Buňková výroba: kdy má výrobní buňka smysl

Domov » Zdroje » Buňková výroba: kdy má výrobní buňka smysl

Odhadovaný čas čtení: 10 minut

Buňková výroba soustřeďuje zařízení a pracoviště potřebná pro určitou rodinu výrobků blízko sebe, v pořadí odpovídajícím výrobnímu postupu. Místo přesouvání dílů mezi oddělenými provozy podle druhu technologie spojuje výrobní buňka různé operace do kompaktního sledu. Cílem je omezit přesuny a čekání a zkrátit cestu k hotovému výrobku.

Podstatné není to, zda dokážete do půdorysu zakreslit úhledné uspořádání do U. Jde o to, zda rodina výrobků může těmito operacemi spolehlivě procházet s lidmi, materiálem a kapacitou, které máte k dispozici.

Dobře navržená buňka odstraňuje zbytečné předávání rozpracovaných dílů. Neodstraňuje ale souběžné požadavky na sdílený měřicí stroj, dokončovací operaci nebo výrobní zdroj v předchozí fázi výroby. SkyPlanner APS pomáhá tyto dvě skutečnosti sladit: jeho umělá inteligence pro rozvrhování Arcturus koordinuje operace zakázek v buňce se zbytkem závodu, takže trávíte méně času slaďováním samostatných seznamů práce.

Jak výrobní buňka mění tok výroby

Při technologickém uspořádání jsou podobná zařízení soustředěna na jednom místě: soustruhy v jedné části, frézky v další a montáž jinde. Každý provoz zpracovává výrobky s různými výrobními postupy. Díly mezi těmito provozy putují a mohou čekat, než se uvolní další výrobní zdroj.

Buňka je naproti tomu uspořádána podle potřeb určité rodiny výrobků. Aby takové seskupení dávalo smysl, musí mít tyto výrobky dostatečně podobný sled operací. Samotná vzhledová podobnost nestačí: dvě podobná tělesa mohou vyžadovat různé postupy, zatímco vzhledově odlišné součásti mohou procházet téměř stejnými operacemi.

Představte si rodinu výrobků, která vyžaduje soustružení, vrtání a odjehlování. Když tato pracoviště umístíte vedle sebe, může tým předávat díly na další operaci bez opakované přepravy přes celý závod a bez zařazování do fronty jiného provozu.

Cílem je tam, kde je to praktické, dosáhnout plynulého toku, ať už po jednotlivých kusech, nebo v malých přepravních dávkách. Aby šlo o buňkovou výrobu, nemusí buňka v každém kroku zpracovávat právě jeden kus. Důležité je, jak dobře funguje celý sled operací, nikoli jak velkou dávku dokáže každý stroj samostatně dokončit.

Musí mít buňka tvar U?

Ne. Uspořádání do U může zkrátit vzdálenosti, které obsluha nachodí, a přiblížit začátek a konec výrobního postupu. Podle zařízení, přístupových cest a způsobu práce však může být vhodnější přímé nebo jiné kompaktní uspořádání. Tvar se přizpůsobuje procesu; neurčuje podstatu této metody.

Buňková výroba má také společné rysy s linkovou výrobou. Buňka obvykle slouží rodině výrobků s určitou variabilitou, zatímco vyhrazená linka je uspořádána pro standardizovanější tok při požadovaném objemu výroby. Žádná univerzální hranice objemu výroby mezi nimi neexistuje. Vybírejte uspořádání podle svého sortimentu a prováděných operací, ne podle toho, které označení zní nejvíce v duchu štíhlé výroby.

Výhody a nevýhody: co získáte a za jakou cenu?

Hlavní příležitostí je odstranit čas, který výrobku nepřidává žádnou hodnotu. Kratší přepravní trasy a méně předávání zkracují vzdálenost mezi operacemi, které hodnotu skutečně vytvářejí. Menší fronty znamenají méně nedokončené výroby na dílně a méně času stráveného jejím hledáním či přesouváním.

