POLCA tuotannossa: virtausten ohjaus solujen välillä

Etusivu » Resurssit » POLCA tuotannossa: virtausten ohjaus solujen välillä

Arvioitu lukuaika: 11 minuuttia

Valmistussolu saa taas yhden työn valmiiksi, mutta seuraava solu ei pysty jatkamaan sitä. Ensimmäisellä tiimillä on riittänyt tekemistä. Tilaus on kuitenkin saanut vain paikan jonossa, ei parempia mahdollisuuksia ehtiä toimitukseen ajallaan.

Kun tuotevalikoima on laaja ja valmistusmäärät pieniä, tilannetta on vaikeampi hallita, sillä kaikki työt eivät kulje samaa reittiä. Yksi tarvitsee koneistusta ja kokoonpanoa, toinen hitsausta ja viimeistelyä. Jokaisen mahdollisen osan pitäminen omassa täydennettävässä vakiolaatikossaan ei ole käytännöllinen ratkaisu näin suureen vaihteluun.

POLCA ohjaa solujen välistä virtausta kapasiteettisignaaleilla. Se auttaa tiimejä välttämään sellaisten töiden aloittamista, jotka vain lisäisivät ruuhkaa seuraavissa soluissa. Yhtä tärkeä suunnittelukysymys jää silti ratkaistavaksi: miten aloitusluvan saaneet työt sovitetaan muiden tilausten ja yhteisten koneiden aikatauluihin? SkyPlanner APS kokoaa nämä työt yhteen tuotantoaikatauluun ja vähentää erillisten solukohtaisten työlistojen ja resurssijonojen käsin tehtävää yhteensovittamista.

Mitä POLCA tarkoittaa tuotannossa?

POLCA on lyhenne sanoista Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Authorization. Se on tuotannonohjausmenetelmä, jossa töiden aloitusta ohjataan solupareille osoitetuilla, määrältään rajatuilla korteilla sekä töiden aloituslupapäivillä. Rajan Suri kehitti menetelmän osana Quick Response Manufacturing -toimintamallia. Se on tarkoitettu ympäristöihin, joissa tuotevalikoima on laaja, valmistusmäärät pieniä ja tuotteita räätälöidään.

Olennainen ero on siinä, mitä kortti tarkoittaa. POLCA-kortti on tietyn soluparin kapasiteettisignaali, ei käsky täydentää tiettyä osanimikettä. Korttien määrää rajoittamalla hallitaan kyseiseen korttikiertoon sidottua keskeneräistä tuotantoa (WIP). Eri tuotteet voivat käyttää samaa korttikiertoa, jos niiden reitit kulkevat kyseisen soluparin kautta.

Kahden ehdon on täytyttävä yhdessä:

• Työllä on aloituslupa. Sen aloituslupapäivä kyseisessä solussa on koittanut, joten työtä ei aloiteta suunnitelman sallimaa ajankohtaa aikaisemmin.
• Oikeassa korttikierrossa on vapaa kortti. Tähän solujen väliseen yhteyteen saa siis ottaa lisää työtä.

Työn on myös oltava toteutusvalmis, ja tarvittavien materiaalien on oltava saatavilla. Vapaa kortti ei luo asiakastarvetta, korvaa puuttuvaa komponenttia eikä tee ilman aloituslupaa olevasta työstä kiireellistä. Suunniteltu aloituspäiväkään ei oikeuta sivuuttamaan täyttä korttikiertoa.

Miten limittäiset korttikierrot toimivat

Kuvitellaan tilaus, joka etenee valmistussolusta A koneistussoluun B ja edelleen kokoonpanosoluun C. Sen reitillä ovat A/B-korttikierto ja B/C-korttikierto. Kummallakin on omat korttinsa: A/B-korttia ei voi käyttää B/C-kortin tilalla.

Aloita solussa A A/B-kortilla

Kun työn aloituslupa solussa A on voimassa, tiimi tarkistaa, että A/B-kortti on vapaana ja työhön tarvittavat materiaalit ovat saatavilla. Jos ehdot täyttyvät, kortti liitetään työhön ja käsittely alkaa.

