Virtauslait

Liittyen vaihteluun ja sen kontrollointiin tässä postauksessa käydään läpi muutamia tuotannon virtaukseen vaikuttavia ”lakeja”.

Kapasiteetti

Kapasiteettia ei voida koskaan hyödyntää täydellä 100 % käyttöasteella. Mitä lähemmäksi täyttä kapasiteettia mennään, sitä enemmän meille kertyy keskeneräisen tuotannon (WIP) varastoja ja tuotteen kokonaistuotantoaika (CT) kasvaa. Koska käytännön systeemeissä esiintyy aina vaihtelua, ajaudumme täyteen buukatulla kapasiteetilla helposti seuraavaan kierteeseen;

• Kapasiteetti määritellään poistamalla yleisimmät konerikot, tauot, asetusajat yms.
• Laskettu kapasiteetti aikataulutetaan täyteen
• Ennemmin tai myöhemmin systeemissä esiintyvän vaihtelun johdosta pullonkaulapiste ylikuormittuu
• Töitä aloitetaan, mutta niitä ei valmistu, joten WIP kasvaa
• Koska käytämme tuotantoa täydellä kapasiteetilla, emme saa kirittyä tuotantoa ja alotettujen töiden tuotantoaika (CT) kasvaa
• Työt myöhästyvät
• Asiakkaat valittavat
• Lopulta johto ryhtyy tarvittaviin korjaustoimiin
• Ylitöille, ylimääräiselle vuorolle tai alihankinnalle myönnetään ”kertaluontoinen poikkeuslupa”
• Tämän johdosta kapasiteetti kasvaa, jolloin esim. kahdesta vuorosta kolmeen siirryttäessä meidän suunniteltu käyttöaste tippuu 100 % -> 67 %.
• WIP vähenee, tuotantoajat normalisoituu ja asiakkaat ovat taas tyytyväisiä.
• Kaikki huokaisevat ja ihmettelevät miten tilanne pääsi karkaamaan käsistä sekä lupaavat ettei tämä toistu enää
• Kaikki alkaa alusta

Mitä lähemmäksi 100 % käyttöastetta mennään sitä isompi WIP ja pidemmät tuotantoajat meillä on. Lähellä 100 % ne suorastaan räjähtävät käsiin eksponentiaalisesti. Mitä isompi vaihtelu (CV) meillä on, sitä isommat ongelmat.

Erätuotanto

Ensiksi meidän tulee määritellä käsitteitä. Eränä puhutaan sekä tuotantoeristä että siirtoeristä. Tuotantoerä jakautuu vielä kahteen eri malliin, peräittäistuotantoon ja samanaikaiseen tuotantoon.

Perättäistuotantoerä merkitsee sitä siirtoerien määrää, joka tuotetaan ennen kuin tuotanto työasemalla vaihtuu toiseen tuotteeseen. Tätä kutsutaan perättäistuotannoksi, koska osat tuotetaan työasemalla järjestyksessä perättäin.

Samanaikaisessa tuotannossa  voidaan työasemalle ottaa samanaikaisesti useita tuotteita työn alle (”oikea erätuotanto”). Molempien prosessien käyttäytyminen on kuitenkin samankaltaista operatiivisessa mielessä.

Samanaikaistuotannon käyttöasteen pienentämiseksi tulisi koneella ajaa aina täysillä erillä. Kuitenkin mikäli tämä kone ei ole pullonkaula, ei käyttöasteen pienentäminen ole välttämätön ja voi olla järkevää tuottaa myös pienempiä eriä, jolloin saadaan lyhennettyä tuotantoaikaa (CT).

Siirtoerä tarkoittaa tuotemäärää, ”koria”, joka täytetään ennen kuin tuotteet siirretään seuraavalle työasemalle. Mitä isommat siirtoerät, sitä isompi tuotantoaika, koska osat joutuvat odottamaan pidempään siirtoerän täyttymistä. Kuitenkin pienemmillä siirtoerillä aiheutamme enemmän tavaran käsittelyä.

