Solutuotanto: milloin tuotantosolu sopii tuotantoon?

Etusivu » Resurssit » Solutuotanto: milloin tuotantosolu sopii tuotantoon?

Arvioitu lukuaika: 10 minuuttia

Solutuotannossa tuoteperheen tarvitsemat laitteet ja työpisteet sijoitetaan lähelle toisiaan työn etenemisjärjestyksessä. Osia ei kuljeteta erillisten, työmenetelmän mukaan jaettujen osastojen välillä, vaan tuotantosolu kokoaa eri työvaiheet tiiviiksi kokonaisuudeksi. Tavoitteena on vähentää siirtoja ja odottamista sekä lyhentää tuotteen kulkemaa reittiä valmistumiseen asti.

Olennaista ei ole se, saako pohjapiirrokseen piirrettyä siistin U-muodon. Ratkaisevaa on, voidaanko tuoteperheen tuotteet viedä luotettavasti työvaiheiden läpi käytettävissä olevalla henkilöstöllä, materiaaleilla ja kapasiteetilla.

Hyvä tuotantosolu vähentää työn tarpeettomia siirtoja tekijältä toiselle. Se ei poista kilpailua yhteisen tarkastuskoneen, viimeistelyprosessin tai aiemman tuotantovaiheen resurssin kapasiteetista. SkyPlanner APS auttaa sovittamaan solun toiminnan yhteen muun tehtaan kanssa: sen aikataulutukseen tarkoitettu tekoäly Arcturus sovittaa solun tilausten työvaiheet muun tehtaan tuotantoon, joten erillisten työlistojen yhteensovittamiseen kuluu vähemmän aikaa.

Miten tuotantosolu muuttaa virtausta?

Funktionaalisessa layoutissa samantyyppiset laitteet on sijoitettu yhteen: sorvit yhdelle alueelle, jyrsinkoneet toiselle ja kokoonpano omaan tilaansa. Kukin osasto palvelee tuotteita, joiden tuotantoreitit eroavat toisistaan. Osat kulkevat osastolta toiselle ja voivat joutua odottamaan seuraavan resurssin vapautumista.

Tuotantosolu puolestaan rakennetaan tuoteperheen ympärille. Perheen tuotteiden työvaiheiden ja niiden järjestyksen on oltava riittävän samanlaisia, jotta ryhmittelystä on hyötyä. Pelkkä ulkonäkö ei riitä: kaksi samannäköistä koteloa voi vaatia erilaiset valmistusprosessit, kun taas erinäköiset komponentit voivat kulkea lähes samaa tuotantoreittiä.

Ajatellaan tuoteperhettä, jonka valmistukseen tarvitaan sorvaus, poraus ja purseenpoisto. Kun nämä työvaiheet sijoitetaan yhteen, tiimi voi siirtää työn seuraavaan vaiheeseen ilman toistuvia kuljetuksia tehtaan halki tai siirtoja toisen osaston jonoon.

Tavoitteena on jatkuva virtaus siellä, missä se on käytännössä mahdollista, joko kappale kerrallaan tai pieninä siirtoerinä. Solutuotanto ei edellytä, että jokaisessa työvaiheessa käsitellään täsmälleen yhtä kappaletta kerrallaan. Tärkeintä on työvaiheiden muodostaman kokonaisuuden toimivuus, ei se, kuinka suuren erän kukin kone pystyy valmistamaan itsenäisesti.

Onko tuotantosolun oltava U-muotoinen?

Ei. U-muotoinen sijoittelu voi lyhentää kävelymatkoja ja tuoda työvaiheketjun alku- ja loppupään lähemmäs toisiaan. Suora tai muu tiivis sijoittelu voi sopia paremmin laitteisiin, kulkuyhteyksiin ja itse työhön. Muoto palvelee prosessia, mutta ei määritä tuotantomenetelmää.

Solutuotannolla on myös yhteisiä piirteitä linjatuotannon kanssa. Solu palvelee tavallisesti tuoteperhettä, jonka tuotteissa on jonkin verran vaihtelua. Tiettyyn tuotantoon varattu linja taas rakennetaan vakioidumman virtauksen ja tarvittavan tuotantomäärän mukaan. Näiden välillä ei ole yleispätevää tuotantomäärään perustuvaa rajaa. Valitse järjestely, joka tukee tuotevalikoimaasi ja työn sisältöä, älä sitä, jonka nimi kuulostaa eniten leanilta.

Hyödyt ja haitat: mitä saat ja mistä luovut?

Eniten voidaan hyötyä vähentämällä aikaa, joka ei lisää tuotteen arvoa. Lyhyemmät siirrot ja työn harvempi siirtäminen tekijältä toiselle tuovat arvoa tuottavat työvaiheet lähemmäs toisiaan. Lyhyemmät jonot tarkoittavat vähemmän keskeneräistä tuotantoa sekä vähemmän aikaa sen etsimiseen ja siirtämiseen.

Lähekkäin sijaitsevat työvaiheet voivat myös helpottaa ongelmien havaitsemista. Jos porauksessa syntynyt virhe huomataan heti purseenpoistossa, palaute saadaan edelliseen vaiheeseen nopeammin kuin silloin, kun suuri erä on ensin kuljetettu tehtaan halki. Tiimi pääsee näin rajaamaan ongelmaa aiemmin. Pelkkä laitteiden sijoittelu ei kuitenkaan takaa prosessin kykyä tuottaa vaatimusten mukaista laatua.

