 - Produktionsschema genererat av verktyget i Excel ..................................................... 69 Figur 18 - Produktionsschema genererat av AMPL med målfunktion 1 ...................................... 69 Figur 19 - Produktionsschema genererat av AMPL med målfunktion 2 ...................................... 70 Figur 20 - Produktionsschema genererat av AMPL med målfunktion 3 ...................................... 70 Figur 21 - Paretolösning för målfunktion 1 .................................................................................. 80 Figur 22 - Paretolösning för målfunktion 2 .................................................................................. 81 Figur 23 - Paretolösning för målfunktion 3 .................................................................................. 82 Figur 24 - Implementeringsstrategi ............................................................................................... 90.

(14) Tabellförteckning Tabell 1 - Rapportens disposition ................................................................................................... 7 Tabell 2 - Förstudiens datainsamling ............................................................................................ 12 Tabell 3 - Definiering av index ..................................................................................................... 47 Tabell 4 - Definiering av set ......................................................................................................... 47 Tabell 5 - Definiering av parametrar ............................................................................................ 48 Tabell 6 - Definiering av variabler................................................................................................ 48 Tabell 7 - Exempel på orderlista ................................................................................................... 56 Tabell 8 - Precedenskrav ............................................................................................................... 57 Tabell 9 - Exempel på indata för datumkrav ................................................................................ 58 Tabell 10 - Exempel på indata för tre aktiviteter .......................................................................... 59 Tabell 11 - Exempel ordermatchning ........................................................................................... 60 Tabell 12 - Exempel uppdaterad orderlista ................................................................................... 60 Tabell 13 - Exempel aktivitet 1 med datumkrav ........................................................................... 61 Tabell 14 - Exempel planering av tider och jiggar ....................................................................... 63 Tabell 15 - Aktivitetsdata jämförelseexempel .............................................................................. 67 Tabell 16 - Orderdata experiment ................................................................................................. 68 Tabell 17 - Glapptid (dagar) per jigg för de olika produktionscheman ........................................ 71 Tabell 18 - Glapptid (dagar) mellan aktiviteter per order för de olika produktionscheman ......... 72 Tabell 19 - Antalet produktionsdagar för de olika produktionscheman ....................................... 73 Tabell 20 - Sammanfattning av resultatet för glapptider och produktionsdagar .......................... 74 Tabell 21 - Antal personal per dag, för produktionsschemat genererat av verktyget i Excel ....... 75 Tabell 22 - Antal personal per dag, för produktionsschemat genererat av målfunktion 1............ 76 Tabell 23 - Antal personal per dag, för produktionsschemat genererat av målfunktion 2............ 77 Tabell 24 - Antal personal per dag, för produktionsschemat genererat av målfunktion 3............ 78 Tabell 25 - Sammanställning av maximala antalet resurser som behövs för varje aktivitet......... 79.

(15) 1 Inledning I detta kapitel presenteras bakgrund om Saab, samt problembeskrivning där bakgrunden till arbetet presenteras. Därefter beskrivs målet med arbetet och dess syfte, samt vilka frågeställningar som ska besvaras för att uppnå detta. Slutligen presenteras studiens omfattning och rapportens disposition.. 1.1 Bakgrund Saab är ett ledande företag på marknaden inom försvars- och säkerhetslösningar som levererar produkter, tjänster och lösningar inom både civil säkerhet och militärt försvar. Saabs vision är att det är en mänsklig rättighet att känna sig säker (Saab, u.å.a). Saab är indelat i sex olika affärsområden, Aeronautics, Dynamics, Surveillance, Support and Services, Industrial Products and Services och Kockums. Aeronautics utvecklar och tillverkar stridsflygplanet JAS 39 Gripen (Gripen). Dynamics tillverkar bland annat missilsystem, torpeder och träningssystem. Affärsområdet Surveillance erbjuder lösningar inom övervakning och säkerhet, som till exempel det flygburna radarsystemet GlobalEye och det landburna radarsystemet Giraffe. Support and Services erbjuder service och support för alla affärsområden på Saab, exempelvis erbjuder de logistiklösningar och tekniskt underhåll. Industrial Products and Services fokuserar huvudsakligen på att utveckla civila produkter och tjänster. De tillverkar bland annat flygplansdelar till Boeing och Airbus. Affärsområdet Kockums tillverkar och utvecklar ubåtar, ytfartyg och marinsystem och är världsledande inom detta område (Saab, u.å.b). Saab startade 2014 ett partnerskap med Brasilien där parterna ingick i ett avtal med ett ordervärde på cirka 40 miljarder kronor. Kontraktet inkluderar produktion och utveckling av totalt 36 stycken stridsflygplan av modellerna Gripen E och Gripen F till det brasilianska flygvapnet. Samt ett omfattande teknikutbyte, med syfte att kunna utföra vissa aktiviteter i Brasilien. Vid stora affärer är det vanligt att teknikutbyten sker. Skillnaden mellan de olika flygplanstyperna är att Gripen E har plats för en person och Gripen F har plats för två personer. Dessa versioner bygger vidare på tidigare versioner av Gripen, vilka kallas A/B/C/D (Saab, u.å.c).. 1.