A/B-kortti pysyy työn mukana, kun A saa osuutensa valmiiksi ja siirtää työn soluun B. Kortti ei palaudu soluun A pelkästään siksi, että valmistus siellä on päättynyt. Kortti pysyy varattuna sekä työn odottaessa solussa B että sen ollessa siellä käsiteltävänä.

Liitä B/C-kortti ennen työn aloittamista solussa B

Ennen kuin B aloittaa koneistuksen, työn aloitusluvan on oltava voimassa myös siellä ja B/C-kortin on oltava vapaana. Solussa B käsiteltävän työn mukana ovat siis sekä saapuvan kierron A/B-kortti että lähtevän kierron B/C-kortti. Tätä limittäisyys tarkoittaa: B kuuluu molempiin korttikiertoihin.

Jos B/C-korttia ei ole vapaana, koneistuksen aloittaminen lisäisi työtä reitille, jonka sallittu työmäärä on jo sidottu muihin töihin. Solussa B pitäisi sen sijaan harkita toista toteutusvalmista työtä, jolla on aloituslupa ja johon tarvittava kortti on vapaana. Jos mikään työ ei täytä ehtoja, työnjohtaja voi ohjata tekemistä rajoitteen poistamiseen tai muuhun hyödylliseen tehtävään sen sijaan, että uusi työ aloitettaisiin vain solun B pitämiseksi kiireisenä.

Palauta kortti, kun kierron toinen solu saa työn valmiiksi

Kun B saa työn valmiiksi ja työ siirtyy eteenpäin soluun C, A/B-kortti palautuu soluun A. Siellä korttia voidaan käyttää toiseen soluun B menevään työhön, joka täyttää aloitusehdot.

B/C-kortti kulkee tilauksen mukana myös solussa C. Kun C saa osuutensa valmiiksi, kortti palautuu soluun B. Jos C on ohjatun virtauksen viimeinen solu, työn aloittaminen siellä ei edellytä uutta lähtevän kierron korttia.

Juuri tämä palautussääntö tekee signaalista hyödyllisen. Jos A/B-kortti palautettaisiin liian aikaisin, kiertoon voisi tulla lisää työtä ennen kuin nykyinen työ on valmistunut solussa B. Jos taas valmistuneen työn korttia pidetään turhaan varattuna, uudelleen käytettävissä oleva lupa jää hyödyntämättä.

Kortti ei silti ole varaus heti vapaana olevalle koneelle. Se säätelee korttikiertoon sidottua työmäärää, mutta ei määritä solujen jokaisen työvaiheen tarkkaa käsittelyajankohtaa.

POLCA, Kanban ja CONWIP ohjaavat eri asioita

Kaikissa näissä menetelmissä käytetään lupasignaaleja, mutta ne vastaavat eri kysymyksiin.

Menetelmä	Mihin signaali tavallisesti antaa luvan	Mihin se sopii
Nimikekohtainen tuotanto-Kanban	Määritetyn nimikkeen täydentämiseen sovitulla määrällä kulutuksen jälkeen	Toistuvasti valmistettaville osille, joille voidaan järjestää toimiva täydennyskierto
CONWIP	Uuden työn ottamiseen määriteltyyn tuotantovirtaukseen, kun keskeneräisen tuotannon kokonaismäärää rajoittava lupa palautuu	Työmäärän hallintaan valitun rajauksen sisällä
POLCA	Työn ottamiseen tietyn soluparin korttikiertoon, jos työllä on aloituslupa	Tuotantoon, jossa eri tuotteet kulkevat eri reittejä solujen välillä

Kanban-ohjaus tuotannossa on hyödyllinen, kun täydennettävä nimike ja sen täydennysprosessi ovat toistettavia. Räätälöityä osaa, jota ei ole vielä suunniteltu tai tilattu, ei voi ohjata kuin vakiomuotoista varastokomponenttia.

