Optymalizacja długości serii produkcji

Zapasy powstające w przedsiębiorstwach handlowych, produkcyjnych spowodowane są zakupem materiałów i towarów w określonych partiach oraz produkcją wyrobów w określonych seriach. Przedsiębiorstwa w takiej organizacji procesów gospodarczych ponoszą koszty magazynowania oraz uruchamiania poszczególnych partii (serii) materiałów, wyrobów czy też towarów. Koszty te zależą od wielkości partii produkcji. Przy wyborze partii należy uwzględnić wiele czynników, które wymagają odmiennych decyzji, przemawiających za zwiększeniem wielkości partii produkcyjnej lub jej zmniejszeniem. Zwiększenie partii powoduje wzrost kosztów magazynowania oraz spadek kosztów przygotowania. W takich warunkach ważne staje się ustalenie optymalnej serii produkcji wyrobów i optymalnej partii zamówienia.

Optymalizacja długości serii produkcji

Koszty istotne dla ustalenia tej wielkości:

• Koszty uruchomienia serii produkcji:
  • koszty przestrojenia urządzeń i maszyn produkcyjnych,
  • koszty sporządzania i projektowania harmonogramu produkcji w serii,
  • koszty zamówienia materiałów do produkcji nowej serii.
• Koszty magazynowania wyrobów:
  • czynsze, ubezpieczenia, podatki,
  • koszty kredytu na finansowanie zapasów,
  • koszty utrzymania magazynów.

Łączne koszty magazynowania i produkcji istotne dla podjęcia decyzji o długości serii:

K=Kp+Km

• gdzie:
• K - koszty całkowite produkcji i zamówienia,
• Kp - koszty całkowite produkcji,
• Km - koszty całkowite zamówienia.

Km=km * D/2

• km-koszty magazynowania jenostki wyrobu w jednym okresie,
• D/2-średni zapas wyrobu w jednym okresie.

Kp=kp * Q/D

• kp - jednostkowy koszt uruchomienia serii produkcji,
• Q/D - liczba serii produkcji, jakie należy uruchomić w ciągu ustalonego okresu (np. w ciągu roku).

Koszty całkowite magazynowania i produkcji, istotne dla podjęcia decyzji co do długości serii produkcji, mogą być zatem przedstawione następująco:

K=km * D/2 + kp * Q/D

Funkcja ta ma minimum w punkcie:

D0=(2* kp * Q/km)

Wzór ten pozwala wyznaczyć optymalną długość serii produkcji, przy której całkowity koszt magazynowania i produkcji wyrobu jest najmniejszy (w ustalonym okresie).

Metody optymalizacji długości serii produkcji

Optymalizacja długości serii produkcji jest kluczowym elementem efektywnego zarządzania procesem produkcyjnym. Istnieje kilka głównych metod, które mogą być wykorzystane w celu optymalizacji długości serii produkcji. Przykładowe metody to:

• Metoda ekonomicznej wielkości partii (EOQ) - ta metoda opiera się na równowadze między kosztami utrzymania zapasów a kosztami przestoju produkcji. Dąży do znalezienia optymalnej ilości produktu, która minimalizuje koszty całkowite.
• Metoda punktu równowagi kosztów - ta metoda bada, w jaki sposób zmiany w długości serii produkcji wpływają na koszty. Celem jest znalezienie punktu, w którym koszty przestoju są w równowadze z kosztami przestawienia produkcji.
• Metoda programowania dynamicznego - ta zaawansowana metoda matematyczna uwzględniająca wiele czynników, takich jak koszty przestoju, koszty przestawienia produkcji, prognozy sprzedaży, dostępność surowców itp. Dąży do znalezienia optymalnej strategii produkcji na podstawie dynamicznej optymalizacji kosztów.

Metoda ekonomicznej wielkości partii (EOQ) opiera się na zasadzie minimalizacji kosztów całkowitych związanych z utrzymaniem zapasów i kosztami przestoju produkcji. Zakłada, że koszty składowania i koszty przestoju mają swoje własne funkcje, które są zależne od długości serii produkcji. Celem metody EOQ jest znalezienie optymalnej wielkości partii, która minimalizuje sumę tych dwóch kosztów.

