CONWIP tuotannossa: hallitse, mikä työ aloitetaan seuraavaksi

Etusivu » Resurssit » CONWIP tuotannossa: hallitse, mikä työ aloitetaan seuraavaksi

Arvioitu lukuaika: 10 minuuttia

Ensimmäinen kone on vapaana, joten aloitetaan uusi tilaus. Myöhemmissä vaiheissa viimeistelyyn on jo jonoa. Iltapäivään mennessä yhä useampi osa odottaa ja materiaalia on sitoutunut lisää, mutta toimitettavien tilausten työt ovat tuskin edenneet.

CONWIP tarjoaa keinon katkaista tämä kierre. Se rajoittaa määriteltyyn tuotantovirtaan vapautettavan työn määrää: kun aloitusluvan saanut erä poistuu ohjaussilmukasta, sen lupa vapautuu toisen erän käyttöön. Työt odottavat silmukan ulkopuolella, kunnes niille on tilaa.

Tämä toimintatapa vaikeuttaa tarpeettoman aikaisia aloituksia. Se ei kuitenkaan ratkaise, mikä odottava tilaus ansaitsee seuraavan aloitusluvan, eikä sovita sen työvaiheita varattujen resurssien aikatauluihin. Käytä CONWIPia töiden vapautuksen hallintaan ja SkyPlanner APS:ää ylläpitämään tuotantoaikataulua, jossa valinnan vaikutukset muihin töihin on huomioitu. Huomiota vaativaa keskeneräistä työtä on vähemmän, ja koneiden työjonojen yhteensovittamiseen kuluu vähemmän käsityötä.

Mitä CONWIP tarkoittaa tuotannossa?

CONWIP on lyhenne englannin ilmauksesta Constant Work in Process. Myös nimitystä Constant Work in Progress käytetään yleisesti. Kyseessä on imuohjaukseen perustuva tuotannonohjausmenetelmä, joka rajoittaa aloitusluvan saaneen työn kokonaismäärää määritellyssä ohjaussilmukassa sen sijaan, että jokaiselle työpisteelle annettaisiin oma täydennyssignaali.

Aloitusluvat esitetään kortteina tai sähköisinä tunnisteina, joita on rajallinen määrä. Kukin tunniste vastaa sovittua työmäärää, esimerkiksi yhtä määriteltyä tuotantoerää. Tunniste pysyy erään liitettynä sen kulkiessa silmukan läpi ja vapautuu uudelleen käyttöön sovitussa poistumistapahtumassa.

Toisin kuin nimikekohtainen täydennyskortti, CONWIP-tunniste voi antaa aloitusluvan eri tuotteille peräkkäisillä kierroksilla. Priorisoitu työjono vastaa kysymykseen ”mitä meidän pitäisi valmistaa?”. Vapaa tunniste puolestaan vastaa kysymykseen ”saako seuraavan työn vapauttaa tuotantoon?”.

Nimen ”vakio” tarkoittaa hallittua aloituslupien enimmäismäärää, ei vaatimusta pitää tuotanto jatkuvasti täynnä. Todellinen työmäärä voi jäädä enimmäismäärän alle, kun kysyntä on vähäisempää tai yksikään työ ei ole valmis aloitettavaksi. Epäsopivan tilauksen vapauttaminen vain vapaan tunnisteen käyttämiseksi on menetelmän tarkoituksen vastaista.

Seuraa yhden aloitusluvan kiertoa

Toimintasääntö on niin yksinkertainen, että sen ehtii selittää vuoron alussa:

1. Pidä odottavat työt silmukan ulkopuolella. Ylläpidä jonoa tilauksista tai eristä, joita ei ole vielä vapautettu tuotantoon. Tilaus voi näkyä suunnittelussa, vaikka sen valmistusta ei ole aloitettu.

2. Liitä vapaa tunniste aloitusvalmiiseen työhön. Töiden vapautuksesta vastaava henkilö valitsee jonosta seuraavan sopivan työn sovittujen prioriteettien ja aloitusvalmiuden tarkistusten perusteella.