CONWIP soveltuu erilaisille tuotteille ilman jokaiselle osalle tarvittavaa erillistä täydennyskorttia. Sen keskeinen ohjauskeino on keskeneräisen tuotannon määrän rajoittaminen koko valitussa tuotantovirtauksessa. POLCA puolestaan ohjaa paikallisilla signaaleilla niitä soluparien välisiä siirtymiä, joiden kautta työ kulkee. Ohjaus ei siis perustu vain yhteen koko tuotantovirtauksen kattavaan rajaan.

Käytännön valintaa ei ratkaise se, mikä lyhenne kuulostaa edistyneimmältä. Mieti, mitä on tarpeen säädellä: tunnettujen nimikkeiden täydentämistä, työn kokonaismäärää rajatussa järjestelmässä vai soluparien korttikiertoihin sidottua työmäärää reittien vaihdellessa. Tehtaan eri osissa vastaus voi olla erilainen.

Sopiiko POLCA tehtaallenne?

POLCAn soveltuvuutta kannattaa arvioida, kun laaja tuotevalikoima tekee nimikekohtaisesta täydentämisestä hankalaa, mutta reitit kulkevat silti selkeästi tunnistettavien solujen kautta. Jokaisesta työstä on tiedettävä, mihin soluun se menee seuraavaksi, ja vastaavia korttikiertoja on pystyttävä ylläpitämään.

Menetelmä on erityisen ajankohtainen, kun paikalliset päätökset kasaavat toistuvasti töitä seuraaviin soluihin: edeltävän solun tiimi aloittaa töitä pitääkseen käyttöasteensa korkeana, vaikka vastaanottava solu on jo vaikeuksissa. Menetelmä antaa tiimille perusteen valita jonkin toisen aloitusluvan saaneen työn sen sijaan, että se kasvattaisi ruuhkaa.

Joissakin tilanteissa on syytä tehdä ensin pohjatyöt. Jos reititystiedot eivät ole luotettavia, oikean kortin valitseminen on vaikeaa. Materiaalipuutteet voivat sitoa sekä töitä että kortteja ilman, että tuotanto etenee. Jos solun kapasiteetti on jatkuvasti liian pieni hyväksyttyjen tilausten toteuttamiseen, tarvitaan päätös kapasiteetista. Pelkkä korttimäärän muuttaminen ei riitä.

Korttikiertojen määrä ja tarkoitus ovat yhtä tärkeitä kuin tuotevalikoiman laajuus. Jos harvoin käytettyjä solujen välisiä korttikiertoja on hyvin paljon, niitä voi olla vaikea hallita. Aloita yhtenäisestä tuoteperheestä, jonka reitit ja siirrot solusta toiseen pystyt kuvaamaan selkeästi. Älä luo korttikiertoa jokaisen kuviteltavissa olevan osastoparin välille.

Ennen kaikkea johdon on tuettava toimintatapaa, jota se edellyttää. Jos työntekijöitä palkitaan vain omien koneidensa pitämisestä käynnissä, heillä on vahva kannustin ohittaa sääntö, joka toisinaan kieltää työn aloittamisen. Arvioi pilottia tilausten sujuvan etenemisen ja toimitusvarmuuden perusteella, älä pelkän käyttöasteen.

Suunnittele pilotti testaamaan virtausta, ei vain kortteja

Valitse hallittava joukko todellisia tilauksia samasta tuoteperheestä ja kartoita solut, joiden kautta ne todella kulkevat. Ota mukaan töiden ajoituksesta, käsittelystä ja siirtämisestä vastaavat ihmiset. Heidän on ratkaistava yhdessä neljä käytännön kysymystä ennen käynnistystä.

Mitä työmäärää yksi kortti edustaa? Sopikaa, mitä työllä, siirtoerällä tai määritellyllä kuormitusyksiköllä tarkoitetaan. Lyhyt ja pitkä työvaihe eivät vaadi yhtä paljon kapasiteettia vain siksi, että kummallakin on yksi työnumero. Jos töiden sisältö vaihtelee paljon, tarkastele korttien edustamaa kuormitusta. Älä oleta, että tilausten lukumäärä kertoo kaiken.