Esimerkiksi trukilla voidaan helposti siirtää kokonaisen työvuoron aikana tuotetut tavarat seuraavalle työasemalle, kun pumppuvaunuilla operoiden joutuisimme siirtämään tavaraa 30 kertaa vuorossa, vaikka samalla saisimmekin pienennettyä siirtoerän 3 prosenttiin (esimerkiksi 100 tuotteesta 3 tuotteeseen).

Tavaroiden siirtäminen on täysin oma prosessinsa, eikä tuotantoerän ja siirtoerän tarvitse olla samat. Itseasiassa pienet siirtoerät nopeuttavat tuotantoaikaa. Erityisesti kun työpisteet ovat lähellä toisiaan ja asetusajat pitkiä, on järkevää pitää tuotantoerät isoina ja siirtoerät pieninä.

Samanaikaisen tuotannon tuotantoerä

Otetaan esimerkiksi polttouuni, joka vetää kerrallaan maksimissaan 100 tuotetta. Tuotteita tulee polttaa uunissa 24 tuntia ja edeltävän työaseman tuotanto on 1 tuote tunnissa, eli 24 tuotetta päivässä. Selvästikään yhden tuotteen kerrallaan polttaminen ei ole järkevää. Mikäli polttaisimme kokonaisen päivän 24 kpl tuotannon kerralla, olisi meidän kapasiteetti 1 tuote tunnissa, joka on sama kuin tuotteiden saapumisnopeus. Tämä nostaisi kuitenkin uunin käyttöasteen 100 prosenttiin, joka ei pitkällä tähtäimellä ole järkevää ja mahdollista.

Koska käyttöasteen tulee olla alle 100 %, on pienin mahdollinen eräkoko 25 kpl. Tietenkin yksi vaihtoehto olisi ottaa uuniin koko eteen kerääntynyt jono (tai koneen maksimikapasiteetti, kumpi on rajoittavana tekijänä), mutta tämä ei ole järkevä strategia mikäli tuotteita saapuu purskahduksittain, eli edellisen työaseman tuotantoaika on hyvin vaihteleva (HV). Tällöin paras ratkaisu on odottaa minimierän 25 kpl muodostumista.

Siirtoerä

Wallace Hopp kertoo kirjassaan Factory Physics hauskan esimerkin huonosti suunnitellusta tuotannosta. Tuotanto oli järjestetty soluihin siten, että saapuvan metalliosan poraukset, kiillotukset ja muut työvaiheet saatiin tehtyä tunnissa. Tällä solutuotannolla oli saatu vähennettyä tuotantoaika useista päivistä yhteen tuntiin.

Hopp vierailuryhmänsä kanssa kuitenkin huomasi, että osat jäivät tuotannon jälkeen odottamaan asennukseen siirtoa. Tämä siirtoerä oli niinkin suuri kuin 10 000 kappaletta. Näin ollen ensimmäisen tuotetun osan täytyi odottaa 9999 muuta osaa, ennen kuin se siirrettiin asennusvaiheeseen. Tuotantolinjan kapasiteetti oli 100 osaa tunnissa, joten todellinen odotusaika ensimmäiselle osalle oli noin 100 tuntia.

Näin hyvää tarkoittava, WIP -varastojen ja tuotantoaikojen pienentämiseen tarkoitettu muutos olikin jotain aivan muuta. Hoppin mukaan heidän näkemänsä tuotanto oli lähinnä teoreettista worst case -tuotantoa mitä hän on koskaan nähnyt.

Kyseisessä tapauksessa siirtoerän pienentäminen vaikkapa vain kymmenykseen, eli 100 tuotteeseen, olisi tarkoittanut tavaran siirtämistä vain 10 tunnin välein. Harvemmin kuin kerran vuorossa tapahtuva tavaran siirtäminen ei vielä sido paljoa työtä, mutta olisi pienentänyt huomattavasti tuotantoaikaa ja keskeneräistä tuotantoa.