3. Pidä aloituslupa työhön liitettynä. Työstö, siirrot ja odotus silmukan sisällä varaavat kaikki saman luvan. Siirtyminen koneistuksesta viimeistelyyn ei vapauta sitä.

4. Palauta tunniste määritellyssä poistumiskohdassa. Varmista, että erä täyttää poistumisehdon, tarkista ja täsmäytä sen tilatiedot ja vapauta lupa uudelleen käyttöön.

Jos kaikki tunnisteet ovat varattuina, seuraavan erän on odotettava. Ensimmäisen työvaiheen vapaa kapasiteetti ei ole peruste ylimääräisen aloitusluvan luomiselle.

Määrittele poistumisehto täsmällisesti. Jos silmukka päättyy esimerkiksi lopulliseen hyväksyntään, tunniste palautuu hyväksynnän jälkeen. Jos silmukka kattaa myös valmistuotevaraston, tunniste saattaa palautua vasta, kun tuote otetaan varastosta myöhempään käyttöön. Näillä ratkaisuilla hallitaan eri määriä. ”Valmistus päättynyt” ja ”tuote poistunut silmukasta” eivät tarkoita samaa tapahtumaa.

Valitse tarkoituksenmukainen rajaus ja laskentayksikkö

CONWIPia kannattaa harkita, kun vaihtuvat tuotteet voivat kulkea tunnistettavan yhteisen tuotantovirran läpi, mutta erillisen täydennyssilmukan ylläpito jokaiselle tuotteelle olisi työlästä. Tilausohjautuva tuotanto voi sopia tähän toimintatapaan: seuraava tunniste voidaan käyttää eri asiakkaalle räätälöityyn tuotteeseen sen sijaan, että sillä täydennettäisiin edellisen tuotteen varastoa.

Aloita tuoteperheestä tai tuotantoalueesta, jonka töiden saapuminen ja poistuminen voidaan havaita. Rajauksen tulee kattaa jonot, joita haluat hallita, eikä päättyä juuri ennen hankalaa työvaihetta. Jos koneistus palauttaa jokaisen tunnisteen ennen osien siirtymistä ylikuormitettuun viimeistelyyn, silmukka ei rajoita sinne kertyvää keskeneräistä työtä.

Vaihtelevat tuotantoreitit vaativat tarkempaa harkintaa. Jos erät ohittavat työvaiheita, lähtevät alihankintaan tai liittyvät kokoonpanoon, määrittele, mitä niiden aloitusluville tapahtuu. Yksi koko tehtaan kattava laskuri ei automaattisesti ole hyödyllinen ratkaisu toisistaan erillisille reiteille, joiden päättymiskohdat ovat hyvin erilaiset. Kokeile menetelmää ensin yhtenäisessä tuotantovirrassa ennen rajauksen laajentamista.

Yksi erä ei vastaa kiinteää kapasiteettimäärää

Kirjaa, mitä yksi tunniste edustaa. Jos se tarkoittaa yhtä erää, määrittele sallittu eräkoko tai kokoväli sekä erän jakamisen käsittelytapa. Muuten sama korttimäärä voi kätkeä taakseen paljon enemmän työtä pelkästään eräkokojen kasvun vuoksi.

Vaikka sääntö olisi yhtenäinen, eri tuotteet voivat vaatia eri määrän työstötunteja. Lyhyt koneistuserä ja pitkää erikoisviimeistelyä vaativa erä voivat kumpikin varata yhden tunnisteen, mutta niiden kuormitus ei ole sama. Seuraa tunnistemäärän rinnalla yhteisten resurssien jäljellä olevaa työkuormaa, etenkin tuotejakauman muuttuessa.