(16) 1.2 Problembeskrivning Inom tillverkande företag sker många olika aktiviteter och för att ett företaget ska kunna bli konkurrenskraftigt är det viktigt att alla aktiviteter i produktionen samordnas. För att åstadkomma en välfungerande samordning mellan de olika aktiviteterna brukar planeringsarbetet vanligtvis delas in i strategiskt, taktiskt och operativt (Mattsson & Jonsson, 2012). Sälj- och verksamhetsplanering (SVP) är på en strategisk nivå och har vanligtvis en planeringshorisont på två till fem år. Målet med SVP är att ta fram en långsiktig produktionsplan och den kan ses som en överenskommelse mellan marknad och produktion (Olhager, 2013). På den taktiska nivån sker huvudplaneringen, som utgår från SVP men planerar mer specifikt när produkter ska tillverkas utifrån vilken kapacitet som finns. På den operativa nivån sker order- och verkstadsplanering och på denna nivå verkställs de beslut som fastställts av SVP och huvudplaneringen (Mattsson & Jonsson, 2012). Mattsson och Jonsson (2012) påpekar att det finns stora likheter mellan SVP och huvudplanering, vilket i sin tur leder till att det på vissa företag inte är relevant att planera på båda nivåerna. Till exempel brukar nivåerna slås samman om leveranstiden till kunden är lång (Mattsson & Jonsson, 2012). För Saab är leveranstiden till kunden lång och därför har SVP och huvudplaneringen i stort sett slagits samman. Det arbete som huvudplaneringen gör kan liknad med det som litteraturen menar att SVP syftar till, därför läggs mycket fokus på litteratur om SVP i detta examensarbete. Avdelning för SVP och huvudplanering benämns som huvudplanering och på denna avdelning genomförs examensarbetet. Huvudplaneringen har som uppgift att ta fram ett huvudprogram för produktion av Gripen på strategisk nivå med en planeringshorisont på 1–10 år. Det som Saab benämner som huvudprogrammet kan liknas med vad Olhager (2013) menar att SVP ska resultera i, alltså att ta fram en långsiktig produktionsplan. På Saab skapas huvudprogrammet utifrån befintliga kundorder och inte utifrån prognoser. Huvudprogrammet är uppdelat i två delar, sammanbyggnad (SB) och slutmontering (SM)/hangar. I SB tillverkas och monteras flygplanets olika enheter och sedan monteras de samman till en flygplanskropp. Därefter skickas flygplanskroppen till SM där kablage och övrig utrustning monteras på. Detta illustreras med fiktiva aktiviteter i Figur 1, rutorna med siffror i symboliserar olika aktiviteter och pilarna visar i vilken ordning de utförs. Aktivitet 1 är alltså sista aktiviteten i. 2.

(17) SM och innebär att flygplanet är leveransklart. Innan aktivitet 1 kan påbörjas måste aktivitet 2 slutföras och så vidare.. Figur 1 - Fiktiv produktionsstruktur över sammanbyggnad och slutmontering på Saab. I nuläget utformas huvudprogrammet baserat på kritisk linje, vilket i detta fall innebär att de utgår från de mest tidskritiska aktiviteterna i produktionen med avseende på ledtid och antal jiggar, där jigg är en typ av arbetsstation. Till exempel kan den kritiska linjen bestå av aktiviteterna 10, 9, 5, 2 och 1. Det innebär att den totala ledtiden för dessa aktiviteter är längst jämfört med ledtiderna från aktivitet 7, 8, 11, 13 eller 14 till leveransklart flygplan. Därav planeras först de aktiviteter som är mest tidskritiska och därefter planeras övriga aktiviteter så att de är färdigställda när de behövs i den kritiska linjen. Exempelvis så ska aktiviteterna 6, 9 och 12 var färdigställda innan aktivitet 5 kan påbörjas. Huvudplaneringen behöver också ta hänsyn till specifika avtal som gjorts med kunder, som till exempel teknikutbyte, vilket innebär att vissa aktiviteter sker hos kunden. Just nu har Saab som tidigare nämnt ett teknikutbyte med Brasilien som innebär att viss produktion ska ske i Brasilien. I detta fall genomförs vissa aktiviteter inom SB på en fabrik i Brasilien och vissa flygplan slutmonteras på en annan fabrik i Brasilien. Huvudplaneringen behöver därför ta hänsyn till avtalade leveransdatum med Brasilien när de skapar huvudprogrammet. Flödet av flygplansdelar. 3.

(18) visas i Figur 2, vilka aktiviteter som genomförs var är förutbestämda med avtal. När aktiviteterna i SB på Saab är klara skickas enheterna endera till Brasilien, till en fabrik som monterar ihop flygplanskroppen och färdigställer flygplanet i deras SM, eller så monteras de samman på Saab till en flygplanskropp som sedan skickas till SM på Saab. De enheter som produceras i SB i Brasilien skickas endera till Saab eller direkt till SM Brasilien.. Figur 2 - Flöde av flygplansdelar vid teknikutbyte med Brasilien. I dagsläget finns inget standardiserat arbetssätt för att integrera olika avdelningar i planeringsprocessen. Detta innebär i sin tur att vissa faktorer inte tas hänsyn till i planeringsstadiet utan beräknas därefter och har därmed inte möjlighet att påverka huvudprogrammet i den mån som Saab önskar. Huvudplanerarna skapar just nu ett huvudprogram med så kort ledtid som möjligt med de uppskattade ledtiderna som finns för varje aktivitet och antalet tillgängliga jiggar. Eftersom framtagandet av huvudprogrammet är så pass komplicerat har huvudplaneringen i dagsläget inte möjlighet att ta hänsyn till fler faktorer med de verktyg som används. Detta bidrar till att resurserna schemaläggs utifrån huvudprogrammet för att uppnå de satta ledtiderna. Därefter utvärderas konsekvenserna av huvudprogrammet, till exempel kan en konsekvens vara att för mycket resurser används vilket leder till att produktionskostnaderna överskrider budgeten. Därför vill huvudplaneringen få tillgång till ett verktyg som på ett enklare och effektivare sätt kan ta hänsyn till fler faktorer vid framtagande av huvudprogram, samt att huvudprogrammet ska kunna optimeras utifrån olika faktorer. Exempel på faktorer utöver ledtid och jiggar är resurser och kostnader. Huvudplaneringen har ett önskemål om att verktyget ska vara flexibelt så att det ska kunna användas i framtida scenarier med nya kunder än enbart de som finns på avtal idag. Till exempel ska det vara möjligt att planera in teknikutbyte med andra kunder och aktiviteter än de 4.