Metoda EOQ uwzględnia następujące czynniki:

• Koszty utrzymania zapasów, takie jak koszty magazynowania, ubezpieczenia, obsługi itp.
• Koszty przestoju produkcji, takie jak utracone zyski, opóźnienia w realizacji zamówień, utrata klientów itp.
• Czas trwania serii produkcji, czyli czas potrzebny na wykonanie jednej partii produktu.
• Wielkość zapotrzebowania na produkt w określonym czasie.

Na podstawie tych czynników metoda EOQ oblicza optymalną wielkość partii, która minimalizuje koszty całkowite.

Metoda punktu równowagi kosztów

Metoda punktu równowagi kosztów polega na analizie wpływu zmiany długości serii produkcji na koszty przestoju i koszty przestawienia produkcji. Celem tej metody jest znalezienie punktu, w którym koszty przestoju są w równowadze z kosztami przestawienia produkcji.

Metoda ta bada następujące czynniki:

• Koszty przestoju produkcji, takie jak utracone zyski, koszty obsługi zamówień itp.
• Koszty przestawienia produkcji, takie jak czas i koszty związane z przestawieniem maszyn, narzędzi, personelu itp.
• Czas trwania serii produkcji, czyli czas potrzebny na wykonanie jednej partii produktu.

Na podstawie tych czynników metoda punktu równowagi kosztów analizuje, jaka długość serii produkcji minimalizuje łączne koszty przestoju i przestawienia produkcji.

Metoda programowania dynamicznego

Metoda programowania dynamicznego jest bardziej zaawansowaną metodą optymalizacji długości serii produkcji, która uwzględnia wiele czynników, takich jak koszty przestoju, koszty przestawienia produkcji, prognozy sprzedaży, dostępność surowców itp. Metoda ta polega na znalezieniu optymalnej strategii produkcji na podstawie dynamicznej optymalizacji kosztów.

Metoda programowania dynamicznego uwzględnia następujące czynniki:

• Koszty przestoju produkcji, takie jak utracone zyski, koszty obsługi zamówień itp.
• Koszty przestawienia produkcji, takie jak czas i koszty związane z przestawieniem maszyn, narzędzi, personelu itp.
• Prognozy sprzedaży, które pomagają w określeniu optymalnej wielkości partii w zależności od popytu na produkt.
• Dostępność surowców i innych zasobów, które mogą wpływać na możliwość produkcji określonej ilości produktu.
• Elastyczność produkcji, czyli zdolność do dostosowania się do zmieniającego się popytu i warunków rynkowych.

Na podstawie tych czynników metoda programowania dynamicznego analizuje różne strategie produkcji i stara się znaleźć taką, która minimalizuje łączne koszty przy uwzględnieniu wszystkich zmiennych.

Czynniki wpływające na optymalną długość serii produkcji

Optymalna długość serii produkcji zależy od:

• Zdolności produkcyjne - zdolności technologiczne i organizacyjne przedsiębiorstwa, takie jak wydajność maszyn, umiejętności personelu, dostępność zasobów itp.
• Koszty przestoju - koszty związane z przestojem produkcji, takie jak utracone zyski, koszty obsługi zamówień itp.
• Koszty przestawienia produkcji - koszty związane z przestawieniem maszyn, narzędzi, personelu itp.
• Dostępność surowców - dostępność niezbędnych surowców i materiałów potrzebnych do produkcji.
• Elastyczność produkcji - zdolność do dostosowania się do zmieniającego się popytu i warunków rynkowych.

Wszystkie te czynniki mają wpływ na proces podejmowania decyzji dotyczących optymalnej długości serii produkcji. Przedsiębiorstwo musi uwzględnić te czynniki i dostosować swoje strategie produkcji, aby osiągnąć optymalne rezultaty.

Zdolności produkcyjne przedsiębiorstwa, takie jak wydajność maszyn, umiejętności personelu, dostępność zasobów itp., mają istotny wpływ na decyzję dotyczącą optymalnej długości serii produkcji. Odpowiednie wykorzystanie zdolności produkcyjnych może przyczynić się do zwiększenia efektywności i rentowności procesu produkcyjnego.

