Erätuotanto: tehokkaat valmistuserät, toimitukset ajallaan

Etusivu » Tietopankki » Erätuotanto: tehokkaat valmistuserät, toimitukset ajallaan

Arvioitu lukuaika: 10 minuuttia

Erätuotannossa valmistetaan tietty määrä yhtä tuotetta ennen siirtymistä toiseen tuotteeseen tai tuoteversioon. Leipomo sekoittaa erän taikinaa, ja konepaja valmistaa erän samanlaisia osia ennen työkalujen vaihtoa. Molemmissa tehokkuus syntyy siitä, että sama työ toistuu samoissa tuotanto-olosuhteissa.

Kun samoilla laitteilla valmistetaan useita tuotteita, vaikeampi kysymys on, mitä valmistuserien välillä tapahtuu. Mikä erä pitäisi valmistaa ensin? Ovatko sen materiaalit valmiina? Onko seuraavassa työvaiheessa tilaa, kun erä saapuu?

Pitkä, keskeytymätön ajo voi näyttää yhden koneen kannalta tehokkaalta, vaikka kiireellinen tilaus odottaa sen takana. Hyvä erätuotannon suunnittelu tasapainottaa asetustyön tehokkuuden ja asiakastilausten sujuvan etenemisen. SkyPlanner APS auttaa toteuttamaan tämän käytännössä. Sen aikataulutuksesta vastaava tekoäly Arcturus laskee tuotantoaikataulun määrittämiesi resurssien ja prioriteettien pohjalta. Näet siis jo ennen toimituspäivien lupaamista, miten erät sopivat samaan aikatauluun.

Mitä erätuotanto tarkoittaa?

Erätuotanto on valmistusmenetelmä, jossa tietty määrä samaa tuotetta valmistetaan yhtenä eränä ja eri tuotteiden tai tuoteversioiden valmistuksen välillä tehdään tuotevaihto. Erät voivat toistua säännöllisesti, tai ne voidaan käynnistää yksittäisten asiakastilausten perusteella.

Menetelmää käytetään sekä prosessiteollisuudessa että kappaletavaratuotannossa:

• Prosessiteollisuus: sekoittimessa valmistetaan erä maalia, elintarvikevalmistaja valmistaa erän reseptin mukaan tai kosmetiikkavalmistaja valmistaa tuoteseoksen ennen annostelua pakkauksiin ja pakkaamista.
• Kappaletavaratuotanto: konepaja valmistaa erän kannakkeita, tai valmistaja tuottaa tiettyä komponenttiversiota ennen työkalujen tai koneasetusten vaihtoa.

Valmistuserä tarkoittaa yhdellä ajokerralla valmistettavaa määrää. Siirtoerä taas on määrä, joka siirretään kerralla seuraavaan työvaiheeseen. Näiden ei aina tarvitse olla samankokoisia: jos prosessi sallii, osa kappaleista voi siirtyä seuraavaan työvaiheeseen jo ennen koko valmistuserän valmistumista. Sekoitussäiliö voidaan sen sijaan joutua tyhjentämään vasta, kun koko erä on valmis.

Tällä erolla on merkitystä läpimenoajalle. Erä voi odottaa työvaiheiden välissä paljon kauemmin kuin sen käsittelyyn kuluu aikaa. Sopivan määrän siirtäminen eteenpäin aiemmin voi auttaa, mutta vain, jos seuraava resurssi on valmis vastaanottamaan sen ja tuotteen prosessi- ja laatuvaatimukset sallivat siirron.

Erätuotanto verrattuna yksittäis-, massa- ja jatkuvaan tuotantoon

Erätuotanto sopii tilanteisiin, joissa kysyntä edellyttää toistuvia valmistuseriä ja tuotevalikoiman vaihtelua yhden muuttumattoman tuotteen sijaan.

Yksittäistuotannossa keskitytään yksittäiseen, usein räätälöityyn työhön. Erätuotannossa sama työ toistetaan tietylle kappalemäärälle. Myös funktionaalisesti järjestetty konepaja voi valmistaa osia erissä, joten nämä käsitteet eivät ole toistensa vastakohtia koko tehdasta kuvattaessa.

Massatuotannossa valmistetaan vakioituja tuotteita suuria määriä, usein niille varatuilla tuotantolinjoilla. Erätuotannossa samoja laitteita käytetään joustavammin eri tuoteversioiden valmistukseen. Rajaa ei määritä mikään tietty kappalemäärä, vaan myös tuotevalikoima, laitteisto ja tuotevaihtojen käytännöt vaikuttavat.