(19) som finns på avtal med Brasilien idag. Samt att det ska vara möjligt att lägga till och ta bort aktiviteter i produktionen och ändra ledtider.. 1.3 Mål Målet med examensarbetet är att skapa ett optimeringsverktyg som genererar olika förslag på huvudprogram, samt utreda konsekvenser av dessa.. 1.4 Syfte Syftet med examensarbetet är att utreda vad som krävs för att huvudplaneringen ska kunna ta hänsyn till fler faktorer än endast ledtid och antal jiggar vid framtagande av huvudprogram, för att minska kostnaderna samt skapa bättre samständighet mellan efterfrågan och kapacitet.. 1.5 Frågeställningar För att uppnå syftet presenteras ett antal frågeställningar nedan. I dagsläget använder huvudplaneringen ingen matematisk modell för att optimera huvudprogrammet, utan medarbetarna skapar huvudprogrammet utifrån information om ledtid och antal jiggar, samt deras kunskap om produktionen. För att kunna ta fram ett optimeringsverktyg som huvudplaneringen kan använda behövs information om vilka matematiska modeller och metoder som enligt litteraturen är lämpliga att använda vid SVP, detta besvaras genom frågeställning 1 (F1). F1 Vilka matematiska modeller och metoder är lämpliga att använda i SVP? För att kunna använda en matematisk modell i SVP behöver de faktorer som påverkar planeringen specificeras, exempel på faktorer är jiggar, ledtid, resurser och kapacitet. Detta leder till frågeställning 2 (F2). F2 Vilka faktorer bör inkluderas i en matematisk modell i SVP? Utöver vilka faktorer som bör inkluderas i den matematiska modellen behövs även förståelse för vad som enligt litteraturen ska ingå i en SVP-process, samt så behöver Saabs situation jämföras med litteraturen. Detta besvaras genom frågeställning 3 (F3). F3 Vad behöver inkluderas i SVP enligt litteraturen och hur är Saabs situation jämfört med litteraturen? Efter att frågeställning 1, 2 och 3 besvarats kan en matematisk modell utformas för Saab, vilket leder till frågeställning 4 (F4) 5.

(20) F4 Hur ser den matematiska modellen ut för Saab? Den matematiska modellen bör implementeras i lämplig programvara för att utveckla en optimeringsalgoritm. Slutligen behövs en utredning om hur huvudplaneringen på Saab ska kunna implementera en optimeringsalgoritm i sin planering och vilken nytta det kan tänkas ge. Detta leder till frågeställning 5 (F5). F5 Hur kan optimeringsalgoritmen implementeras i Saabs planering och vilken nytta kan det göra för Saab?. 1.6 Studiens omfattning Arbetet inkluderar både en kvalitativ och en kvantitativ studie. Den kvalitativa studien syftar till att besvara F1, F2 och F3. Resultatet från dessa frågeställningar används sedan som input till den kvantitativa studien. Den inkluderar framtagande av en matematisk modell för att besvara F4, samt implementering av modellen i lämplig programvara för att skapa en optimeringsalgoritm. Därefter besvaras F5, som handlar om hur Saab kan implementera en optimeringsalgoritm i planeringen och vilken nytta det kan göra för Saab. I denna studie används både programvarorna Excel och AMPL. All data som används i studien är av sekretesskäl fiktiv och har ingen koppling till den data som Saab i verkligheten använder. Studien är genomförd på Saab Aeronautics på avdelningen huvudplanering. SVP och huvudplanering är i stort sett sammanslagna och benämns som huvudplanering. De har som uppgift att ta fram ett huvudprogram, som skapas utifrån befintliga kundorder och inte utifrån prognoser. Det innehåller information om start- och sluttider för olika order på de olika aktiviteterna samt på vilken jigg som aktiviteten ska ske. Huvudplaneringen tar också hänsyn till teknikutbyten vid framtagande av huvudprogram.. 6.

(21) 1.7 Rapportens disposition I Tabell 1 presenteras rapportens disposition med en förklaring vad varje kapitel innehåller. Tabell 1 - Rapportens disposition. Kapitel 2. Metod 3. Litteratur. 4. Empiri. 5. Analys F1, F2 och F3 6. Matematisk modell. 7. Verktyg i Excel 8. Jämförelse mellan AMPL och Excel. 9. Analys F5 10. Diskussion. 11. Slutsats. Beskrivning I detta kapitel beskrivs metodteori samt arbetets tillvägagångssätt. Den litteratur som studien bygger på presenteras. Litteraturstudien inkluderar information om flygplanstillverkning, ramverk över olika delar i ett företag och information om olika planeringsnivåer. Kapitlet inkluderar även teorier om optimeringsmodeller och hur ett företag kan arbeta för att integrera de tre dimensionerna individ, organisation och teknik. Redogör hur huvudplaneringen arbetar i dagsläget för att ta fram ett huvudprogram. Samt hur Saabs planeringsprocess är utifrån ett ramverk som presenteras i litteraturstudien. I detta kapitel besvaras och analyseras F1, F2 och F3, utifrån litteraturstudien i kapitel 3 och empirin i kapitel 4. Den matematiska modellen som tagits fram baserat på litteraturstudien i kapitel 3, empirin i kapitel 4 och analysen från kapitel 5 presenteras i detta kapitel. I detta kapitel besvaras F4. Implementeringen av den matematiska modellen i Excel redogörs, och hur det framtagna verktyget fungerar. I detta kapitel beskrivs skillnaderna mellan att implementera den matematiska modellen i AMPL och i Excel. Samt den indata som användes för att göra exempel i de olika programvarorna och vilka resultat det genererade. I detta kapitel besvaras och analyseras F5 utifrån resultatet av jämförelsen, se kapitel 8. I detta kapitel ges en återkoppling till målet, samt diskuteras de metoder som användes, vad arbetet resulterade i och etiska och samhälleliga aspekter kring arbetet. De slutsatser som kan dras utifrån frågeställningarna presenteras.. 7.

