Fizyczne ograniczenia fabryki Zbych-Pol & Mobet: miks produktów jako nadrzędne ograniczenie
Teza
Żaden pojedynczy zasób fabryki nie jest wąskim gardłem sam w sobie. Prawdziwym ograniczeniem jest miks produktów — kombinacja wyrobów jednocześnie obecnych w produkcji. To miks determinuje, jak tory, stoły, węzły betoniarskie i suwnice wchodzą ze sobą w konflikt. Planowanie działa wtedy, gdy model opisuje te interakcje jednym, spójnym językiem — narzędziem wspierającym decyzje Dyrektora Produkcji zamiast obciążać go kolejnymi arkuszami.
Zanim zaplanujesz — musisz wiedzieć, co stawia opór
Rozdział opiera się na zrozumieniu wyzwań ETO i pajęczyny zależności z rozdziału 01. Czytasz od początku? Możesz pominąć.
Miks produktów — nadrzędne ograniczenie
Fabryka Zbych-Pol & Mobet wytwarza jednocześnie wiele typów produktów: belki mostowe, płyty kanałowe, ściany prefabrykowane, fundamenty. Każdy typ produktu inaczej zużywa zasoby — zajmuje inną przestrzeń, wymaga innej receptury betonu, innego czasu dojrzewania, innego sposobu transportu.
Miks produktów to rozkład archetypów w czasie oraz ich konkurencja o zasoby (tory, suwnice, place, cure time), który determinuje realną przepustowość fabryki w danym okresie.
To nie poszczególne zasoby są wąskim gardłem, lecz ich kombinacja przy danym miksie produktów. Pojedynczy zasób (np. węzeł betoniarski) może mieć znaczny zapas mocy — ale gdy trzy typy produktów wymagają trzech różnych receptur w ciągu jednej zmiany, harmonogramowanie staje się wyzwaniem mimo dostępnej pojemności.
Miks produktów działa jak meta-ograniczenie: nie jest fizycznym zasobem, lecz rządzi interakcjami między wszystkimi zasobami fizycznymi. Zmiana miksu — dodanie pilnego zlecenia na belki mostowe, przesunięcie serii płyt — natychmiast zmienia obciążenie torów, stołów, węzłów i suwnic.
Zasoby fabryki — cztery filary sterowane miksem
Poniżej opisane zasoby stanowią cztery filary fizyczne fabryki. Ich wzajemne zależności nie wynikają z własnych ograniczeń pojemnościowych, lecz z tego, jak miks produktów wymusza ich jednoczesne użycie.
1. Tory naciągowe (Hala A, produkcja liniowa 1D)
Tor o długości ~108 metrów, na którym elementy sprężone (belki mostowe, dźwigary) są układane jeden za drugim. Decyzja o segmentacji toru oporami wpływa na wielkość jednorazowego zalewu i moment zapotrzebowania na beton z węzła.
Zanim dojdzie do zalewania, tor musi przejść przez naciąg i kotwienie lin (strun) sprężających — operację kluczową i czasochłonną. Sprężanie angażuje tor na wyłączność: liny rozciągnięte na całej długości uniemożliwiają jakiekolwiek inne operacje. Z perspektywy harmonogramu sprężanie to osobny krok planistyczny, który musi poprzedzić szalowanie i zbrojenie segmentów, a jego czas trwania wpływa bezpośrednio na dostępność toru dla kolejnych zleceń.
2. Stoły produkcyjne (Hala B, produkcja płaszczyznowa 2D)
Stoły płaskie i uchylne, na których powstają płyty, fundamenty i ściany prefabrykowane. Stoły uchylne są zarezerwowane dla elementów wymagających pionizacji — umieszczenie zwykłej płyty na stole uchylnym blokuje miejsce dla ściany, która musi tam trafić następnego dnia. Miks produktów decyduje o tym, jak stoły są dzielone między typy wyrobów.