Jatkuvassa tuotannossa ylläpidetään keskeytymätöntä tuotantovirtaa, kuten joissakin suurivolyymisissa kemianteollisuuden prosesseissa. Eräprosessissa valmistetaan rajattu määrä, päätetään kyseinen ajo ja valmistaudutaan seuraavaan. Myöhempi pakkausvaihe voi silti toimia erillisinä ajoina, vaikka sitä edeltävä prosessi olisi jatkuva.

Valitse erätuotanto, kun mahdollisuus vaihtaa tuotteesta toiseen on tärkeä ja toistuva kysyntä puoltaa useiden kappaleiden valmistamista yhdessä. Jos jokainen tilaus tarvitsee oman työvaihereittinsä, työkohtaisen suunnittelun merkitys kasvaa. Jos taas yhden vakioidun tuotteen kysyntä on erittäin suurta ja tasaista, vain sen valmistukseen tarkoitettu tuotantovirta voi olla parempi ratkaisu.

Hyödyt ja haitat syntyvät samasta päätöksestä

Kun yhtä tuotetta valmistetaan enemmän ennen tuotevaihtoa, asetustyö jakautuu suuremmalle tuotantomäärälle. Näin yhteisten laitteiden käyttö voi olla taloudellista ilman, että jokaiselle tuoteversiolle tarvitaan oma linja. Myös materiaalien valmistelu ja prosessin tarkastukset voidaan suunnitella eräkohtaisesti.

Tämä joustavuus tukee kausituotteiden, eri kokojen ja pintakäsittelyjen sekä toistuvien asiakastilausten valmistusta. Tuotetta ei tarvitse valmistaa jatkuvasti, vaan sen tuotantoon voidaan palata tarpeen mukaan.

Sama ryhmittely kuitenkin pakottaa muut työt jonottamaan. Suuremmat erät voivat tarkoittaa:

• Muiden tuotteiden pidempiä odotusaikoja. Pieni kiiretilaus voi joutua odottamaan suuren erän takana, vaikka sen oma käsittelyaika olisi lyhyt.
• Enemmän keskeneräistä tuotantoa. Alkupään laitteet tuottavat nopeammin kuin myöhemmät työvaiheet ehtivät käsitellä erää.
• Suurempia varastoja ja vähemmän joustavuutta. Valmiit tuotteet vievät tilaa, ja kysynnän muuttuessa varastoon voi jäädä tarpeettomia tuotteita.
• Prosessiongelman vaikutuksia useampiin tuotteisiin. Jos virhe jää ajon aikana huomaamatta, useampia kappaleita voidaan joutua tarkastamaan tai työstämään uudelleen.

Pienemmät erät vähentävät osaa näistä riskeistä, mutta vaativat asetustyötä useammin. Tavoitteena ei ole vain tehdä eristä mahdollisimman suuria tai pieniä. Olennaista on valita määrät ja valmistusjärjestys, joilla kapasiteetti hyödynnetään hyvin ja oikeat tilaukset etenevät.

Näin valitset käytännössä toimivan eräkoon

Lähde liikkeelle määrästä, jonka asiakkaat tarvitsevat kyseisen toimitus- tai täydennysjakson aikana. Tarkista sitten, mitä prosessi sallii ja mihin yhteisten resurssien kapasiteetti riittää.

Säiliön käyttötilavuus, uunin kuorma tai käsittelyn vähimmäismäärä voi asettaa fyysisen rajan. Työkalujen vaihtoon ja puhdistukseen kuluva aika vaikuttaa tuotevaihdon kustannuksiin. Säilyvyys, varastotila, laaduntarkastukset ja kysynnän epävarmuus taas vaikuttavat siihen, kuinka paljon kannattaa valmistaa ennakkoon.

Kappaletavaratuotannossa kannattaa erottaa toisistaan sopiva valmistuserä ja määrä, jonka on kuljettava yhdessä. Voit ehkä koneistaa suuremman erän ja siirtää siitä pienempiä siirtoeriä viimeistelyyn. Näin ensimmäiset valmiit osat voivat valmistua nopeammin ilman, että työkaluja tarvitsee vaihtaa jokaisen siirron jälkeen.

Tarkista suunnitellun eräkoon toimivuus koko työvaihereitillä. Suuremmasta koneistuserästä ei ole hyötyä, jos se ylikuormittaa viimeistelyn ja estää seuraavaksi tarvittavan tilauksen etenemisen. Asetusajan lyhentäminen voi tehdä pienemmistä eristä käytännöllisiä. Aikataulutus puolestaan näyttää, sopivatko ne luvattuihin toimitusaikoihin.

Eräkoko on tuotannollinen päätös, jossa nämä hyödyt ja haitat on punnittava. SkyPlanner sovittaa aikataulutettavat työvaiheet yhteen, mutta se ei korvaa prosessisi sääntöjä eikä päätä taloudellista eräkokoa puolestasi.