Keskeneräisen tuotannon kokonaismäärän rajoittaminen ei myöskään aseta enimmäispituutta jokaisen työpisteen jonolle. Työt voivat kasautua voimakkaasti kuormitetun vaiheen eteen samalla, kun toiselta työpisteeltä loppuvat työt. Määrittele tila- ja turvallisuusrajoitukset selkeästi ja selvitä jatkuvan kasautumisen syyt sen sijaan, että olettaisit silmukan tasapainottavan kaikki resurssit puolestasi.

CONWIP, Kanban ja drum buffer rope ohjaavat eri asioita

Menetelmiä voidaan käyttää rinnakkain, mutta niiden signaalit vastaavat eri kysymyksiin:

Menetelmä	Ohjauksen perusperiaate	Olennainen ero
CONWIP	Rajaa aloitusluvan saaneen työn määrää määritellyssä kokonaissilmukassa ja kohdistaa palautuneen luvan jonosta valittuun työhön.	Seuraava tuote voi olla eri kuin juuri poistunut tuote.
Nimikekohtainen Kanban-ohjaus tuotannossa	Täydentää määriteltyä nimikettä sovitulla määrällä kulutussignaalin jälkeen.	Signaali kertoo, mitä on täydennettävä.
Drum buffer rope	Ajoittaa töiden vapautuksen rajoittavan resurssin aikataulun ja töiden oikea-aikaisen saapumisen turvaavan puskurin mukaan.	Rajoittavan resurssin tarpeet määräävät vapautuksen ajankohdan.

Valitse menetelmä ohjattavan tuotantovirran mukaan. Varastosta toistuvasti kulutettaville komponenteille voi sopia nimikekohtainen Kanban-ohjaus. Vaihtuvia asiakastilauksia sisältävä tuoteperhe voi hyötyä CONWIPin uudelleenkäytettävästä aloitusluvasta. Selkeän rajoitteen ohjaama tuotantovirta voi puolestaan edellyttää drum buffer rope -menetelmää.

Mikään näistä signaaleista ei luo kapasiteettia. Aloitusluvan saaneiden töiden työvaiheille tarvitaan edelleen toteuttamiskelpoinen suoritusjärjestys.

Tunnisteen palauduttuakin tarvitaan suunnittelupäätös

Kuvitellaan konepaja, jossa CONWIP-silmukka ulottuu koneistukseen saapumisesta lopputarkastukseen asti. Erä läpäisee tarkastuksen ja poistuu silmukasta. Sen tunniste on nyt vapaa, ja silmukan ulkopuolella odottaa kaksi aloitusvalmista asiakaserää.

Toinen tarvitsee lyhyen koneistusvaiheen ja sen jälkeen pitkän kiillotusvaiheen. Toinen vaatii enemmän koneistusta mutta ei lainkaan kiillotusta. Kiillotustyöpisteellä on jo pitkä jono, kun taas koneistuksessa on tänään tilaa.

Molemmat erät täyttävät tunnistesäännön. Ne eivät kuitenkaan sovi yhtä hyvin yhteen tuotannon jäljellä olevan työkuorman kanssa.

Jos paljon kiillotusta vaativa erä vapautetaan tuotantoon vain siksi, että sen ensimmäinen työvaihe on lyhyt, jo ennestään toimituksia viivästyttävä jono voi kasvaa. Toisen erän valinta voisi hyödyntää vapaata kapasiteettia tehokkaammin, mutta ei silloin, jos se vaarantaa tärkeämmän asiakaslupauksen. Suunnittelijan on tarkasteltava yhdessä jäljellä olevia reitityksiä, määräpäiviä ja samasta kapasiteetista kilpailevia töitä – ei vain ensimmäistä vapaata konetta tai pienintä erää.

Juuri tämä erottelu tekee CONWIP-menetelmästä hyödyllisen pelkän rajoituksen sijaan. Tunniste antaa luvan tulla ohjauspiiriin. Aloitusvalmius kertoo, että työ voi edetä. Kokonaisuuden kattava aikataulu näyttää, mihin sen työvaiheet sopivat ja miten työn valmistuminen vaikuttaa muihin sitoumuksiin.