Blízkost pracovišť může také usnadnit odhalování problémů. Pokud při vrtání vznikne vada, která se hned zjistí při odjehlování, dostane předchozí pracoviště zpětnou vazbu dříve, než kdyby velká dávka musela nejprve projít přes celý závod. Tým tak má dříve možnost zabránit dalšímu šíření problému. Samotné uspořádání však způsobilost procesu nezajistí.

Stejně důležité jsou i nevýhody. Přemístění zařízení nebo pořízení dalších strojů stojí peníze. Stroj vyhrazený jedné rodině výrobků může mít nižší využití, než když sloužil celému závodu. Pro plynulý chod všech operací je nutná obsluha s potřebnými dovednostmi a dostatečné personální pokrytí. Změna poptávky navíc může jednu buňku přetížit, zatímco jiná bude mít volnou kapacitu.

Výrobní buňka tedy není příslibem, že každý stroj bude neustále vytížený. Její přínos spočívá v lepším toku dané rodiny výrobků při přijatelných celkových nákladech. Pokud kvůli vytížení jednoho pracoviště vzniká hromada dílů, které další pracoviště nemůže zpracovat, pouze jste frontu mezi provozy přesunuli do menšího prostoru.

Kdy je buňková výroba vhodná?

Začněte u výrobků a jejich skutečných výrobních postupů, ne u zařízení, která byste chtěli přemístit. Vycházejte z reprezentativní skladby zakázek, včetně pomalejších variant a operací, kvůli nimž díly pravidelně opouštějí navrhovanou buňku.

Otázka	Dobrý výchozí předpoklad	Důvod k podrobnějšímu posouzení
Mají výrobky společný výrobní postup?	Většina výroby probíhá ve stejném sledu operací	Časté vynechávání operací, návraty nebo nesouvisející výrobní postupy
Opakuje se poptávka?	Dostatek opakovaných zakázek, aby se vyplatilo vyčlenit potřebné výrobní zdroje	Ojedinělé zakázky nebo zásadní změny ve skladbě výroby
Lze operace dobře propojit?	Sladitelné časy operací, zvládnutelné seřizování a zajistitelné personální obsazení	Tok výroby určuje jedna dlouhá operace nebo časté přestavby
Co musí zůstat sdílené?	U operací mimo buňku je přehled o dostupné kapacitě a lze ji využít	U sdíleného specializovaného procesu je již nyní obtížné předvídat čekání

Tyto otázky slouží jako vodítko při rozhodování. Neznamenají, že výrobky musí být totožné nebo poptávka dokonale stálá. Závod s různorodou výrobou může pro skupinu výrobků s opakovatelným postupem využít buňku a pro zakázky s méně předvídatelnými postupy zachovat technologické uspořádání pracovišť.

Vedle výrobního postupu prověřte i samotnou náplň práce. Oddělte ruční manipulaci, chod stroje a přesuny obsluhy. Stroj, který po část cyklu běží bez obsluhy, klade jiné nároky na personální zajištění než stroj vyžadující nepřetržitou pozornost. Pouhým sečtením strojních časů nezjistíte, zda jeden pracovník zvládne bezpečně obsloužit celý sled operací.

Prověřte také přestavby mezi variantami v dané skupině výrobků. Pokud každá malá dávka vyžaduje zdlouhavé seřízení, samotné přiblížení strojů nezajistí častý a hospodárný průchod dávek. Aby buňka přinesla zamýšlený přínos, může být nejprve nutné zkrátit časy seřízení nebo změnit způsob dávkování.

Některé procesy je rozumné ponechat mimo buňku. Drahé zkušební zařízení, tepelné zpracování nebo sdílené dokončovací operace mohou sloužit mnoha skupinám výrobků. Není nutné pořizovat vše znovu pro každou buňku. Při hodnocení průběžné doby výroby a včasnosti dodávek dané skupiny však tyto operace musíte zahrnout.

Příklad: buňka funguje lépe, ale před kontrolou se stále čeká

Představte si, že soustružení, vrtání a odjehlování jsou nyní soustředěny v kompaktní buňce. Tým mezi nimi může přesouvat těleso součásti s menším počtem předání. Výstupní kontrola však probíhá na souřadnicovém měřicím stroji, který využívá i zbytek závodu.