Esimerkki erien aikataulutuksesta: halvin järjestys voi myöhästyttää toimituksen

Kuvittele metallialan yritys, joka valmistaa maalattuja kannakkeita. Useat erät maalataan samalla värillä, mutta pienempi, erivärinen erä pitäisi lähettää ensin. Erät käyttävät samoja koneistus-, maalaus- ja pakkausresursseja.

Kaikkien samanväristen erien ryhmittely peräkkäin vähentäisi värinvaihtoja. Jos kiireellinen erä kuitenkin maalataan viimeisenä, se ei ehdi pakkaukseen silloin, kun pakkauskapasiteettia on käytettävissä. Maalaus näyttää tehokkaalta, mutta asiakastilaus myöhästyy.

Kiireellisen erän valmistaminen ensin voisi turvata lähetyksen, mutta vaatisi yhden tuotevaihdon lisää. Myös materiaalit on huomioitava: jos erän aihiot eivät ole saapuneet, ensimmäisen koneistusajan varaaminen sille johtaa suunnitelmaan, jota tuotanto ei voi toteuttaa.

Suunnittelijan on nähtävä toisiinsa vaikuttavat tekijät: materiaalien saatavuus, maalausjärjestys, vaihtoaika ja ennen lähetystä käytettävissä oleva pakkauskapasiteetti. Pelkän maalausjonon tarkastelu ei riitä päätöksen tekemiseen.

SkyPlannerissa voit suosia samankaltaisten töiden ryhmittelyä ja määrittää samalla toimitusten ja töiden prioriteetit. Arcturus laskee aikataulun määritettyjen sääntöjen puitteissa, ja Gantt-näkymässä voit tarkastella töiden ajoittumista eri resursseille. Sen sijaan, että järjestelisit jokaisen jonon erikseen, voit arvioida, onko asetustyöstä saatava säästö sen arvoinen, kun huomioidaan vaikutukset muihin tilauksiin.

Laadi erätuotannolle aikataulu, jonka tuotanto voi toteuttaa

Toimiva erätuotannon aikataulu yhdistää eräkokopäätöksen niihin resursseihin, jotka työn todellisuudessa tekevät.

Määritä työvaiheet ja niiden todellinen ajantarve

Kirjaa kunkin erän työvaihereitti, soveltuvat työpisteet, käsittelyajat ja asetustyön tarpeet. Huomioi suunnittelun lähtötiedoissa myös tarvittavat odotus- tai hyväksyntävaiheet. Jos prosessi edellyttää kovettumista, jäähtymistä tai laadullista hyväksyntää, varmista, että aikataulu vastaa sitä, milloin seuraava työvaihe voi todellisuudessa alkaa.

Tarkista materiaalien ja resurssien valmius

Vapaa aika koneella ei yksin riitä. Erä tarvitsee materiaalit, oikeiden koneenkäyttäjien on oltava käytettävissä ja soveltuvilla laitteilla on oltava riittävästi kapasiteettia. Tarkista ensimmäisen koneen lisäksi myös myöhempien työvaiheiden resurssit. Tämä on erityisen tärkeää, kun useita alkupään eriä ohjautuu samaan yhteiseen pullonkaulaan.

Aseta prioriteetit ennen samankaltaisten töiden ryhmittelyä

Päätä, mitkä toimitukset on turvattava ja missä asetustyön säästöillä on eniten merkitystä. Materiaalin, värin tai työkalujen mukaan ryhmittelystä voi olla hyötyä, mutta sen tulee tukea toimitussuunnitelmaa eikä korvata sitä. Alemman prioriteetin erän ei pitäisi siirtyä automaattisesti jonon kärkeen vain siksi, että sillä vältetään tuotevaihto.

Tarkista koko aikataulu tilanteen muuttuessa

Materiaalitoimituksen viivästyminen tai ajon pitkittyminen voi siirtää useita myöhempiä eriä. Päivitä tarvittavat tiedot, laske aikataulu uudelleen ja tarkista vaikutus valmistumispäiviin. Jos käytettävissä oleva kapasiteetti ei riitä kaikkiin toimituslupauksiin, arvioi, tarvitaanko lisävuoroa, soveltuvaa vaihtoehtoista resurssia vai toimituslupauksen tarkistamista.

Tässä APS-järjestelmästä on enemmän hyötyä kuin käsin ylläpidetystä erälistasta: se laskee resurssien yhteisen aikataulun, joten sinun ei tarvitse sovittaa erillisiä työjonoja yhteen jokaisen muutoksen jälkeen.