(22) 2 Metod I detta kapitel presenteras först metodteori och sedan studiens tillvägagångssätt.. 2.1 Vetenskapliga studier Vanligtvis kan en studie uppnå sitt syfte genom flera olika tillvägagångssätt, därför är det viktigt att författaren visar medvetenhet kring val av metod och påvisar dess för- och nackdelar. Björklund och Paulsson (2010) definierar fyra olika typer av studier som grundar sig i hur mycket tidigare kunskap som finns inom det studerade området, de olika typerna är: •. Explorativa studier (undersökande): Används då studien syftar till att uppnå en grundläggande förståelse för ämnet eftersom den befintliga kunskapen är låg.. •. Deskriptiva studier (förklarande): Denna typ av studie används då det finns förståelse samt grundläggande kunskap inom området och då målet är att beskriva en företeelse utan att förklara relationer.. •. Explanativa studier (förklarande): Används då målet med en studie är att söka djupare förståelse och kunskap inom ett område, samt att beskriva och förklara företeelser.. •. Normativa studier: Då det redan finns viss förståelse och kunskap inom ett område samtidigt som målet är att föreslå åtgärder och ge vägledning används denna typ av studie.. Detta arbete kan ses som en kombination mellan en explanativ studie och en normativ studie. En viktig del i studien var att få djupare förståelse för Saabs planeringsarbete för att sedan kunna använda den kunskapen samt erhållen kunskap från litteraturen och kunskap från utbildningen till att föreslå åtgärder och ge vägledning.. 2.2 Kvalitativa och kvantitativa metoder Kvalitativa och kvantitativa metoder kan antingen användas tillsammans eller separat. Skillnaden mellan dessa metoder är att kvantitativa metoder innefattar sådant som går att beskriva med siffror, medan kvalitativa metoder resulterar i sådant som går att redogöra med ord (Eliasson, 2018). I denna studie används både kvalitativa och kvantitativa metoder.. 8.

(23) Observationer och intervjuer är exempel på två kvalitativa metoder. Kvalitativa metoder fungerar bäst när målet är att komma åt sammanhang i situationer som inte är helt tydliga från början. De största fördelarna med denna typ av metod är att de är flexibla och kan anpassas till olika verksamheter. Det kan också vara fördelaktigt att kombinera kvalitativa och kvantitativa metoder då kvalitativa metoder undersöker företeelser som de kvantitativa metoderna inte är anpassade för. Det kan också vara en fördel att kombinera dem om studien är omfattande (Eliasson, 2018). Kvantitativa metoder analyserar siffror med matematiska tillvägagångsätt (Eliasson, 2018). Enligt Andersen (1994) ska resultatet av det som studerats i en kvantitativ studie kunna presenteras numeriskt. Kvantitativa metoder har vanligtvis högre grad av formalisering, standardisering och strukturering än vad kvalitativa metoder har, dock är kvalitativa metoder generellt sett mer flexibla jämfört med kvantitativa (Andersen, 1994). Eliasson (2018) beskriver att en undersökning kan börja med intervjuer för att få en övergripande uppfattning och sedan använda kvantitativa metoder för att undersöka vissa delar djupare. Kvalitativa metoder kan ta fram uppgifter som sedan analyseras med kvantitativa metoder (Eliasson, 2018).. 2.3 Validering, reliabilitet och objektivitet Enligt Björklund och Paulsson (2012) kan validitet, reliabilitet och objektivitet ses som mått på hur trovärdig en studie är. Validitet definieras som ett mått på hur väl det som avses att mätas verkligen mäts. Ett sätt att öka validiteten är att inkludera flera olika perspektiv, till exempel genom att använda triangulering (Björklund & Paulsson, 2012; Svenning, 2003). Reliabilitet innebär hur tillförlitlig studien är, det vill säga i vilken grad samma resultat kan erhållas utifrån olika undersökningar med samma syfte och metod. Fås samma resultat är reliabiliteten hög. För att öka reliabiliteten vid intervjuer och enkätundersökningar måste tydliga definitioner användas så att respondenten inte ska tvingas till att skapa egna uppfattningar. Det kan också vara lämpligt att använda kontrollfrågor där respondentens aspekt undersöks ytterligare en gång. Objektivitet innebär i vilken grad studien påverkats av egna värderingar. Studiens objektivitet kan ökas genom att tydligt presentera och motivera de val som gjorts under studiens gång, på så vis kan läsaren själv ta ställning till innehållet (Björklund & Paulsson, 2012; Svenning, 2003).. 9.

(24) 2.4 Datainsamling I följande kapitel presenteras metodteori för de datainsamlingsmetoder som användes i studien. 2.4.1. Intervjuer. Det finns många olika former av intervjuer men det som är gemensamt för alla är att det innebär någon typ av utfrågning. Intervjuer kan vara av hög eller låg grad av standardisering och strukturering. Hög grad av standardisering innebär att situationen och frågorna är samma för alla respondenter, alltså att själva utförandet inte varierar. Låg grad av standardisering innebär motsatsen, frågorna tas då i den följd som passar situationen bäst och variationsmöjligheterna är stora (Trost, 2010). Enligt Trost (2010) har begreppet strukturerade intervjuer olika betydelse, vissa menar att det syftar till att intervjuerna har fasta svarsalternativ och andra menar att det betyder att intervjun eller frågeformuläret har en bra struktur. Alltså kan strukturering kopplas till detaljeringsgraden i frågorna, hur välutformade svarsalternativ som finns eller i stora drag till hur själva intervjun genomförs (Trost, 2010). 2.4.2. Observationer. Observationer är en form av datainsamling där en eller flera observatörer undersöker vad människor gör i olika situationer (Jacobsen, 2017). Vid observationer kan observatören vara mer eller mindre deltagande och enligt Eliasson (2018) finns fyra olika sätt att förhålla sig till observatörsrollen: •. Den renodlade deltagaren är fullt engagerad i sin omgivning och gör inga avsiktliga observationer, denna roll är egentligen ingen observatör och dokumenterar inte heller något under tiden.. •. Den observerande deltagaren är också engagerad i sin omgivning men iakttar miljön och för anteckningar.. •. Den deltagande observatören förhåller sig mer passivt till omgivningen än de tidigare två nämnda rollerna. Observatören är i samma miljö som deltagarna men koncentrerar sig på att göra observationer och att föra anteckningar.. 10.