Kuinka paljon työtä kuhunkin korttikiertoon saa ottaa? Määritä aloitusvaiheen korttimäärä odotetun tuotantovirran, työn molemmissa soluissa viettämän kokonaisajan ja valitun kuormitusyksikön perusteella. Liian suuri korttimäärä heikentää ruuhkien hallintaa. Liian pieni määrä taas voi estää sellaisten töiden etenemisen, joilla muuten olisi siihen edellytykset. Yhtä kaikkiin korttikiertoihin tai tehtaisiin sopivaa korttimäärää ei ole.

Kuka tarkistaa, siirtää ja palauttaa kortit? Määritä yksiselitteisesti, missä aloituslupa tarkistetaan ja missä kortit palautetaan. Harjoitelkaa työn koko kulku ja käykää läpi myös tilanteet, joissa seuraavan soluparin kortti tai materiaali puuttuu tai työn eteneminen on estynyt. Hallittu poikkeus tarvitsee vastuuhenkilön ja kirjatun perustelun. Jos töitä aloitetaan rutiininomaisesti ilman vaadittua lupaa, ohjaus menettää merkityksensä.

Mistä tiedätte, että menetelmä toimii? Selvitä lähtötaso keskeneräisen tuotannon määrälle, ohjatun tuotantovirran läpimenoajalle, tuotantomäärälle ja toimitusvarmuudelle. Seuraa pilotin aikana, missä kortit ja työt odottavat. Ennen kuin muutat rajoja, selvitä, johtuuko odotus todellisesta kuormituksesta, unohtuneesta kortin palautuksesta, epäluotettavista tiedoista vai toistuvasta tuotanto-ongelmasta.

Näin pilotista tulee hyödyllinen oppimisprosessi. Tarkoitus on selvittää, etenevätkö työt valittujen solujen läpi aiempaa ennakoitavammin, ei osoittaa, että tiimi osaa täyttää taulun värillisillä korteilla.

Vapaa kortti ei vielä ratkaise toimitussuunnitelmaa

Palataan reittiin A–B–C. Kuvitellaan, että toinen tilaus kulkee solusta A hitsaussoluun D. Ensimmäiselle tilaukselle on käytettävissä A/B-kortti ja toiselle A/D-kortti. Molemmilla on aloituslupa, ja molemmat ovat valmiita aloitettaviksi.

Myöhemmin molemmat tilaukset tarvitsevat samaa viimeistelyresurssia, joka palvelee myös muita tuoteperheitä. Solukohtaiset luvat eivät kerro suunnittelijalle, kumpi tilaus voi valmistua ensin, ehditäänkö viimeistelyjono purkaa ennen lähetystä tai mitä tapahtuu, jos jonoon tulee kiireellinen asiakastilaus.

Tässä vaiheessa hienokuormituksessa on huomioitava koko reitti. Soluparien väliset signaalit auttavat ohjaamaan sitä, mitä töitä saa aloittaa. Yhteinen aikataulu näyttää, miten työvaiheet kilpailevat yhteisten resurssien todellisesta työajasta ja miten tämä vaikuttaa valmistumiseen.

Jos kunkin solun korttilistalla yritetään vastata molempiin kysymyksiin, käsityö lisääntyy. Suunnittelija joutuu vertailemaan listoja, siirtämään töitä resurssien jonosta toiseen ja tarkistamaan samat myöhempien työvaiheiden ristiriidat aina uudelleen, kun prioriteetti muuttuu.

Ajoita koko tehtaan työt SkyPlannerilla

SkyPlanner APS kokoaa tuotantoon hyväksytyt työt yhteiseen resurssikohtaiseen aikatauluun. Määritä työvaiheet, niihin soveltuvat työpisteet, kestot, työvuorot ja riippuvuudet. SkyPlannerin hienokuormitustekoäly Arcturus laskee, mihin työvaiheet mahtuvat määritettyjen kapasiteettien ja prioriteettien puitteissa. Gantt-näkymä näyttää työjärjestyksen ja valmistumisajankohdat.