3. Dwa (+1) węzły betoniarskie — elastyczna logistyka wewnętrzna betonu:
| Węzeł | Rola | Tryb VIP | Współpraca |
|---|---|---|---|
| WĘZEŁ_PROD (produkcyjny) | Prefabrykaty na torach i stołach — produkcja „zawsze ma beton” | TAK — wyłączność dla dużych zalewów (np. belka mostowa) | Priorytet produkcji |
| WĘZEŁ_TOW (towarowy) | Beton towarowy dla klientów zewnętrznych + rezerwa dla produkcji | NIE — kolejka standardowa | Rezerwowy dla produkcji, gdy WĘZEŁ_PROD jest zajęty |
Kluczowa zasada: priorytet VIP (wyłączność lokalna) na WĘZEŁ_PROD nie blokuje WĘZEŁ_TOW. Dzięki temu podczas dużego betonowania na torze (np. belka mostowa wymagająca ciągłości zalewu) stoły mogą być normalnie obsługiwane przez drugi węzeł.
Węzły betoniarskie dysponują zapasem mocy — sam beton nie jest wąskim gardłem pojemnościowym. Ograniczeniem staje się natomiast harmonogramowanie receptur wynikające z miksu produktów: gdy w jednej zmianie fabryka produkuje jednocześnie belki (wysoka wytrzymałość, duży zalewek ciągły), płyty kanałowe (inna receptura, krótsze serie) i ściany (jeszcze inna receptura, stoły uchylne), sekwencja przygotowania i dostarczania betonu staje się wyzwaniem logistycznym — mimo że pojemność węzłów jest daleka od wyczerpania.
Czas dojrzewania betonu — po zalaniu beton dojrzewa od 12 do 48 godzin, zależnie od klasy betonu, temperatury otoczenia i metody pielęgnacji, z typową wartością ~16 h w warunkach standardowych. W tym czasie zasób (tor lub stół) jest zablokowany, nawet gdy „nic się nie dzieje”. Cure time nie jest stałą — to funkcja warunków, a model planowania musi ją traktować jako parametr zmienny. Jedna z analizowanych strategii — Late Pour — polega na przerzuceniu dojrzewania na godziny nocne, tak aby o 6:00 następnego dnia element był gotowy do rozformowania. Okno zalewania 12:00–14:00 to hipoteza wyjściowa do walidacji w ramach RFC — realne okno może być szersze (np. 10:00–14:00), zależnie od organizacji zmian, dostępności betonu i priorytetów VIP danego dnia.
Pielęgnacja po rozformowaniu — zmienny czas, nie stała
Po rozformowaniu element betonowy nie jest jeszcze gotowy do użycia. Wymaga pielęgnacji — nawilżania, ochrony przed zbyt szybkim wysychaniem, a zimą utrzymywania odpowiedniej temperatury. Czas pielęgnacji jest funkcją warunków, nie stałą: zależy od klasy betonu, temperatury otoczenia, wilgotności i wymaganej wytrzymałości końcowej. W praktyce oznacza to, że element po rozformowaniu nadal zajmuje zasoby fabryki (miejsce na placu lub w strefie pielęgnacji) i wymaga nadzoru — choć tor lub stół jest już formalnie wolny. Model planowania musi traktować pielęgnację jako osobny krok z własnym, zmiennym czasem trwania.
4. Suwnice pomostowe
Transport ciężkiego elementu (80 ton i więcej) wymaga sprzęgnięcia czterech suwnic jednocześnie (kwartet). W tym momencie cała nawa produkcyjna jest sparaliżowana — żadna inna operacja transportowa nie jest możliwa. Dodatkowo suwnice obsługują zarówno dostawę betonu (kosz), jak i wywóz gotowych elementów — konflikt użycia może zablokować wyjazd wyrobów.
Plac składowy — ograniczenie, które „nie istnieje w planie”
Element wyprodukowany, ale nieodebrany przez klienta, nie znika — zajmuje miejsce na placu składowym. Zapełniony plac blokuje wywóz kolejnych gotowych elementów z hali, a to z kolei blokuje suwnice i uniemożliwia rozformowanie następnych wyrobów. W skrajnym scenariuszu pełny plac zamraża całą linię produkcyjną. Dla Dyrektora Produkcji plac składowy to codzienne zmartwienie — zasób, którego pojemność zależy od terminowości odbioru przez klienta, a więc od czynnika spoza kontroli fabryki.
