Đóng băng thứ tự, tối ưu xung quanh nó

Thứ tự được quyết định trước khi phần mềm xuất hiện

Thứ tự sản xuất trong ngày thường được chốt trước khi mở bất kỳ công cụ lập kế hoạch nào. Người lập kế hoạch đã biết sản phẩm nào chạy sau sản phẩm nào, và theo hướng nào: chuyển đổi từ tông màu sáng sang tông màu tối là nhanh, còn chiều ngược lại lâu hơn nhiều; các nhóm không chứa chất gây dị ứng chạy trước, rồi đến phần còn lại; các đơn hàng dùng chung một khung giao hàng nằm cùng nhau. Phần lớn những điều này không bao giờ nằm trong hệ thống lập kế hoạch. Đó là kiến thức vận hành do người lập kế hoạch nắm giữ, và trên một dây chuyền nhiều chuyển đổi với các máy song song ở mỗi công đoạn, nó không phải là một sở thích; nó là kế hoạch vận hành.

Phần mềm muốn lấy thứ tự của bạn

Lời chào hàng phổ biến nhất của phần mềm lập kế hoạch là sắp xếp lại thứ tự: giao phó nhà máy cho công cụ, và nó sẽ tìm ra một thứ tự tốt hơn, một thứ tự giúp giảm tổng thời gian sản xuất. Trên những dây chuyền mà bài viết này nói đến, lời chào hàng đó va phải ba thực tế.

Ma trận chuyển đổi là kiến thức theo hướng, theo từng máy, mà người lập kế hoạch mang theo: thời gian từ bất kỳ sản phẩm nào sang bất kỳ sản phẩm nào khác. Một số thứ tự là quyết định tuân thủ: các đợt chạy không chứa chất gây dị ứng trước các đợt có chứa chất gây dị ứng, các lần vệ sinh đã được thẩm định giữa các nhóm sản phẩm, các khoảng thời gian vệ sinh mà không ai xếp công việc chạy ngang qua. Và việc gom các lần chạy thành chiến dịch theo nhóm sản phẩm giúp phân bổ thời gian vệ sinh giữa các sản phẩm không tương thích. Một công cụ tự do sắp xếp lại công việc có thể cải thiện góc nhìn của chính nó về kế hoạch sản xuất nhưng vẫn cho ra một kế hoạch sản xuất mà người lập kế hoạch không thể thực thi, vì việc sắp xếp lại phá vỡ những ràng buộc khiến dây chuyền tuân thủ quy định, sạch sẽ và giữ trọn cam kết với khách hàng.

Đóng băng thứ tự, tối ưu xung quanh nó

Luận điểm mà bài viết này bảo vệ rất đơn giản: trên những dây chuyền này, bài kiểm tra đúng cho phần mềm lập kế hoạch không phải là nó sắp xếp lại công việc của bạn tốt đến đâu, mà là nó tối thiểu hóa tổng thời gian sản xuất tốt đến đâu trong thứ tự bạn đang nắm giữ. Hãy giữ nguyên nó. Hãy để phần mềm đảm nhận việc phân công máy và thời gian xung quanh nó.

Đóng băng thứ tự có một điểm bất lợi thực sự. Các công trình nghiên cứu về lập kế hoạch ra đời vì việc sắp xếp lại thứ tự tiết kiệm thời gian, đôi khi là rất nhiều. Những lợi ích đó là thật, và đóng băng một thứ tự yếu sẽ từ bỏ một phần trong số đó. Người lập kế hoạch vẫn nắm giữ thứ tự, vì họ sở hữu những ràng buộc không thể tính toán được: thứ tự tuân thủ, cấu trúc chiến dịch, các cam kết với khách hàng dùng chung một dây chuyền.

"Đóng băng" cần được hiểu chính xác, vì có ba thứ khác nhau đều được gọi là đóng băng:

Tầm nhìn kế hoạch sản xuất tổng thể đã bị đóng băng suốt nhiều thập kỷ như một nguyên tắc trong lập kế hoạch sản xuất. Thứ tự thực thi là thứ mà bài viết này lập luận người lập kế hoạch nên giữ. Ngược lại, phân công máy và thời gian chính là thứ nên để ngỏ: đó là phần mà phần mềm giỏi.