Huomioi koko reititys vapautuspäätöksessä SkyPlannerin avulla

SkyPlanner APS hoitaa tämän aikataululaskennan koko tilauskannalle. Sinä määrität työvaiheet, kestot, soveltuvat työpisteet, työvuorot ja prioriteetit. SkyPlannerin aikataulutustekoäly Arcturus ajoittaa työvaiheet määritetyn kapasiteetin ja riippuvuuksien mukaan. Kun materiaalit huomioiva aikataulutus on käytössä, myös materiaalien saatavuus vaikuttaa suunnitelmaan.

Kuvitteellisessa esimerkkikonepajassa tämä tarkoittaa odottavan erän koneistus- ja kiillotusvaiheiden tarkastelua yhdessä näille resursseille jo sovittujen töiden kanssa. Gantt-aikataulu näyttää toisiinsa liittyvien työvaiheiden järjestyksen ja arvioidun valmistumisajan. Kun prioriteetit tai kapasiteetti muuttuvat, Arcturus voi laskea suunnitelman uudelleen sen sijaan, että joutuisit korjaamaan jokaisen koneen työjonon erikseen.

Sinä päätät prioriteeteista, ja tekoäly hoitaa toisiinsa liittyvien töiden kohdentamisen. Tämä vähentää suunnittelutyötä ja auttaa näkemään, miten vapautuspäätös vaikuttaa toimituksiin. Vapautuva tunniste antaa aiheen arvioida seuraavaa sopivaa tilausta – se ei ole kehotus aloittaa sitä työtä, joka sattuu olemaan lähimpänä konetta.

SkyPlannerissa tilausriville voi myös määrittää aikaisimman sallitun aloituspäivän, joka estää sen ajoittamisen ennen sovittua päivää. Kyse on aikataulutuksen rajauksesta, ei kiertävästä CONWIP-tunnisteesta eikä erän varsinaisesta vapauttamisesta tuotantoon. Määritä käyttöönotossa selkeä toimintatapa: kuka hyväksyy vapautuksen, mihin tunniste kirjataan ja miten päätös välittyy tuotantosuunnitelmaan.

SkyPlanner voidaan integroida mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään sen avoimen REST API -rajapinnan kautta. Säilytä hyvin palvelevat tilaus- ja tuotannonohjausjärjestelmät ja yhdistä niiden tiedot yhteiseen aikatauluun, joka huomioi rajallisen kapasiteetin. Näin seuraavaksi ajettavan työn valinta on helpommin hallittavissa, eikä jokaiselle osastolle tarvitse ylläpitää omaa versiota suunnitelmasta.

Mitä parempi näkyvyys aloitusvalmiuteen muutti Eskomaticilla

Alihankintakonepaja Eskomatic järjesti aiemmin työjononsa pitkälti käsin. Puutteellinen näkyvyys materiaalitilanteeseen vaikeutti puutteiden ennakointia ennen suunniteltua aloitusta.

Kun SkyPlanner yhdistettiin yrityksen nykyiseen ERP-järjestelmään, käyttöön saatiin visuaalinen Gantt-työjono, automaattinen kuormituksen ajoitus ja selkeämpi näkyvyys materiaalitilanteeseen. Eskomaticin mukaan toimituspäivien määrittely on tarkentunut ja materiaalipuutteista johtuvat tuotantokatkokset ovat vähentyneet.

Tuotantoon pääsyä ohjaavalle konepajalle tämä on arvokas tuki johdonmukaiselle vapautuskäytännölle: vältettävissä olevia keskeytyksiä tulee vähemmän, ja valmistumisaikojen lupaamiselle on selkeämmät perusteet.

Aseta alustava enimmäisraja ja opi tuotannon virtauksesta

Ei ole olemassa yhtä korttimäärää, joka tekisi kaikista CONWIP-ohjauspiireistä tehokkaita. Järjestelmässä tarvittavan työn määrä riippuu reitityksestä, käytettävissä olevasta kapasiteetista, vaihtelusta, eräkäytännöistä ja tuotejakaumasta. Lyhyille toistuville erille sopiva yläraja voi toimia eri tavalla, kun tuotantoon tulee pitkäkestoisia asiakaskohtaisia töitä.