(25) •. Den renodlade observatören är totalt passiv mot omgivningen och påverkar inte den studerade miljön. Fördelen med denna teknik är att det resulterande materialet är tillförlitligt, vilket förbättrar reliabiliteten och validiteten.. 2.5 Analysmodeller Efter att data har samlats in måste den analyseras på ett lämpligt vis utifrån syftet. Till exempel kan en analys innefatta en jämförelse mellan olika lösningsförslag eller variabler. Eller att hitta samband mellan olika variabler, eller att påvisa för- och nackdelar med olika lösningsförslag. Det finns olika tillvägagångsätt för att analysera, till exempel genom att använda analysmodeller, modellering och simulering eller statistisk bearbetning (Andersen, 1994).. 2.6 Tillvägagångsätt I Figur 3 presenteras det i vilken ordning studiens aktiviteter genomfördes, när frågeställningarna besvarades och när arbetets milstolpar avklarades.. Figur 3 - Arbetets tillvägagångssätt. Till att börja med gavs en introduktion till projekt av handledaren och chefen för produktionsstaben på Saab. Därefter genomfördes förstudie och datainsamling som syftade till att skapa bättre förståelse för verksamheten och hur huvudplaneringen arbetar i dagsläget, samt för att skapa förståelse för vilken data som fanns tillgänglig och som behövde inkluderas i den matematiska modellen. Den data som samlades in var information om varje aktivitet som till exempel. 11.

(26) uppskattad aktivitetstid, antal jiggar och ledtid, samt information om olika teknikutbyten. Data samlades in genom intervjuer samt vid en observation av produktionen. Information om datainsamlingen presenteras i Tabell 2 med en lista över de som intervjuades samt kortfattat vad som diskuterats under intervjuerna och information om observationen. Samtliga intervjuer hade låg grad av standardisering eftersom syftet var att skapa förståelse för planeringsarbetet. För att öka reliabiliteten jämfördes respondenternas svar. Under observationen som gjordes användes den observatörsroll som Eliasson (2018) beskriver som den observerande deltagaren, eftersom vi engagerade oss i omgivningen och förde anteckningar. Tabell 2 - Förstudiens datainsamling. Titel. Datum. Sammanfattning intervju. Huvudplanerare 1. 3/2 – 20. Diskuterade vilka arbetsuppgifter hen har, hur deras arbetsprocesser är och information om avdelningen.. Huvudplanerare 2. 3/2 – 20. Diskuterade vilka arbetsuppgifter hen har, hur deras arbetsprocesser är och information om avdelningen.. Chef detaljplanering. 4/2 – 20. Diskuterade vilka arbetsuppgifter hen har, hur deras arbetsprocesser är och information om avdelningen.. Huvudplanerare 3. 4/2 – 20. Diskuterade vilka arbetsuppgifter hen har, hur deras arbetsprocesser är och information om avdelningen.. Resurs- &. 6/2 – 20. beläggningsansvarig. Diskuterade vilka arbetsuppgifter hen har, hur deras arbetsprocesser är och information om avdelningen.. Produktionsplanerare. 24/2 – 20. Rundvandring i produktionen. (Observation). Resurs- &. 3/3 – 20. Information om produktionskostnader och hur de. beläggningsansvarig Chef huvudplanering, handledare och chef. beräknas. 8/4 – 20. Fick information för att fylla i ramverket som presenteras i kapitel 4.. för strategi och verksamhetsutveckling inom produktion. 12.

(27) Samtidigt som förstudien och datainsamlingen genomfördes påbörjades litteraturstudien. Litteraturen som användes var tidskriftsartiklar, konferenspublikationer, böcker och webbsidor. De sökord som användes var: Flygplanstillverkning, S&OP, S&OP Maturity Model, Advanced Planning and Scheduling System, Multi-objective Problems, Scheduling Problem, Pareto, Constrained Multi-objective Optimization Problems, Job-shop Scheduling Problem och Individual, Organizational and Technological. Utifrån litteraturstudien besvarades F1, alltså vilka matematiska modeller och metoder som är lämpliga att använda i SVP. F2 och F3 besvarades med information från både förstudien och litteraturstudien. F2 handlar om vilka faktorer som bör inkluderas i en matematisk modell i SVP och F3 handlar om vad som bör ingå i en SVP-process enligt litteraturen samt jämförelse med Saabs situation. I kapitel 5 presenteras och analyseras svaren på dessa frågeställningar. Utifrån förstudien, datainsamlingen och litteraturstudien samt analysen i kapitel 5 utformades en matematisk modell, vilket besvarar F4. F1 användes för att bestämma vilka matematiska modeller och metoder som var lämpliga att använda och F2 för att bestämma vilka faktorer som skulle inkluderas. F3 användes för att visa var i SVP-processen som den matematiska modellen bör implementeras och vilken inputen som behövs i en SVP-process för att den matematiska modellen ska kunna användas på bästa vis. Modellen inkluderar bivillkor och målfunktioner som är anpassade efter Saabs verksamhet och önskemål. Den matematiska modellen presenteras i kapitel 6. Därefter var planen att skapa en optimeringsalgoritm genom att implementera den matematiska modellen i Excel, eftersom huvudplaneringen i dagsläget använder denna programvara. Under implementeringen upptäcktes det att det finns begränsningar i Excel som gör det svårt att på ett systematiskt sätt implementera den. matematiska. modellen. likt. den. matematiska. notationen.. Till. exempel. kan. optimeringsverktyget Problemlösaren i Excel bara hantera 200 variabler och 100 bivillkor, vilket inte är tillräckligt mycket i detta fall. Detta bidrog till att Excels lösare inte kunde användas och för att få ut en optimal lösning skulle en egen lösare behövt skapas, vilket inte var möjligt inom tidsramen för detta arbete. Därav gjordes en avvägning om att fokusera på endera implementerbarhet eller teknisk noggrannhet. Då valdes implementerbarhet eftersom huvudplaneringen i dagsläget använder Excel. Det verktyg som skapades i Excel presenteras i. 13.