Předpokládejme, že zakázka na tělesa vyžaduje před expedicí dvě hodiny kontroly. Do termínu zbývají pouze tři hodiny, po které je kontrolní pracoviště personálně obsazeno, a dvě z nich potřebuje jiná, již přislíbená zakázka. Tyto časy zahrnují zpracování, seřízení i veškeré požadované kontrolní úkony; operace na tomto stroji nemohou probíhat souběžně.

Celkem jsou tedy potřeba čtyři hodiny, ale k dispozici jsou jen tři. I při dokonale plynulém toku uvnitř buňky bude na sdílené kontrole jedna hodina chybět.

Zrychlení odjehlování chybějící hodinu nevytvoří. Plánovač musí posoudit kolidující závazky a zvážit skutečné řešení: prodloužit dobu, po kterou je kontrola personálně zajištěna, využít jiný způsobilý výrobní zdroj nebo upravit slíbený termín dodání. Změna pořadí může zachránit termín jedné zakázky, ale nedostatečná kapacita kvůli ní nebude stačit na obě.

Proto je třeba měřit průběžnou dobu až do převzetí po kontrole, ne měření ukončit na výstupu z buňky. Kratší průběžná doba uvnitř buňky je užitečná. Zákazníkovi však přinese výhodu teprve tehdy, když lze včas dokončit i zbývající operace.

Ze stejného důvodu by buňka neměla mít samostatný rozvrh, který ponechává kontrolu na někom jiném. Práce buňky i druhá zakázka musí být zahrnuty do společného plánu využití výrobních zdrojů.

Než přestavíte celý závod, ověřte buňku na jedné skupině výrobků

Vyberte skupinu výrobků s jasným výrobním postupem a podstatným problémem v toku výroby. Zaznamenejte současnou skutečnou průběžnou dobu výroby, čekání mezi operacemi, objem nedokončené výroby a včasnost dodávek. Zahrňte i sdílené procesy mimo zamýšlené hranice buňky, aby srovnání nezakrylo čekání tím, že se pouze přesune jinam.

Projděte navržený sled operací s lidmi, kteří je budou provádět. Ověřte přístup k pracovištím, manipulaci, doplňování materiálu, zajištění obsluhy i to, jak zastavení jedné operace ovlivní zbytek buňky. Maketa uspořádání nebo omezený pilotní provoz mohou odhalit problémy dříve, než se rozhodnete přemístit zařízení.

Vyzkoušejte reálnou skladbu výrobků, ne pouze nejjednodušší variantu. Porovnejte nový tok výroby s výchozím stavem a zjistěte, kde se čas spotřeboval. Klesl objem nedokončené výroby? Dokončí se celá zakázka dříve? Zastavuje se sled operací kvůli přestavbám nebo chybějící obsluze? Nevznikl na pracovišti mimo buňku nový nápor práce?

Na základě zjištění společně upravujte uspořádání, pracovní metody i rozvrh výroby. Cílem je opakovatelný způsob, jak dodávat danou skupinu výrobků, nikoli úspěšná ukázka v mimořádně klidný den.

Propojte rozvrh buňky s ostatní výrobou pomocí SkyPlanner

Jakmile se dohodnete na způsobu výroby, SkyPlanner převede výrobní postupy do rozvrhu operací. Stačí jednou definovat jednotlivé operace výrobku, jejich délku, vhodná pracoviště a materiálové požadavky. Nové položky zakázek tento postup převezmou; ze zakázky se doplní výrobek, množství a termín dodání.

Arcturus rozvrhuje zakázky společně podle nastavených kapacit pracovišť, směn, návazností a priorit. Pokud je zapnuté rozvrhování se zohledněním materiálu, vstupuje do výpočtu i jeho dostupnost. Ganttův diagram zobrazuje výsledné pořadí operací napříč pracovišti, včetně sdílených výrobních zdrojů mimo buňku.