Plac to jednak nie tylko statyczna pojemność. Transport gotowych elementów z torów i stołów na plac jest sprzężony z rytmem produkcji: betonowanie → dojrzewanie → rozformowanie → transport na plac. System musi znać nie tylko ile elementów jest na placu, ale kiedy kolejne przyjadą (wynikające z harmonogramu rozformowań) i kiedy zostaną odebrane przez klienta. Pojemność placu i plan transportu to jedno ograniczenie — dynamiczne, powiązane z cyklem produkcyjnym, a nie statyczny limit miejsc.
Zbrojarnia — skończona wydajność w systemie pull
Tory i stoły „ciągną” zbrojenie z zbrojarni (giętarki, zgrzewarki, kosze zbrojeniowe). Wydajność zbrojarni jest skończona dobowo — gdy miks produktów wymaga jednocześnie wielu różnych koszyków zbrojeniowych, zbrojarnia staje się wąskim gardłem zasilającym. Model planowania musi uwzględniać tę wydajność jako ograniczenie wyprzedzające względem zalewania.
Stolarnia — szalunki jako warunek zalewania
Analogicznie do zbrojarni, stolarnia przygotowuje szalunki (formy), bez których zalewanie nie może się rozpocząć. Szalunki są dopasowane do konkretnego typu produktu — inna forma na belkę mostową, inna na płytę kanałową, inna na ścianę prefabrykowaną. Wydajność stolarni jest skończona dobowo, a czas przygotowania szalunku zależy od złożoności produktu. Gdy miks produktów wymaga jednocześnie wielu różnych form, stolarnia — podobnie jak zbrojarnia — staje się ograniczeniem wyprzedzającym. Model planowania musi uwzględniać dostępność szalunków jako warunek konieczny rozpoczęcia zalewania.
Sezonowość — ograniczenie w tle
Powyższe cztery filary działają w warunkach zmiennych sezonowo. Temperatura otoczenia wpływa bezpośrednio na czas dojrzewania betonu — zimą pielęgnacja wymaga podgrzewania (naparzanie, maty grzewcze), co wydłuża cykl i podnosi koszty energetyczne. Latem popyt na prefabrykaty rośnie (sezon budowlany), a beton dojrzewa szybciej — ale fabryka musi obsłużyć większy wolumen zleceń tymi samymi zasobami. Model planowania musi uwzględniać tę zmienność: inne czasy cyklu zimą i latem, inne koszty pielęgnacji, inna przepustowość efektywna tych samych torów i stołów.
Do walidacji RFC
Konkretne parametry sezonowości (współczynniki korekcyjne cure time, graniczne temperatury, koszty pielęgnacji zimowej) wymagają danych z fabryki.
Diagram — Hierarchia ograniczeń fabryki
Miks produktów na szczycie jako meta-ograniczenie sterujące czterema filarami fizycznymi (przestrzeń, materiał, czas, transport), które wspólnie synchronizują się w punkcie zalewania betonu.
flowchart TB MIKS["MIKS PRODUKTÓW<br/>Nadrzędne ograniczenie<br/>Kombinacja wyrobów w produkcji"] subgraph PRZESTRZEN["OGRANICZENIA PRZESTRZENNE"] direction TB TOR["Tory naciągowe 1D<br/>Segmentacja oporami<br/>Wymuszona sekwencja liniowa"] STOL["Stoły 2D płaskie i uchylne<br/>Asymetria funkcjonalna"] end subgraph BETON["OGRANICZENIA MATERIAŁOWE"] direction TB WEZEL_PROD["WĘZEŁ_PROD<br/>Priorytet produkcji<br/>Tryb VIP<br/>Zapas mocy ~5×"] WEZEL_TOW["WĘZEŁ_TOW<br/>Rezerwa i beton towarowy"] end subgraph CZAS["OGRANICZENIA CZASOWE"] direction TB DOJRZEWANIE["Cure time 12–48 h<br/>Funkcja warunków<br/>Blokada zasobu"] end subgraph TRANSPORT["OGRANICZENIA TRANSPORTOWE"] direction TB SUWNICE["Suwnice tandem i kwartet<br/>Paraliż nawy przy 80 t"] end subgraph SKLADOWANIE["OGRANICZENIA SKŁADOWANIA"] direction TB PLAC["Plac składowy<br/>Nieodebrany element blokuje przepływ"] end POUR["POUR<br/>Punkt synchronizacji wszystkich filarów"] ZAKLOCENIE["Zakłócenie harmonogramu<br/>Efekt domina"] PLAN["Plan jako model fizyki fabryki"] MIKS --> PRZESTRZEN MIKS --> BETON MIKS --> CZAS MIKS --> TRANSPORT MIKS --> SKLADOWANIE TOR --> DOJRZEWANIE STOL --> DOJRZEWANIE DOJRZEWANIE --> POUR WEZEL_PROD --> POUR WEZEL_TOW -.