(28) kapitel 7. Verktyget i Excel behövde också valideras för att säkerställa att det fungerar enligt verksamhetens önskemål och krav, vilka presenterades i kapitel 1.2. I Figur 4 visas det tillvägagångssätt som valdes med heldragna pilar och vad det ledde till, samt hur tillvägagångssättet blivit om fokus istället hade varit på teknisk noggrannhet, vilket illustreras med streckade pilar.. Figur 4 - Vägval för implementering av den matematiska modellen. För att verifiera den matematiska modellen implementerades den istället i optimeringsverktyget AMPL. För att visa skillnaderna mellan vad verktyget i Excel genererar och vad AMPL genererar gjordes en jämförelse där samma indata användes i båda verktygen. Information om olikheterna mellan verktygen och den indata som användes presenteras i kapitel 8.1 och 8.2. I kapitel 8.3 presenteras resultaten som genererades. Slutligen besvarades F5, som handlar om hur en optimeringsalgoritm kan implementeras i Saabs planering och vilken nytta det kan göra för Saab. Denna frågeställning besvarades utifrån resultatet från jämförelsen i kapitel 8 och presenteras i kapitel 9.. 14.

(29) 3 Litteratur I detta kapitel presenteras litteraturen som studien bygger på. Först presenteras grundläggande information om flygplanstillverkning, strategier för kundorderpunkt och ett ramverk över hur olika delar i ett företag hänger samman. Därefter presenteras teori om olika planeringsnivåer på strategisk, taktisk och operativ nivå samt planering utifrån material- och kapacitetsperspektiv. Sedan information om olika nivåer av mognad inom SVP och hur ett företag ska arbeta för att skapa goda förutsättningar för att inkludera de tre dimensionerna; individ, organisation och teknik. Därefter redogörs metoder för att implementera matematiska modeller i planeringsarbetet och teori om användbara optimeringsmodeller.. 3.1 Flygplanstillverkning Flygplansindustrin kännetecknas av komplexa och högteknologiska produkter som kräver bred tekniska kompetens för att tillverka. Det är även ett exempel på en global industri eftersom det är vanligt att flygplanstillverkare producerar delar i olika länder (Malm, 2013). En av de viktigaste faktorerna inom flygplansindustrin är kvalitet, eftersom bristande arbete kan få mycket allvarliga konsekvenser. Därför läggs mycket fokus på säkerhet och pålitlighet längs hela leveranskedjan. Stort fokus finns även på att arbeta fram standarder och specifikationer, vilket är viktigt för att kunna bibehålla spårbarhet i produktionen (Malm, 2013). Enligt Esposito (2004) måste flygindustrin inte bara hantera svåra teknologiska problem utan också marknadsproblem samt finansiella problem. För att kunna minska dessa problem har relationer mellan olika parter inom flygindustrin utvecklats. Dessa relationer har antingen skapats för att exempelvis bredda marknaden eller för att kunna erbjuda specialiserad teknik (Esposito, 2004). Enligt Chao och Graves (1998) kallas den tid som en aktivitet planeras på en arbetsstation för produktionsflödestid. Den planerade tiden är i arbetsdagar och uppgiften kan antigen vara att tillverka delar eller att delar monteras ihop. Produktionscykeltid är den tiden det tar för en arbetsstation att genomföra en aktivitet eller hur ofta hela tillverkningssystemet kan leverera en produkt. Arbetsstationer kan ha olika produktionsflödestider men de behöver ha samma. 15.

(30) produktionscykeltid, alltså arbeta med samma takt. Till exempel, ett företag som har en produktionscykeltid på tre dagar slutför och skickar en produkt från produktionen var tredje dag. För att detta ska fungera behöver alltså arbetsstationerna utföra sin aktivitet på tre dagar oberoende av vad de har för produktionsflödestid (Chao & Graves, 1998). Produktionsflödestid dividerat med produktionscykeltiden ger antalet verktyg som krävs inom en arbetsstation eller antalet likadana arbetsstationer. Eftersom antalet verktyg eller stationer måste vara ett heltal så ska siffran avrundas uppåt till nästa heltal. Till exempel om en arbetsstation har en produktionsflödestid på tio dagar medan företaget har en produktionscykeltid på fyra dagar betyder det att tre stationer behövs. Men dessa tre stationer kommer inte krävas hela tiden för då kommer för många produkter färdigställas från den arbetsstationen. För att lösa detta problem kan antal arbetande per arbetsstation varieras. (Chao & Graves, 1998).. 3.2 Strategier för kundorderpunkt Kundorderpunkt (KOP) är var i kedjan som produkterna går från att vara prognosdrivna till orderdrivna. Det är vanligt att det finns ett säkerhetslagar vid KOP:en för att säkra upp vid eventuella prognos fel. Var en KOP ska vara bestäms ofta i en långsiktig strategisk planering. Beroende på vilken strategi, make-to-stock (MTS), assemble-to-order (ATO), configure-to-order (CTO), make-to-order (MTO) eller engineer-to-order (ETO), företaget använder påverkas placeringen av KOP:en. Ju närmre kunden som KOP:en ligger desto kortare ledtid är det men detta bidrar till högre kostnader på grund utav lager (Stadtler, et al., 2015; Jacobs, et al., 2011). I en MTS-verksamhet tillverkas färdiga produkter som sedan placeras i ett lager. Med en MTSstrategi drivs produktionsprocessen av prognoser och inte av kundorder, denna strategi ger korta ledtider. Exempel på verksamheter som använder sig av MTS är livsmedelsindustrin och återförsäljare av varor. I en ATO-verksamhet tillverkas alla komponenter till produkten efter prognos men slutmontering görs endast när det finns en kundorder. I en CTO-verksamhet finns det alternativ i slutmontering som kunden kan välja mellan, till exempel färg, teknikval eller landspecifika lösningar (Stadtler, et al., 2015; Jacobs, et al., 2011). Ett exempel på en industri där CTO används är dataindustrin där kunden till exempel kan välja hur snabb processorn ska vara eller hur stort minne hårddisken ska ha, medan andra delar så som moderkort och strömförsörjning är standarddelar som inte går att ändra. ATO och MTO är två liknande strategier men skillnaden. 16.

