Toimitusketjujen suunnittelu ja skedulointi

1. Toimitusketjujen suunnittelu ja skedulointi Luku 8 IlmariKuikka

2. Aiheet • Erilaiset toimitusketjut • Toimitusketjujen osat • Eri aikaskaalat • Toimitusketjujen optimointi

3. Erilaiset tuotantotyypit • (I) Jatkuva tuotanto • Prosessiteollisuus • (II) Kappaletavaratuotanto • Tavaroiden tuotanto

4. (I) Jatkuva tuotanto • Toiminnot • (I-a) Valmistustoiminto • (I-b) Viimeistely- tai muuntamistoiminto

5. (I-a) Valmistustoiminto jatkuvassa tuotannossa • Muunnetaan raaka-aineet lopputuotteen vaatimaan muotoon • Yleensä suuria koneita • Toimivat kellon ympäri • Suuret käynnistys- ja pysäytyskustannukset • Suuret asetuskustannukset • Optimointitehtävissä syklinen tai sekakokonaisluku lähestymistapa

6. (I-b) Viimeistelytoiminto jatkuvassa tuotannossa Muunnetaan valmistustoiminnon tuotteita Leikataan, taivutetaan tai maalataan

7. (I-b) Viimeistelytoiminto jatkuvassa tuotannossa • Valmistus tilauksesta • Perustuu asiakkaan eräpäiviin • Järjestysriippuvaiset asetuskustannukset • Yksittäisen- tai rinnakkaisten koneiden skedulointitehtävä • Valmistus varastoon • Varastonhallintatehtävä, s-S tai Q-R • Voi olla yhdistelmä näistä

8. (I) Jatkuva tuotanto • Esimerkki paperin valmistus • (I-a) Valmistustoiminto • Paperin valmistus paperikoneella • (I-b) Viimeistelytoiminto • Paperin leikkaus tilauksia vastaaviin kokoihin

9. (II) Kappaletavaratuotanto (II-a) Perus muuntotoiminto (II-b) Valmistustoiminto (II-c) Kokoonpanotoiminto

10. (II-a) Perus muuntotoiminto kappaletavara uotannossa Muokataan laitokseen sisään tulevia raaka-aineita prosessin tarvitsemaan muotoon Vastaava, kuin (I-b) Viimeistelytoiminto jatkuvassa tuotannossa Optimointiongelmat vastaavia kuin (I-b), mutta ne voivat olla sidottuja tuotannon muihin toimintoihin

11. (II-b) Valmistustoiminto kappaletavaratuotannossa Tuoteaihiot kulkevat useiden koneiden läpi, ja niille tehdään erilaisia toimintoja Koneita voi olla paljon erilaisia ja niissä on kiinni paljon pääomaa Erilaiset tuotteet kulkevat koneiden läpi eri järjestyksissä Valmistetaan tilauksesta

12. (II-c) Kokoonpanotoiminto kappaletavaratuotannossa Kootaan tuotteet erilaisista osista Kokoonpanolaitoksessa osille ei juurikaan tehdä muutoksia, voidaan esimerkiksi maalata Materiaalinhallintajärjestelmät ja kokoonpanorobotit, ei varsinaisia koneita Kokoonpanolinjoja, tuotantosoluja (workcell) tai niiden yhdistelmiä

13. (II-c) Kokoonpanotoiminto kappaletavaratuotannossa Työsolut eivät tyypillisesti tarvitse töiden järjestelyä, mutta niihin vaikuttaa työntekijäöiden oppimiskäyrät Kokoonpanolinjoilla työt on järjestelty ryhmittely- ja jaotteluheuristiikalla ottaen huomioon lähetyspäivät

14. (II) Kappaletavaratuotanto • Esimerkki piirilevyjen valmistus • (II-a) Perus muuntotoiminto • Leikataan epoksilevyistä oikean kokoisia kortteja • (II-b) Valmistustoiminto • Piirretään ja syövytetään piirilevyt • (II-c) Kokoonpanotoiminto • Kiinnitetään komponentit piirilevyille