Jeśli przedsiębiorstwo ma wydajne maszyny i dobrze wyszkolony personel, może być w stanie obsłużyć większe serie produkcji. Zwiększenie długości serii produkcji może prowadzić do obniżenia kosztów przestawienia produkcji, ponieważ mniej razy będzie konieczne przestawienie maszyn i narzędzi. Jednak długie serie produkcji mogą prowadzić do większych kosztów przestoju, jeśli nie ma zapotrzebowania na większą ilość produktów.

Zdolności produkcyjne powinny być analizowane pod kątem możliwości zwiększenia wydajności i elastyczności produkcji, aby dostosować się do zmieniających się warunków rynkowych i popytu. Ważne jest, aby znaleźć optymalny balans między zdolnościami produkcyjnymi a długością serii produkcji, aby osiągnąć jak najlepsze rezultaty.

Koszty przestrojenia, czyli koszty związane z przestawieniem maszyn, narzędzi, personelu itp., mają istotny wpływ na decyzję dotyczącą optymalnej długości serii produkcji. Koszty przestawienia są zazwyczaj stałe i niezależne od wielkości partii produkcyjnej.

Im większa seria produkcji, tym mniejsze są koszty przestawienia na jednostkę produktu. Dłuższa seria produkcji pozwala na zwiększenie wykorzystania czasu pracy maszyn i personelu, co może prowadzić do obniżenia kosztów przestawienia. Jednak zbyt długie serie produkcji mogą prowadzić do większych kosztów przestoju, jeśli nie ma zapotrzebowania na większą ilość produktów.

Decyzja dotycząca optymalnej długości serii produkcji powinna uwzględniać analizę kosztów przestawienia i kosztów przestoju. Przedsiębiorstwo powinno dążyć do znalezienia równowagi między tymi dwoma kosztami, aby osiągnąć optymalne wyniki.

Dostępność surowców jest istotnym czynnikiem wpływającym na decyzję dotyczącą optymalnej długości serii produkcji. Jeśli surowce są łatwo dostępne i przedsiębiorstwo ma pewność, że będzie je miało w wystarczającej ilości, może zdecydować się na dłuższą serię produkcji.

Długie serie produkcji mogą prowadzić do lepszej wydajności i obniżenia kosztów przestawienia, jeśli surowce są dostępne w odpowiednich ilościach. Jednak jeśli surowce są ograniczone lub niepewne, długie serie produkcji mogą prowadzić do większego ryzyka związanego z utratą zapasów i kosztami przestoju, jeśli surowce się skończą.

Przedsiębiorstwo powinno uwzględnić dostępność surowców i prognozy dotyczące dostaw, aby podjąć decyzję dotyczącą optymalnej długości serii produkcji. Ważne jest, aby znaleźć równowagę między wydajnością produkcji a ryzykiem związanym z dostępnością surowców.

Elastyczność produkcji, czyli zdolność do dostosowania się do zmieniającego się popytu i warunków rynkowych, ma wpływ na decyzję dotyczącą optymalnej długości serii produkcji. Przedsiębiorstwo, które posiada elastyczną produkcję, może łatwo zmieniać długość serii w zależności od potrzeb rynku.

Jeśli popyt na produkt jest zmienny, elastyczność produkcji może być korzystna. Przedsiębiorstwo może dostosować długość serii produkcji do zmieniającego się popytu, minimalizując koszty przestoju i przestawienia produkcji. Krótsze serie produkcji mogą być bardziej odpowiednie, jeśli popyt jest niepewny lub zmieniający się.

Optymalizacja długości serii produkcji — artykuły polecane

Optymalizacja wielkości zamówienia — Koszt planowany — Optymalna wielkość zamówienia — Zapas bezpieczeństwa — Koszt stały — Gospodarka magazynowa — Produkcja masowa — Gospodarowanie zapasami — Koszty wytwarzania

Bibliografia

• Brzeziński M. (red.) (2002), Organizacja i sterowanie produkcją, Placet, Warszawa
• Nowak E. (2009), Zaawansowana rachunkowość zarządcza, Polskie Wydawnictwo Ekonomiczne, Warszawa

Autor: Barbara Pamuła