Kun kaksi tilausta käyttää samaa viimeistelykapasiteettia, kilpailu tästä myöhemmän vaiheen kapasiteetista näkyy samassa suunnitelmassa valmistuksen, koneistuksen ja hitsauksen kanssa. Erillisten jonojen yhteensovittamiseen käsin kuluu vähemmän aikaa, ja näet selkeämmin, minkä toimituslupauksen toteutumiseen on kiinnitettävä huomiota.

Sovitut aikaisimmat aloitusajankohdat voidaan määrittää aloituksen sallivilla päivämäärillä, kun niitä koskeva sääntö on käytössä. Päivämäärä rajaa ajoitusta, mutta ei vahvista, että POLCA-kortti on vapaana. Pidä päätös korttikierron sallimasta aloituksesta osana tuotannonohjausta ja ajoita työt sovittujen lupien ja aloitusrajoitusten mukaisesti.

Sinä päätät edelleen prioriteeteista. SkyPlannerin dynaamisilla prioriteeteilla voit ohjata laskentaa eräpäivien, asiakkaiden ja töiden tärkeyden sekä muiden hienokuormituksen tavoitteiden mukaan. Juuri vapautunut kortti ei automaattisesti tarkoita tehtaan tärkeintä työtä. Kun materiaalit huomioiva hienokuormitus on käytössä, myös materiaalin saatavuus otetaan huomioon sitä kuluttavan työvaiheen ajoituksessa.

Kun järjestelmään kirjattu kapasiteetti tai prioriteetit muuttuvat, Arcturus voi laskea yhteisen aikataulun uudelleen. Sen sijaan, että muokkaisit kaikki muutoksen vaikutuspiirissä olevat jonot käsin, voit tarkastella vaikutuksia tärkeisiin tilauksiin. SkyPlanner integroituu mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään avoimen REST API -rajapintansa kautta, joten parempi hienokuormitus voi toimia nykyisten tilaus- ja tuotantojärjestelmiesi rinnalla.

Manuaalisen suunnittelun ongelmat ovat tuttuja sekoitusteknologiaa ja korkean teknologian sopimusvalmistusta tarjoavalle Mamecille. Asiakastarinan mukaan tuhansia toisistaan riippuvia työmääräimiä priorisoitiin aiemmin paperisten määräinten eräpäivien perusteella ilman luotettavaa kokonaiskuvaa. Integroituaan SkyPlannerin Oscar ERP -järjestelmään Mamec käyttää tekoälypohjaista äärellistä kuormitusta ja yhteistä tuotantonäkymää. Yritys kertoo suunnittelun työmäärän keventyneen selvästi. Kokemus havainnollistaa yhteisen hienokuormituksen arvoa, ei POLCA-menetelmän käyttöönottoa. Lue koko tarina Mamecin SkyPlanner-kokemuksista.

Testaa solujen signaalit ja yhteinen kapasiteetti yhdessä

Jos POLCA sopii tuotantoosi, määritä pilotissa selkeät korttikiertojen lupakäytännöt ja luotettava korttien palautusprosessi. Tee SkyPlannerilla näkyväksi, missä järjestyksessä hyväksytyt työt käyttävät resursseja ja mitä se merkitsee toimituksille koko tehtaassa. Yhdessä nämä päätökset vastaavat varsinaiseen ongelmaan: miten aloittaa oikeat työt unohtamatta, mitä niiden valmiiksi saaminen edellyttää.

Varaa SkyPlanner-esittely ja ota esimerkiksi tuotantoasi edustava soluryhmä, kaksi eri reittejä kulkevaa tilausta ja yksi niiden yhteinen resurssi. Ota mukaan sovitut aloitusrajoitukset ja prioriteetit. Näin voit tarkastella käytännössä, miten SkyPlanner voi vähentää manuaalista hienokuormitustyötä ja selkeyttää vaikutuksia toimituksiin.

Jos haluat ensin tutustua itse, kokeile SkyPlanneria demodatalla tai käytä SkyPlanner Assistantin tekoälyavusteista aloitusopastusta.