Elastyczne planowanie produkcji w fabryce samochodów BMW
Źródło fot. BMW
31/05/2019
Materiał informacyjny

Możliwość uwzględniania życzeń klienta dotyczących konfiguracji wyposażenia samochodu i to jak najkrócej przed rozpoczęciem produkcji jest ważnym czynnikiem decyzyjnym podczas zakupu nowego auta. W fabryce samochodów BMW oprogramowanie PSI Qualicision pozwala klientowi na dokonanie zmian na sześć dni przed rozpoczęciem produkcji.

Zmiana wymagań klienta = wyzwanie dla producenta

W przemyśle samochodowym procesy produkcyjne i logistyczne muszą być jak najbardziej efektywne, aby zapewnić krótki czas cyklu wytworzenia i dostarczenia nowego produktu. Takie wymagania stawia również sytuacja na rynku. Klienci cenią sobie prawo do nieskrępowanego niczym wyboru wyposażenia auta. Jak zatem muszą być zorganizowane i elastyczne procesy produkcyjne, po stronie logistyki i IT w fabryce samochodów, aby mogły powstawać auta dopasowane do indywidualnych potrzeb klientów? Jak dalece jest to zindywidualizowany proces, uzmysławia jeden z modeli BMW serii 3: samochody mogą zostać wyprodukowane w tak licznych wariantach, że teoretycznie tylko dwa identyczne pojazdy opuszczałyby linię produkcyjną w ciągu roku.

Dla planowania produkcji oraz dla logistyki oznacza to jedno: wiadomo, że będzie produkowane auto, ale nie do końca wiadomo jakie. Dopiero na 6 dni przed rozpoczęciem produkcji logistycy dowiadują się jakie komponenty będą wykorzystane.

Z pomocą przyszła włączona w proces sprzedaży technologia informatyczna Qualicision. Korzystanie z systemu okazało się pomocne już w trakcie rozmowy klienta z doradcą, czyli podczas zamawiania auta. Przy jego pomocy możliwe było sprawdzanie, na ile realne są wymagania stawiane przez kupującego BMW, włącznie z określeniem precyzyjnego terminu realizacji auta w zamówionej wersji.

W odniesieniu do procesów w przedsiębiorstwie oznacza to podanie terminów produkcji zdefiniowanego wcześniej modelu. Należy przy tym pamiętać, iż BMW zaproponowało swoim klientom dodatkowo zmianę szczegółów zamówienia jeszcze sześć dni przed terminem rozpoczęcia produkcji. Rekonfiguracja wyposażenia uwzględnia zmiany zarówno pojedynczych elementów wyposażenia, kolorystyki wnętrza, jak i modeli silnika bądź też skrzyni biegów z manualnej na automatyczną. Dla planowania produkcji oraz dla logistyki oznacza to jedno: wiadomo, że będzie produkowane auto, ale nie do końca wiadomo jakie. Wszelkie zmiany, które zostały uzgodnione przed ostatecznym terminem, muszą zostać opracowane tak, by dział logistyki zabezpieczył potrzebne do produkcji podzespoły. Oznacza to, iż dokładne zaplanowanie czasu, wewnętrzna dyspozycja, jak również koordynacja dostawców musi zmieścić się w tym sześciodniowym takcie.

Planowanie produkcji samochodów BMW

Dodatkowym utrudnieniem, na które musi być przygotowana produkcja to optymalne przeplanowanie harmonogramu produkcji. Tylko w ten sposób można, po jakimś nieprzewidywalnym zdarzeniu, ponownie wrócić do normalnego etapu montażu, zapewniając realizację kolejnych zleceń. Spektrum środków zaradczych i scenariuszy postępowania jest stosunkowo szerokie. Najpierw zabudowuje się część auta przeznaczoną do późniejszego montażu albo też w teoretycznym przypadku możliwe jest nawet zdjęcie na krótki czas całego pojazdu z linii montażowej. Generalnie zapewniono możliwość adaptacji planowania do realizacji, co jednocześnie nie stoi w sprzeczności z możliwością oferowania wielu wariantów. Na przygotowanie dziennej produkcji samochodów potrzeba około jednej godziny pracy osoby odpowiedzialnej za ten proces. Po zmianach dokonanych przez klienta ponowna optymalizacja przebiegu produkcji zajmuje zaledwie pięć minut. Tym samym wszelkie procesy dopasowujące do nowej sytuacji można zrealizować bez większych problemów w przeciągu jednej zmiany.

Jak zapewnić wysoką elastyczność produkcji?

Wykorzystanie klasycznych metod matematyki i technik pomiarowych do zarządzania i regulowania tak skomplikowanych procesów, jakie zachodzą w fabryce BMW, byłoby bardzo trudne do realizacji. W tym wypadku nie pomogłyby nawet superwydajne komputery. Ponieważ logiczne przeciwstawienia, które mogłyby wystąpić wśród możliwych rozwiązań, musiałyby zostać po pierwsze wcześniej zdefiniowane; po drugie zaś musiałyby znaleźć odzwierciedlenie w oprogramowaniu. Poprzez przełożenie sposobu myślenia i podejmowania decyzji przez człowieka na możliwości systemu PSI Qualicision możliwe stało się elastyczne planowanie. Proces ten jednak nie odbywa się za pomocą formuł, tylko rozwiązań heurystycznych, które zapewniają elastyczność i szybkość działania. Logistycznym rdzeniem tego rozwiązania jest technologia Qualicision, która z nieostrych informacji potrafi stworzyć bardzo wyraźne dane pozwalające na stworzenie dokładnego planu produkcyjnego.

