Έρευνα, σχεδιασμός και μοντελοποίηση ενός ολοκληρωμένου συστήματος ελέγχου και προγραμματισμού παραγωγής στη βάση ενός πρωτότυπου συστήματος αντίστροφου Προγραμματισμού Απαιτήσεων Υλικών (reverse MRP)

Abstract

This thesis discusses the design of a production planning and control system (PPC) for discrete manufacturing environments, referred to as r-MRP. The proposed approach operates under the framework of hierarchical finite capacity shop-floor modelling and discrete-event simulation. It overcomes some of the main deficiencies of MRP-based systems by considering capacity constraints, lead times fluctuations, lot sizing and priority control in a ‘bucket-less’ environment. The r-MRP system was developed based on a new method that integrates shop scheduling and material planning in a simultaneous computational process (reverse MRP). Under this methodology, material and capacity constraints are considered, together with a number of conflicting planning criteria, in a continuous time environment. Lead times are dynamically calculated variables, based on actual loads in each workcenter. A number of alternative feasible shop schedule and material plan combinations are formed in real time. The r-MRP system was implemented as an experimental software tool. Its performance has been evaluated in a case study of a textile company with ‘real life’ data. When studied through a set of simulation experiments it has been found to outperform standard MRPII system in cases of short production times, high value inventory items and frequent, small deliveries by suppliers, in terms of a number of scheduling and inventory performance indicators. The r-MRP tool can be incorporated in legacy IT systems as an interfaced functional module.

Αντικείμενο της διατριβής αποτελεί το πρόβλημα του προγραμματισμού παραγωγής και ελέγχου των αποθεμάτων των συστημάτων διακριτής παραγωγής. Στόχος της είναι να προτείνει ένα νέο σύστημα PPC (r-MRP) που θα ξεπερνά ορισμένους βασικούς περιορισμούς των MRP-based συστημάτων. Το σύστημα αυτό αναπτύχθηκε πάνω σε μία νέα μέθοδο που ενοποιεί τις λειτουργίες διαχείρισης αποθεμάτων και λεπτομερούς χρονοπρογραμματισμού σε μία ενιαία παράλληλη υπολογιστική διαδικασία (reverse MRP). Ο σχεδιασμός του προτεινόμενου συστήματος ξεπερνάει βασικές αδυναμίες των MRP-based συστημάτων, λαμβάνοντας υπόψη τους περιορισμούς δυναμικότητας των παραγωγικών πόρων, τη διακύμανση των χρόνων υστέρησης των εργασιών σε αυτούς και τις σχετικές προτεραιότητες των παραγγελιών, μέσα σε ένα περιβάλλον συνεχούς χρόνου. Επιπλέον εισάγει ένα εργαλείο αξιολόγησης και επιλογής ενός αποδοτικού συνδυασμού χρονοπρογράμματος εργοστασίου και πλάνου αποθεμάτων μέσα από ένα σύνολο διαθέσιμων και εφικτών εναλλακτικών σεναρίων. Η διαμόρφωση των εναλλακτικών αυτών σεναρίων γίνεται λαμβάνοντας κάθε φορά υπόψη τους υφιστάμενους περιορισμούς δυναμικότητας της επιχείρησης και των υλικών, καθώς και ένα σύνολο κριτηρίων, ενίοτε αλληλοσυγκρουόμενων. Τα εναλλακτικά σενάρια που σχηματίζονται αξιολογούνται μέσα από ένα σύνολο δεικτών απόδοσης τόσο χρονοπρογραμματισμού, όσο και διαχείρισης αποθεμάτων. Το προτεινόμενο σύστημα υλοποιήθηκε υπό τη μορφή πειραματικού λογισμικού, μέσα σε περιβάλλον προσομοίωσης διακριτών συμβάντων (discrete-event simulation). Η απόδοση του μελετήθηκε μέσα από την πιλοτική εφαρμογή του σε μία τυπική κλωστοϋφαντουργική μονάδα και βρέθηκε να υπερτερεί σε συγκεκριμένες περιπτώσεις της υπολογιστικής διαδικασίας ενός τυπικού συστήματος MRPII, όσον αφορά ένα σύνολο δεικτών απόδοσης χρονοπρογραμματισμού και διαχείρισης αποθεμάτων. Το προτεινόμενο σύστημα r-MRP θα μπορούσε να ενσωματωθεί σε ένα MRP-based σύστημα ως ένα διασυνδεόμενο υποσύστημα (module) υποστήριξης της λειτουργίας προγραμματισμού παραγωγής και ελέγχου αποθεμάτων.