Näin SkyPlanner auttaa erätuotannon koordinoinnissa

SkyPlanner kokoaa työpisteet, työvuorot, työntekijät, materiaalit ja prioriteetit samaan tuotantoaikatauluun. Arcturus ajoittaa työvaiheet määritetyn kapasiteetin ja riippuvuuksien mukaan. Gantt-aikajanalta näet, mille työpisteille työt on osoitettu ja milloin niiden odotetaan valmistuvan.

Erätuotannossa erityisen hyödyllisiä ovat nämä kolme ominaisuutta:

• Ryhmittele samankaltaiset työt, kun siitä on hyötyä. Tuoteominaisuuksien ja työpistekohtaisten samankaltaisuussääntöjen avulla ajoituksessa voidaan suosia peräkkäisiä töitä, joissa käytetään samaa väriä, materiaalia tai työkalua. Sinä määrität ryhmittelyssä käytettävän ominaisuuden, erilaisten töiden välisen asetusajan ja sen, kuinka paljon ryhmittelyä painotetaan ajoituksessa.
• Ota materiaalien saatavuus huomioon suunnitelmassa. Kun materiaalit huomioiva ajoitus on käytössä, materiaalipuutteet vaikuttavat ajoituslaskentaan. Tämä auttaa välttämään suunnitelman täyttämistä töillä, joita ei vielä voida aloittaa.
• Laske aikataulu uudelleen ja pidä ohjat käsissäsi. Sinä asetat prioriteetit ja suojaat tekemäsi päätökset lukituksilla. Arcturus hoitaa laskennan näiden ohjeiden rajoissa. Autopilot voi käynnistää uudelleensuunnittelun määritettyjen tapahtumien tai ajastimen perusteella, jolloin aikataulu pysyy kirjattujen muutosten tasalla.

SkyPlanner voidaan integroida mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään sen avoimen REST API -rajapinnan kautta. Näin parempi ajoitus voi perustua nykyisiin tilaus- ja tuotantotietoihisi. Hoida reseptinohjaus, erien jäljitettävyys ja laadun hyväksyntäkirjaukset niihin tarkoitetuissa tuotantojärjestelmissä. Käytä SkyPlanneria töiden ajoituksen koordinointiin.

Mitä parempi näkyvyys muutti Eskomaticilla

Suomalainen koneistuksen sopimusvalmistaja Eskomatic valmistaa laajaa tuotevalikoimaa vaihtelevissa eräkoissa. Ennen SkyPlanneria työjonot järjestettiin pitkälti käsin, ja puutteellinen näkyvyys materiaalien saatavuuteen vaikeutti materiaalipuutteiden ennakointia.

Kun SkyPlanner yhdistettiin Eskomaticin nykyiseen ERP-järjestelmään, tiimi sai käyttöönsä selkeämmän Gantt-työjonon ja automaattisen hienokuormituksen. Eskomatic kertoo, että toimituspäivät pystytään määrittämään aiempaa tarkemmin ja materiaalipuutteista johtuvat tuotantokatkokset ovat vähentyneet. Yrityksen tuotannonsuunnittelupäällikkö korostaa päivittäisessä käytössä luotettavasti toimivan työkalun arvoa erityisesti toimituspäivien määrittämisessä.

Kokemus havainnollistaa erien ajoituksen käytännön tavoitetta: tarkoitus ei ole vain pidentää koneiden yhtäjaksoista käyntiä, vaan nähdä, mitä voidaan valmistaa, milloin työ voi siirtyä eteenpäin ja mitä asiakkaalle voidaan luvata.

Tee seuraava erää koskeva päätös koko aikataulun pohjalta

Erätuotanto toimii parhaiten, kun tehokkaat valmistuserät tukevat myös toimitusten oikea-aikaisuutta. Siksi materiaalit, tuotevaihdot ja yhteinen kapasiteetti on nähtävä koko työvaiheketjun osalta, ei vain parhaillaan käyvän koneen näkökulmasta.

Valitse SkyPlanner, kun näiden riippuvuuksien yhteensovittaminen on alkanut kuormittaa suunnittelijan arkea. Arcturus hoitaa ajoituslaskennan, ja sinä ohjaat prioriteetteja ja arvioit tulosta Gantt-näkymässä.

Varaa SkyPlanner-esittely ja ota esimerkiksi tyypillinen tuoteperhe, sen ja muiden tuotteiden yhteinen pullonkaula sekä hiljattain aikataulua sekoittanut erä. Katso, miten nämä keskenään kilpailevat vaatimukset voidaan sovittaa yhteen toimivaksi suunnitelmaksi. Jos haluat ensin tutustua itse, kokeile SkyPlanneria demoaineistolla.