Rủi ro thực sự là một thứ tự đóng băng nhưng chưa được định thời

Phản biện hiển nhiên: đóng băng thứ tự là bạn tự tạo ra thời gian chờ ẩn. Một thứ tự trông tốt ở một nút thắt cổ chai có thể khiến các máy song song bị bỏ lại không việc: một dây chuyền đứng chờ việc trong khi dây chuyền song song đang xếp hàng dài. Câu trả lời là đây chính là lý do ranh giới nằm ở vị trí của nó. Người lập kế hoạch đóng băng thứ tự; phần mềm nắm việc phân công và thời gian. Một thứ tự đóng băng nhưng chưa được định thời là một rủi ro; một thứ tự đóng băng với thời gian do phần mềm đảm nhận mới là mục đích. Các máy song song ở mỗi công đoạn chính là điều khiến sự phân chia này không hề tầm thường: với nhiều dây chuyền hoặc nhiều đầu chiết rót ở mỗi công đoạn, thứ tự không quyết định thời gian. Ai chạy gì, khi nào, trên máy nào là một quyết định thứ hai, và đó chính là nơi tối ưu hóa có ý nghĩa.

Có bao nhiêu thời gian đang bị bỏ ngỏ

Để minh họa cụ thể cho sự đánh đổi: một nghiên cứu đã công bố về một dây chuyền salad cá trích đo được thời gian chuyển đổi chiếm 28 phần trăm tổng thời gian khả dụng hằng năm của dây chuyền: 536 trong số 1.928 giờ, trong khi sản xuất thực tế chỉ chiếm 47 phần trăm. Cùng nghiên cứu đó báo cáo rằng một chương trình Single-Minute Exchange of Die (SMED) đã cắt giảm 34 phần trăm thời gian chuyển đổi và thu về khoảng 11 phần trăm công suất dây chuyền. Không nguồn nào chứa một so sánh có kiểm soát giữa đóng băng và tự do, nên hãy hiểu đây là quy mô phần lợi ích có thể giành được, chứ không phải một phán quyết về việc đóng băng.

Luận điểm rất đơn giản. Trên một dây chuyền nơi các lần chuyển đổi tiêu tốn hơn một phần tư thời gian khả dụng, thứ tự, sản phẩm nào chạy sau sản phẩm nào, và thời gian, từng công việc chạy khi nào và trên máy nào, mỗi yếu tố đều có thể làm thay đổi tổng thời gian sản xuất một cách đáng kể. Đó là lý do ranh giới giữa chúng là quyết định quan trọng, và là lý do "ai nắm thứ gì" là câu hỏi nên đặt ra với bất kỳ công cụ lập kế hoạch nào.

Một lưu ý thẳng thắn: chính nhà máy salad cá trích đó báo cáo 49 phần trăm công suất dư thừa ở thời điểm nhu cầu cao điểm và 75 phần trăm trong các giai đoạn bình thường, một thước đo phía cầu, không phải tỷ lệ trong thời gian dây chuyền. Thời gian dư có thể làm giảm tính cấp thiết của các quyết định về thứ tự, nhưng nó không giải quyết chúng. Nhà máy vẫn chọn giảm chuyển đổi làm đòn bẩy đầu tiên, vì thời gian dư của họ mang tính mùa vụ: thời hạn sử dụng ngắn khiến họ không thể đơn giản tích trữ hàng tồn kho.

Núm điều chỉnh quản trị: Semi-Auto ở giữa

Đây là lúc mô hình chế độ xuất hiện, và nó là câu trả lời cho câu hỏi quản trị mà bài viết này mở đầu: người lập kế hoạch quyết định liệu thứ tự có phải là một ràng buộc hay không. Schantt triển khai quyết định đó như một núm điều chỉnh ba vị trí.

Ở một đầu, chế độ Auto. Thứ tự không phải là một ràng buộc: thuật toán lập kế hoạch quyết định nó, phân công máy và thời gian, với mục tiêu tối thiểu hóa tổng thời gian sản xuất.