-> POUR SUWNICE --> POUR POUR --> ZAKLOCENIE SUWNICE --> PLAC PLAC --> ZAKLOCENIE ZAKLOCENIE --> PLAN style MIKS fill:#FFF9C4,stroke:#F57F17,stroke-width:3px style PRZESTRZEN stroke:#546E7A,stroke-width:2px style BETON stroke:#2E7D32,stroke-width:2px style CZAS stroke:#EF6C00,stroke-width:2px style TRANSPORT stroke:#455A64,stroke-width:2px style SKLADOWANIE stroke:#6D4C41,stroke-width:2px style POUR fill:#FFFFFF,stroke:#2E7D32,stroke-width:3px style ZAKLOCENIE fill:#FFEBEE,stroke:#C62828,stroke-width:2px style PLAN fill:#E8F5E9,stroke:#2E7D32,stroke-width:2px
Dokumentacja szczegółowa
Pełna dokumentacja techniczna — model domenowy, specyfikacje formalne, decyzje architektoniczne — jest dostępna na życzenie jako osobny pakiet.
Co z tego wynika dla planowania
Tory, stoły, węzły, suwnice, plac, zbrojarnia, sezonowość — każdy z tych zasobów generuje dziesiątki sygnałów dziennie, a ich interakcje mnożą się z każdym nowym zleceniem w miksie. Dyrektor Produkcji — dyrygent fabryki — koordynuje tę złożoność dzięki intuicji i doświadczeniu, ale żaden system planistyczny nie poradzi sobie bez jednego, wspólnego języka, który te ograniczenia opisze w sposób zrozumiały zarówno dla planisty, jak i dla algorytmu. Tym językiem jest Kanoniczny Model Danych — i to właśnie on jest tematem następnego rozdziału.
Wejście i wyjście modelu planowania — perspektywa biznesowa
| Co obejmuje | |
|---|---|
| Wejście | Lista INTENCJI (zleceń z priorytetami), przypisane ARCHETYPY (profile zasobowe produktów), kalendarz pracy i dostępność zasobów, aktualny STAN (dane zwrotne z hali) |
| Wyjście | Plan zmianowy (sekwencja i alokacja zasobów), wykryte konflikty zasobów i kolizje, wskaźniki ryzyka i obciążenia poszczególnych filarów |
Typowe konflikty wynikające z miksu produktów
Poniższe sytuacje ilustrują, jak ograniczenia fabryki wchodzą ze sobą w interakcje — to właśnie te konflikty musi rozwiązywać model planowania:
- Cure time vs rotacja torów — element dojrzewający 36 h blokuje tor na prawie dwie zmiany; następne zlecenie czeka mimo gotowego zbrojenia i betonu.
- Kwartet suwnic vs zalewanie — transport elementu 80+ ton paraliżuje nawę; zaplanowane zalewanie na sąsiednim torze musi czekać na zwolnienie suwnic.
- Receptury betonu vs sekwencja zalewań — trzy różne receptury w jednej zmianie wymuszają przezbrojenie węzła betoniarskiego; harmonogram zalewań zależy od kolejności receptur, nie od gotowości torów.
- Plac składowy vs rozformowanie — zapełniony plac uniemożliwia wywóz gotowych elementów, co blokuje rozformowanie i zajmuje tory/stoły mimo zakończonego dojrzewania.
- Zbrojarnia vs wielość archetypów — jednoczesna produkcja belek, płyt i ścian wymaga różnych koszyków zbrojeniowych; skończona wydajność zbrojarni ogranicza liczbę równoległych zalewań.
- Sezonowość vs planowanie buforów — zimą wydłużony cure time wymaga większych buforów czasowych; latem wyższy popyt skraca margines bezpieczeństwa mimo szybszego dojrzewania.
Poprzedni rozdział: 01-Wyzwanie-ETO-Prefabrykatów | Następny rozdział: 03-CDM-jako-Wspólny-Język-Biznesu-i-Produkcji