15. Lisätoiminnot • Jatkuvassa tuotannossa • Raaka-aineiden keräystoiminto • Jakeluvaihe viimeistelyn jälkeen • Kappaletavaratuotannossa • Raaka-aineiden keräystoiminto, voi olla (I-b) • Jakelu • Molemmissa tuotantotyypeissä voi olla useita laitoksia jokaisessa toimintovaiheessa

16. Parametrit ja tuntomerkit (i) Suunnitteluhorisontti (ii) ”Kellotaajuus” (clock-speed) (iii) Tuotteiden erilaistamisen taso

17. Sektorien piirteet SektoriProsessiSuunnittelu- KellotaajuusTuotteiden horisonttierilaistaminen (I-a) suunnittelupitkä-medium low erittäinmatala (I-b) suunnittelu/skedulointi medium/lyhyt medium/korkea medium/matala (II-a) suunnittelu/skedulointi medium/lyhyt medium erittäinmatala (II-b) suunnittelu/skedulointi medium/lyhyt medium medium/matala (II-c) skedulointilyhytkorkeakorkea

18. Mallityypit • (I-a) Valmistustoiminto jatkuvassa tuotannossa • Malli: • Tuotantoeränkokomallit • Sykliset aikataulutusmalli • Ratkaisutekniikka: • Kokonaislukuoptimointi sekamallit

19. Sekakokonaislukuoptimointi MixedIntegerprogramming MIP Osa muuttujista kokonaislukuja Tuotantomäärät voivat olla niin suuria, että niissä voidaan käyttää jatkuvia muuttujia Aikataulumalleissa on yleensä vain kokonaislukumuuttujia Jos kokonaislukumuuttujia on tehtävässä vain vähän, voidaan käyttää hyväksi lineaarista optimointi relaksaatiota

20. Kehykset toimitusketjujen suunnittelussa ja skeduloinnissa Tavoitteena tuottaa ja kuljettaa valmiit tuotteet kuluttajille ajoissa ja mahdollisimman edullisesti. Maailmanlaajuisessa toimitusketjussa kaikkien vaiheiden koordinointi pitää yhdistää samaan kehykseen (framework) Aloitetaan laajoista kokonaisuuksista ja pitkästä aikavälistä Edetään pienempiin osiin ja lyhyempiin aikaväleihin

22. Optimoinnin vaiheet • Keskipitkä aikaväli • Aika viikkoina tai kuukausina • Tuotantoyksikkönä laitokset • Optimoidaan koko ketjua • Lyhyt aikaväli • Perustuu keskipitkän aikavälin suunnitelmaan • Aika päivinä tai tunteina • Käsitellään yksittäisiä koneita

23. Lyhyen aikavälin suunnittelu • Huomioidaan • Aidot tilaukset • Yksittäiset tuotteet • Laitoksien sisäinen aikataulutus • Ratkaisumenetelminä • Lähetyssäännöt (dispatchingrule) • Pullonkaulatekniikat • Paikalliset etsintämenetelmät • Kokonaislukuoptimointi

24. Suunnitelmien vuorovaikutus • Keskipitkä aikaväli • Suunnittelu • Tiedot lyhyen aikavälin suunnitelmista • Lyhyt aikaväli • Skedulointi • Rajoitteet keskipitkän aikavälin suunnitelmista • Iteratiivinen prosessi

25. Optimointitehtävän purkaminen Tehtävä voi olla liian laaja ratkaistavaksi sellaisenaan Tehtävä voidaan purkaa ajan, laitosten, tuoteperheiden tai maantieteellisten alueiden mukaan Osatehtävien ratkaisuista yhdistellään tehtävälle kokonaisratkaisu

26. Jatkuvien muuttujien diskretointi • Jatkuvakin tuotanto voidaan joutua optimoimaan diskreettien yksiköiden mukaan • Esimerkiksi valmistus tai kuljetussäiliön koko • Ajan suhteen diskretointi • Aikayksikön pituus riippuu suunnitteluhorisontista

27. Kotitehtävä 10 Yritys valmistaa lukollisia peltisiä postilaatikoita. Yrityksessä halutaan hallita tuotantoketjua alusta loppuun, tuotantoketju lähtee yhtiön omista rautakaivoksista. Muodosta postilaatikoiden tuotantoa kuvaava malli käyttäen esityksen toimintojakoa päättyen tukkuliikkeeseen.