Ở giữa, chế độ Semi-Auto. Người lập kế hoạch nhập sản phẩm và số lượng theo một thứ tự sản xuất cố định, và thuật toán giữ nguyên thứ tự đó một cách chính xác. Nó tối ưu hóa phân công máy và thời gian xung quanh thứ tự đó, quyết định máy nào chạy công việc nào và khi nào, để tối thiểu hóa tổng thời gian sản xuất. Các lần chuyển đổi phụ thuộc thứ tự, được nhập dưới dạng thời gian có hướng theo từng máy từ sản phẩm này sang sản phẩm khác, được gộp vào mục tiêu đó. Trong chế độ Semi-Auto, thuật toán xử lý chúng bằng cách di chuyển công việc giữa các máy, không bao giờ bằng cách sắp xếp lại thứ tự. Thời điểm bắt đầu sớm nhất cho từng công việc là một đòn bẩy của người lập kế hoạch không phá vỡ thứ tự, và ràng buộc về máy phù hợp giúp việc phân công chỉ giới hạn ở những máy thực sự chạy được sản phẩm.

Ở đầu còn lại, chế độ Manual. Mọi quyết định đều do người dùng tự xác lập: vị trí, sản phẩm, số lượng, công đoạn, máy, thời điểm bắt đầu và kết thúc. Không có tối ưu hóa nào diễn ra.

Chọn chế độ chính là vạch ranh giới quản trị. Không có gì ở đây áp đặt một thứ tự về chất gây dị ứng, một khối theo nhóm sản phẩm, hay một bậc thang màu sắc; đó là các quy tắc của người lập kế hoạch, và các chế độ triển khai ranh giới mà người lập kế hoạch lựa chọn. Một sở thích một chiều như thứ tự từ sáng sang tối được khuyến khích chứ không bị áp đặt, thông qua thời gian chuyển đổi bất đối xứng: hướng không được khuyến khích có thời gian chuyển đổi dài hơn, nên mục tiêu tối ưu ưu tiên thứ tự mong muốn mà không bắt buộc nó.

Độ dài đóng băng và nhịp làm mới là núm điều chỉnh của người lập kế hoạch

Đóng băng trong bao lâu và làm mới với tần suất nào là quyết định của người lập kế hoạch, không phải cài đặt phần mềm. Trong thực tế, điều đó có nghĩa là chạy lại kế hoạch sản xuất với một thứ tự cố định đã cập nhật theo nhịp do người lập kế hoạch chọn: hằng ngày, theo ca, hoặc bất cứ khi nào thứ tự thay đổi đáng kể. Thứ tự đóng băng chính là thứ tự bạn trao đi; mọi thứ còn lại được tối ưu hóa lại ở mỗi lần chạy.

Không phải dây chuyền nào cũng cần lập luận này. Trên các dây chuyền gần như không phụ thuộc thứ tự, nơi các lần chuyển đổi nhanh và đồng nhất, cả đóng băng lẫn sắp xếp thứ tự đều không có nhiều ý nghĩa. Bài viết này được giới hạn phạm vi một cách có chủ đích: các flowshop và hybrid flowshop phụ thuộc thứ tự, nhiều chuyển đổi, với các máy song song ở mỗi công đoạn. Các cấu trúc hội tụ và phân kỳ, nơi sản phẩm hợp nhất hoặc tách ra dọc theo dây chuyền, là một bài toán khác và không được đề cập ở đây.

Những câu hỏi cần đặt ra với phần mềm lập kế hoạch của bạn

Khi bạn đánh giá phần mềm lập kế hoạch cho một dây chuyền nhiều chuyển đổi, các câu hỏi sẽ nảy ra từ chính lập luận trên:

• Nó có giữ nguyên thứ tự bạn đưa ra, hay coi đó chỉ là một gợi ý?
• Trong thứ tự đó, nó có đảm nhận việc phân công máy và thời gian, tối thiểu hóa tổng thời gian sản xuất không?
• Bạn có thể vạch ranh giới quản trị theo từng tình huống, với thứ tự hoàn toàn tự do, hoàn toàn cố định, hoặc hoàn toàn thủ công, mà không cần đổi công cụ không?
• Bạn có thể làm mới theo nhịp của riêng mình, đưa vào một thứ tự cố định đã cập nhật bất cứ khi nào bạn muốn không?

Luận điểm bài viết này bảo vệ chỉ có một: người lập kế hoạch quyết định liệu thứ tự có phải là một ràng buộc hay không. Phần mềm tối ưu hóa xung quanh quyết định đó, xử lý phân công và thời gian trong một thứ tự do người lập kế hoạch sở hữu, xứng đáng có chỗ đứng trên dây chuyền. Phần mềm khăng khăng lấy đi thứ tự của bạn đang xin một công việc mà người lập kế hoạch không trao đi.