(31) mellan dem är var KOP:en är placerad. I en ATO-verksamhet är KOP:en placerad närmare kunden och i en MTO-verksamhet är anskaffningen av material baserad på prognos medan produktionen och slutmonteringen påbörjas först när det finns en kundorder (Stadtler, et al., 2015; Jacobs, et al., 2011). I en ETO-verksamhet samarbetar företaget med kunden för att designa produkten och efter att produkten har designats beställs materialet. Detta betyder att KOP för ett ETO-system ligger innan beställning av material (Jacobs, et al., 2011).. 3.3 Ramverk över en planeringsprocess Thome et al. (2012) har skapat ett ramverk över hur olika delar i planeringsprocessen hänger samman, detta visas i Figur 5. Syftet med deras studie var att visa hur ett företags olika processer kan integreras samt illustrera hur det kan leda till bättre resultat för företaget. Den mest övergripande nivån i ramverket, den så kallade kontexten, inkluderar bland annat information om vilka länder/regioner företaget är aktivt i, tillverkningsstrategier och produktinformation. Utifrån kontexten utvecklas den input som behövs då strukturer och processer ska utvecklas. Exempel på input är prognoser, vilka begränsningar som finns och företagets budget. Affärsplanen och den gemensamma strategiska planen är också input till strukturer och processer. Strukturer och processer beskrivs med fyra olika dimensioner, vilka är möten och samarbete, organisation, information och teknik samt SVP mått. Output består av en integrerad plan mellan marknadsföring, försäljning, arbetssätt och finans samt arbetssätt och operationen. Ramverket resulterar sedan i hur företaget kan öka sin vinst (Thome, et al., 2012).. 17.

(32) Figur 5 - Ramverk över planeringsprocesser (Thome, et al., 2012). 3.4 Planering på olika nivåer Inom tillverkande företag sker många olika aktiviteter och för att ett företaget ska kunna bli konkurrenskraftigt och effektivt är det viktigt att alla aktiviteter och funktioner samordnas. Vanligtvis brukar arbetet för att åstadkomma samordningen delas in i tre olika nivåer: strategisk, taktisk och operativ styrning (Mattsson & Jonsson, 2012). Den strategiska styrningen är den mest övergripande nivån som syftar till att hantera frågeställningar och beslut gällande företagets mål, verksamhetsinriktning och övergripande resursfördelning (Mattsson & Jonsson, 2012; Olhager, 2013). Målet med den taktiska styrningen är att utveckla och anpassa företagets struktur inom ramen för de mål och verksamhetsinriktningar som fastställts på den strategiska nivån. På denna nivå hanteras även aktiviteter och beslut som handlar om anskaffning av resurser och resursanvändning. Den operativa styrningen är den lägsta nivån och omfattar den dagliga verksamheten samt dess beslut och rutiner. Målet på denna nivå är att förverkliga de beslut som tagits på den strategiska och taktiska nivån (Mattsson & Jonsson, 2012).. 18.

(33) Enligt Mattsson och Jonsson (2012) är SVP på en strategisk nivå, huvudplanering på en taktisk nivå, order- och verkstadsplanering, som även kan benämnas som detaljplanering, på en operativ nivå. Sambanden mellan de olika planeringsnivåerna illustreras i Figur 6. Mattsson och Jonsson (2012) påpekar även att om denna struktur av planeringsfunktioner ska kunna fungera på ett effektivt vis måste två villkor uppfyllas. Det första är att de beslut som tas på en viss nivå måste fattas inom ramen för de beslut som tagits på den överliggande planeringsnivån. Det andra är att planeringsmetoderna som används måste ha funktioner som gör att det enkelt att överföra rambeslut från en nivå till en annan, alltså funktioner som gör att det första villkoret kan säkerställas (Mattsson & Jonsson, 2012). Figur 6 - Samband mellan de olika planeringsnivåerna (Mattsson & Jonsson, 2012). 19.

(34) 3.4.1. Sälj- och verksamhetsplanering (strategisk nivå). Enligt Olhager (2013) innebär SVP styrning och planering av produktion, material och kapacitet på lång sikt och kan ses som en överenskommelse mellan marknad och produktion. Planeringshorisonten varierar mellan olika företag men sträcker sig vanligtvis upp mot två till fem år. SVP ska resultera i en produktionsplan eller verksamhetsplan som redovisar antalet planerade kvantiteter per produktgrupp. Anledningen till att kvantiteter anges per produktgrupp är för att det är orimligt att planera produktionen in i minsta detalj på denna nivå. Därav slås de produkter med liknande egenskaper ihop till en produktgrupp (Olhager, 2013). Utöver produktionsplanen bör SVP enligt Mattsson och Jonsson (2012) även resultera i en leveransplan. Denna ska inkludera grovt planerade utleveransvolymer till kunder. Leveransplanen hör samman med företagets säljbudgetar och försäljningsplaner medan produktionsplanen hör ihop med den långsiktiga planeringen av material och kapacitet (Mattsson & Jonsson, 2012). Olhager (2013) presenterar en femstegsprocess som är användbar vid SVP, de fem stegen är följande: 1. Försäljningsprognostisering: Data angående produktion, lager och försäljning uppdateras. De berörda parterna får ta del av informationen och det utgör sedan grunden för framtagande av försäljningsanalyser och eventuella prognosändringar. 2. Efterfrågeplanering: Försäljnings- och marknadsavdelningen använder informationen från steg 1 för att skapa en säljplan för de kommande åren. Både befintliga och nya produkter behandlas. När säljplanen är klar skickas den vidare till produktionsavdelningen och andra berörda parter. 3. Produktions- och kapacitetsplanering: Produktion och kapacitetsbehov analyseras utifrån säljplanen. Framförallt utvärderas det om det finns några kapacitetsbegränsningar. Detta steg resulterar sedan i en produktionsplan med medföljande lager- och/eller orderstocksplan. 4. Förmöte SVP: Målet med detta steg är att förbereda inför det beslutande mötet. Alla involverande funktioner bör delta på mötet för att kunna diskutera de föreslagna planerna och om det eventuellt finns olika uppfattningar. 5. Beslutande SVP-möte: Det sista steget i SVP-processen syftar till att ta beslut för alla produktgrupper, om eventuella förändringar i produktion- och inköpsnivåer och att stämma av planen mot den övergripande affärsplanen.. 20.