Aloita tuotannon todellisesta virtauksesta. Mittaa suunnitellun ohjauspiirin sisällä olevan työn määrä, eräkoot, aika vapautuksesta poistumiseen, valmistunut tuotantomäärä ja toimitusvarmuus. Selvitä, puuttuuko työtä vaille jäävältä resurssilta aloitusvalmiita töitä vai saako ylikuormittunut työpiste yksinkertaisesti enemmän töitä kuin se ehtii valmistaa. Valitse näiden havaintojen perusteella alkuraja yhdessä ohjauspiirin toiminnasta vastaavien kanssa.

Seuraa pilotin aikana kolmea asiaa rinnakkain:

• Virtaus: valmistuneet työt ja aika vapautuksesta poistumiseen, ei vain aloitusten määrä.
• Kuormitus: missä työt odottavat, kuinka pitkään ne ovat odottaneet ja kuinka paljon jäljellä olevia työtunteja kilpailee kriittisistä resursseista.
• Toimituskyky: valmistuvatko tarvittavat tilaukset ajoissa ja mitä kiireellisiä toimenpiteitä se vaatii.

Jos jonot pysyvät liian pitkinä, kokeile vähentää aloituslupia hallitusti ja seuraa samalla tuotantomäärää ja toimituksia. Jos tuotantomäärä laskee, selvitä, jättääkö raja tärkeän resurssin ilman työtä, puuttuuko materiaaleja vai onko työjärjestys sopimaton. Jos jokaista ongelmaa yritetään ratkaista lisäämällä tunnisteita, ongelman syy voi peittyä ja keskeneräisen tuotannon määrä palata alkuperäiselle, liian suurelle tasolle.

Älä palauta tunnistetta vain siksi, että erä odottaa korjaustyötä tai on pysäytetty laatusyistä ohjauspiirin sisällä. Määritä, miten hylky, osittainen valmistuminen ja erien jakaminen huomioidaan tunnisteiden seurannassa. Kiiretilaus tarvitsee voimassa olevan aloitusluvan tai erikseen hyväksytyn ja kirjatun poikkeuksen – ei näkymätöntä lisäkorttia. Määritä, kuka vastaa kadonneiden tunnisteiden käsittelystä, ja täsmäytä tunnistemäärä ennen korvaavan tunnisteen antamista.

Varmista, että seuraava aloitus on perusteltu

Hyödyllisessä CONWIP-pilotissa ohjauspiirin raja on näkyvä, laskentayksikkö on mielekäs, tunnisteen palautushetki on selkeä ja joku vastaa aloitusvalmiiden töiden valinnasta odottavasta tilauskannasta. Onnistuminen ei tarkoita jatkuvasti täyttä ohjauspiiriä. Se tarkoittaa vähemmän tarpeetonta keskeneräistä työtä tuotannossa samalla, kun oikeat tilaukset valmistuvat.

Valitse SkyPlanner, kun näiden päätösten taustalla olevan, reititykset ja kapasiteetin huomioivan suunnitelman ylläpito vie suunnittelijoiden työpäivän. Vapautuskäytäntö pitää tuotantoon pääsyn hallittuna, ja SkyPlanner helpottaa yhteisen aikataulun ylläpitoa tuotejakauman ja prioriteettien muuttuessa.

Varaa SkyPlanner-esittely ja ota mukaan yksi odottava tilaus, sen jäljellä oleva reititys, suunnitellun ohjauspiirin sisällä jo olevat työt sekä vapautussääntösi. Tarkastelkaa tämän tilanteen avulla, mitä kannattaa aloittaa seuraavaksi ja miten valinta vaikuttaa toimituksiin. Jos haluat ensin tutustua aikataulunäkymään, kokeile SkyPlanneria demodatalla.