V příkladu s tělesem je užitečné zobrazit jak výrobní postup buňky, tak druhou zakázku, která potřebuje stejnou kontrolu. Plánovač vidí, na kdy jsou operace naplánované, a může posoudit termíny dokončení, aniž by musel ručně znovu sestavovat samostatný seznam pro buňku a frontu na kontrolu.

Zachovejte v modelu skutečnou kapacitu buňky

V modelu zachyťte výrobní zdroje, které práci skutečně omezují. Pokud mohou soustružení, vrtání a odjehlování probíhat souběžně na různých dílech, může modelování celé buňky jako jediného pracoviště se sériovým zpracováním tuto kapacitu skrýt. Plán ale zároveň nesmí počítat se souběžnými ručními operacemi, které dostupný tým nedokáže zajistit.

SkyPlanner podporuje pracoviště představující stroje, jednotlivé pracovníky nebo týmy, stejně jako směny a přiřazování skupin zaměstnanců. Ověřte, zda model odpovídá skutečnému zajištění obsluhy: samotné přiřazení stejného člověka ke dvěma strojním pracovištím mezi nimi nevytvoří kapacitní omezení vyplývající ze sdílené obsluhy. Při ukázce proto pracujte s konkrétním rozvržením obsluhy a nepředpokládejte, že systém automaticky zabrání každému překryvu.

Při změnách ve výrobě přepočítejte plán

Urgentní zakázka nebo výpadek směny na kontrole neovlivní jen následující operaci v buňce. Upravte příslušné priority nebo dostupnou kapacitu a nechte Arcturus přepočítat celý navazující rozvrh. Než potvrdíte, co výroba dokáže dodat, zkontrolujte dotčené termíny dokončení.

Přínosem je méně času stráveného úpravami jednotlivých front operací a včasnější přehled o závazcích, které soupeří o stejné výrobní zdroje. O způsobu výroby a prioritách rozhoduje váš tým; SkyPlanner podle nich vypočítá rozvrh.

Systémy, které už ve firmě používáte, si můžete ponechat. SkyPlanner se prostřednictvím svého otevřeného REST API propojí s jakýmkoli ERP nebo MES a využije stávající data o zakázkách a výrobě pro detailní rozvrhování.

Zkušenost společnosti Eskomatic s rozvrhováním

Eskomatic, finská firma zabývající se zakázkovým obráběním, dříve sestavovala fronty práce převážně ručně a obtížně odhalovala nedostatek materiálu s dostatečným předstihem. Nasazení systému SkyPlanner propojilo stávající data z ERP s přehlednou frontou operací v Ganttově diagramu a automatickým rozvrhováním kapacitní zátěže.

Firma uvádí přesnější stanovování termínů dodání a méně prostojů způsobených chybějícím materiálem. Pro závod, který zavádí výrobní buňky, z této zkušenosti plyne užitečné poučení: do plánu zahrňte materiálovou připravenost i zatížení ostatní výroby. Dobře uspořádaný výrobní úsek pak dostává práci, kterou lze skutečně dovést až k dodání.

Otestujte buňku společně se sdíleným zdrojem, který ji omezuje

Buňkovou výrobu zvolte tehdy, když výrobní postup, náplň práce a poptávka u dané rodiny výrobků odůvodňují soustředění operací na jednom místě. Výsledek posuzujte až po poslední požadovanou operaci a zahrňte i výrobní zdroje, které tato rodina sdílí s ostatní výrobou.

SkyPlanner zvolte tehdy, když vám aktualizace takto provázaného plánu bere čas potřebný k rozhodování o výrobě. Získáte společný rozvrh pro buňku i zbytek závodu místo dalšího dílčího seznamu, který je nutné sladit s ostatními.

Objednejte si ukázku systému SkyPlanner a připravte si jeden navrhovaný výrobní postup buňky, rozvržení její obsluhy a výrobní zdroj mimo buňku, který ji nejspíše zdrží. Požádejte o prověření nedávné změny priorit nebo kapacity a jejího dopadu na ostatní zakázky. Pokud si chcete nejprve prohlédnout zobrazení rozvrhu sami, vyzkoušejte SkyPlanner s ukázkovými daty.