Co ma wspólnego konsola DJ’a z planowaniem produkcji?

Stosowną do tego analogią jest obraz pulpitu mikserskiego w studio nagrań. W praktyce operator dźwięku pracuje w ten sposób, że używa odpowiedniego suwaka czy pokrętła tak, aby dopasować dźwięk do swojego słuchu. Jest to czynność, na którą ma bezpośredni wpływ doświadczenie i nie musi to być odzwierciedlone różnymi obliczeniami. Niektóre suwaki są ze sobą bezpośrednio połączone tak, że możliwa jest korelacja wprost lub odwrotna poszczególnych kanałów.

Wróćmy do rozwiązania systemowego Qualicision, dzięki któremu ustala się produkcję samochodów BMW. W tym wypadku znajdzie się również na monitorze suwaki do regulacji, które można bezstopniowo ustawić pomiędzy „0” a „1” bądź też pomiędzy 0 a 100 proc. Każdy z tych suwaków odpowiada jednemu parametrowi, który jest istotny dla produkcji. W binarnym systemie decyzyjnym, a więc „tak“ lub „nie”, stoją za tymi poleceniami wartości „0” lub „1”, pozwalające na wygenerowanie się polecenia. Przykładowo wygląda to tak: „klimatyzacja zabudować? – tak lub nie” lub „nawigacja zabudować? – tak lub nie?” Inne decyzje są płynne i zdarzają się częściej. To może być na przykład warunek, który ma strukturę bardziej kompleksową. Trzeba wówczas zdecydować się na wybranie balansu ciągu decyzyjnego pomiędzy „0” a „1”, dla którego nie ma żadnych narzuconych stałych założeń, np. jeżeli chodzi o nieprzeciążanie pracowników w trakcie pracy.

Przy produkcji samochodów liczba wymaganych parametrów sięga nawet 120. Do tej liczby zalicza się również warunki wykluczające się, mówiące, że nie wolno łączyć danego silnika z określoną skrzynią biegów. Kiedy monter na linii produkcyjnej ma do zrobienia jeden po drugim, trzy lub cztery w pełni wyposażone pojazdy, wymaga to od niego wysokiego stopnia koncentracji, co przekłada się na większe zmęczenie. Aby zmniejszyć ryzyko błędu, ustawiana jest taka sekwencja produkcji, aby pracownicy byli równomiernie obciążeni w trakcie całej zmiany. W sytuacji montażu auta z pełnym wyposażeniem to system powinien dokonać takiej optymalizacji, że następnym na linii będzie pojazd, który posiada prostsze wyposażenie.

Jak pogodzić przeciwstawne kryteria w planowaniu produkcji?

Innym przykładem jest planowanie lakierowania karoserii w lakierni, którą to później poprzez bufory wprowadza się na linię montażową. Tutaj bardzo ważne jest, aby na początku były nakładane jasne kolory lakieru, z których to stopniowo przechodzi się w coraz ciemniejsze. Inaczej mówiąc, polecenie systemu może brzmieć, żeby nastąpiła zmiana kolorów z „jasnych“ na „ciemne”, ale tak, aby uniknąć zbyt długich czasów przezbrojeń, które powstają w wyniku czyszczenia lakierni. Tylko te dwa przykłady uzmysławiają, że pomiędzy obszarami montażu a lakiernią istnieją wysoce różne, żeby nie powiedzieć przeciwstawne warunki, służące optymalizacji kolejności produkcji. Zadziwiające może być to, iż przy produkcji samochodów liczba wymaganych parametrów z reguły sięga 100 do 120. Do tej liczby zalicza się również warunki wykluczające się, mówiące, że nie wolno łączyć danego silnika z określoną skrzynią biegów.

Kastomizacja produktu jako trend związany z Przemysłem 4.0

Rosnące oczekiwanie klientów polegające na nadaniu kupionemu produktowi indywidualnego charakteru zauważalne jest w wielu branżach. Trend związany z kastomizacją produktu uznawany jest za siłę napędową zmian w ramach koncepcji Przemysłu 4.0. Koncerny motoryzacyjne od wielu lat korzystają z rozwiązań informatycznych, które umożliwiają klientom maksymalne opóźnienie momentu podjęcia ostatecznej decyzji dotyczącej wyposażenia czy koloru wybranego modelu. Klienci mają szerokie możliwości wpłynięcia na finalny produkt nawet na kilka dni przed planowaną produkcją. Fabryki BMW korzystające z technologii Qualicision, dostarczanej przez PSI FLS Fuzzy Logik & Neuro Systeme GmbH, szybko wprowadzają zmiany w sekwencji produkcji minimalizując jednocześnie czas planowania, przezbrojeń oraz przestojów związanych z nieprzewidzianymi zmianami.