(35) Den slutliga planen kan ses som ett kontrakt mellan produktion, marknad och övriga funktioner där de kommit överens om vad som ska kunna produceras och vad som ska kunna sälja. Målet är att skapa en produktionsplan med balans mellan produktion och försäljning. Samtidigt som kostnader för lagerhållning, ändring av produktionstakt och extra kapacitet minimeras (Olhager, 2013). Enligt Olhager (2013) finns det två olika planeringsstrategier som är extrema i var sin riktning och mellan dessa strategier finns det oändligt antal blandstrategier. Den ena strategin handlar om att jämna ut produktionen, vilket görs genom att produktionstakten hålls jämn under hela planerade perioden. Om försäljningen varierar under denna period förväntas behovet täckas upp av lager eller förändringar i orderstocken. Den andra strategin syftar till att ha en efterfrågeanpassad produktion, vilket innebär att produktionen i varje period motsvarar försäljningen i den perioden (Olhager, 2013). Det finns olika faktorer som gör att SVP blir lyckad. Lapide (2004) tar upp tolv faktorer, som exempelvis att ha kontinuerliga och rutinmässiga SVP möten, gärna en gång i månaden. Många företag har tre typer av möten, det första mötet fokuserar på att ta fram en prognos- och efterfrågeplan utan att ta hänsyn till begränsningar. Sedan följs detta möte upp av ett annat som går ut på att ta fram ett utkast på en översiktlig kapacitetsplan och en begränsad efterfrågeplan. Dessa två möten följs sedan upp av ett tredje möte för att finjustera och slutföra planerna som tagits fram på de tidigare mötena (Lapide, 2004). Ett exempel på en annan faktor är att mäta processerna, vilket behövs för att veta hur väl SVP fungerar och för att upptäcka om något kan förbättras. Enligt Lapide (2004) mäter de flesta företag prognosens noggrannhet, vilket är en viktig del att mäta. Men för att förbättra processen bör företaget också ta hänsyn till andra mätvärden, så som budgetar och marknadsföring. Det är även viktigt att mätvärdena undersöks kontinuerligt (Lapide, 2004).. 21.

(36) 3.4.2. Huvudplanering (taktisk nivå). Det främsta syftet med huvudplaneringen är enligt Olhager (2013) att bestämma vilka specifika produkter som ska produceras i olika perioder utifrån vilken kapacitet som finns samt utifrån leveranstider för kundorder. Huvudplaneringen utgår från en nedbrytning av sälj- och verksamhetsplanen samt faktiska kundorder och resulterar sedan i ett produktionsprogram som anger när slutprodukten är klar för leverans till kund. Detta kan ses som ett kontrakt mellan produktion och marknad. Huvudplaneringen bygger vanligtvis på veckokvantiteter för enskilda produkter, till skillnad från SVP som bygger på månadsvisa kvantiteter för olika produktgrupper. Det innebär i sin tur att en kvantitet för en produktgrupp i sälj- och verksamhetsplanen bryts ned till ett flertal kvantiteter för enskilda produkter i huvudplanen (Olhager, 2013). Enligt Mattsson och Jonsson (2012) finns det stora likheter mellan SVP och huvudplanering, vilket leder till att det inom vissa företag inte är relevant att planera på båda nivåerna. Om de båda nivåerna slås samman brukar de vanligtvis benämnas som huvudplanering. Ett skäl till att slå ihop nivåerna är om leveranstiden till kund är lång eller om orderingången är relativt stabil över tiden (Mattsson & Jonsson, 2012).. 3.4.3. Orderplanering (operativ nivå). Denna planeringsnivå ska verkställa de planer som bestämts på den strategiska och taktiska nivån, alltså i SVP och i huvudplaneringen (Mattsson & Jonsson, 2012). Enligt Mattsson och Jonsson (2012) är orderplaneringens huvudsakliga uppgift att fastställa kvantiteter och tidpunkter så tillverkningen sker på ett så effektivt sätt som möjligt med avseende på leveransservice, resursutnyttjande och bundet kapital. Orderplaneringen måste därför genomföras utifrån både material- och kapacitetsperspektiv för att ta hänsyn till både aktuella behov av kapacitet och material i förhållande till de aktuella tillgångarna. (Mattsson & Jonsson, 2012). Den huvudsakliga uppgiften för materialplaneringen är att utgå från huvudplaneringens produktionsprogram och skapa en struktur över alla behov på en artikelnivå, alltså att bryta ner behoven av slutprodukter till en mer detaljerad nivå (Mattsson & Jonsson, 2012). Målet för kapacitetsplaneringen. är. att. balansera. den. tillgängliga. kapaciteten. med. det. totala. kapacitetsbehovet för alla aktiviteter. Kapacitet beräknas vanligtvis per produktionsgrupp eller. 22.

No results found