Haittapuolet ovat yhtä tärkeitä. Laitteiden siirtäminen tai lisälaitteiden hankkiminen maksaa. Yhdelle tuoteperheelle varatun koneen käyttöaste voi laskea verrattuna siihen, että se palvelisi koko tehdasta. Operaattoreilla on oltava riittävä osaaminen, ja heitä on oltava käytettävissä riittävästi, jotta työvaiheketju toimii. Kysynnän muutos voi puolestaan ylikuormittaa yhden solun samalla, kun toisessa on vapaata kapasiteettia.

Tuotantosolu ei siis lupaa, että jokaisella koneella riittää jatkuvasti työtä. Sen arvo syntyy tuoteperheen paremmasta virtauksesta hyväksyttävillä kokonaiskustannuksilla. Jos yhden työpisteen pitäminen kiireisenä tuottaa kasan osia, joita seuraava työpiste ei pysty ottamaan käsittelyyn, olet vain luonut osastojen välisen jonon uudelleen pienempään tilaan.

Milloin solutuotanto on hyvä ratkaisu?

Aloita tuotteista ja niiden todellisista tuotantoreiteistä, älä laitteista, joita haluaisit siirtää. Tarkastele edustavaa valikoimaa tilauksia. Ota mukaan myös hitaammin valmistettavat tuoteversiot ja työ, joka käy säännöllisesti suunnitellun solun ulkopuolella.

Kysymys	Lupaava lähtökohta	Syy selvittää tarkemmin
Onko tuotteilla yhteinen tuotantoreitti?	Suurin osa työstä etenee samoissa työvaiheissa samassa järjestyksessä	Usein toistuvat vaiheiden ohitukset, paluut aiempiin vaiheisiin tai toisistaan poikkeavat reitit
Onko kysyntä toistuvaa?	Toistuvaa työtä on riittävästi, jotta resurssien varaaminen sille on perusteltua	Satunnaiset työt tai voimakkaasti vaihteleva tuotejakauma
Sopivatko työvaiheet yhteen?	Yhteensopivat käsittelyajat, hallittavat asetukset ja työhön riittävä miehitys	Yksi pitkä työvaihe tai tiheät asetusvaihdot määräävät virtauksen
Mitkä resurssit on pidettävä yhteiskäytössä?	Solun ulkopuolisten työvaiheiden kapasiteetti tunnetaan, ja sitä on käytettävissä	Yhteisen erikoisprosessin jono on jo ennestään vaikeasti ennakoitava

Nämä kysymykset tukevat päätöksentekoa. Ne eivät tarkoita, että tuotteiden pitäisi olla identtisiä tai kysynnän täysin tasaista. Samassa tehtaassa voidaan käyttää solua toistuvasti valmistettavalle tuoteperheelle ja säilyttää funktionaalinen tuotantojärjestely töille, joiden reittejä on vaikeampi ennakoida.

Tarkastele tuotantoreitin lisäksi työn sisältöä. Erottele käsin tehtävä käsittely, koneen käyntiaika ja operaattorin liikkuminen. Osan työkierrostaan ilman valvontaa käyvä kone asettaa miehitykselle erilaiset vaatimukset kuin jatkuvaa huomiota vaativa kone. Pelkkä koneaikojen yhteenlasku ei kerro, pystyykö yksi operaattori hoitamaan koko työvaiheketjun turvallisesti.

Tutki myös tuoteperheen eri versioiden väliset asetusvaihdot. Jos jokainen pieni erä vaatii pitkän asetuksen, koneiden tuominen lähemmäs toisiaan ei vielä mahdollista pienten erien tiheää ja taloudellista siirtämistä vaiheesta toiseen. Asetusaikoja voi olla tarpeen lyhentää tai eräkäytäntöä muuttaa, ennen kuin solu tuottaa tavoitellun hyödyn.

Osa prosesseista kannattaa pitää solun ulkopuolella. Kalliit testauslaitteet, lämpökäsittely tai yhteinen viimeistelyprosessi voivat palvella useita tuoteperheitä. Kaikkea ei tarvitse hankkia erikseen jokaiseen soluun. Nämä työvaiheet on kuitenkin otettava mukaan, kun arvioit tuoteperheen läpimenoaikaa ja toimitusvarmuutta.

Esimerkki: solu tehostuu, mutta tarkastukseen on yhä jono

Kuvitellaan, että sorvaus, poraus ja purseenpoisto on nyt sijoitettu tiiviiseen tuotantosoluun. Tiimi pystyy siirtämään kotelon vaiheesta toiseen niin, että työ siirtyy harvemmin tekijältä toiselle. Lopputarkastuksessa tarvitaan kuitenkin koordinaattimittauskonetta, joka on yhteiskäytössä muun tehtaan kanssa.

Oletetaan, että kotelotilaus vaatii kaksi tuntia tarkastusaikaa ennen lähetystä. Ennen määräaikaa on jäljellä vain kolme tuntia, joille tarkastukseen on miehitys, ja toinen jo luvattu tilaus tarvitsee niistä kaksi. Näihin kestoihin sisältyvät käsittely, asetukset ja kaikki tarvittava tarkastustyö. Töitä ei voi tehdä kyseisellä koneella päällekkäin.

Aikaa tarvitaan yhteensä neljä tuntia, mutta käytettävissä on kolme. Vaikka solun sisäinen virtaus olisi täydellinen, yhteisestä tarkastuksesta puuttuu silti yksi tunti kapasiteettia.

Purseenpoiston nopeuttaminen ei luo puuttuvaa tuntia. Tuotannonsuunnittelijan on tarkasteltava keskenään kilpailevia toimitussitoumuksia ja harkittava todellista ratkaisua: lisää miehitettyä tarkastusaikaa, toista vaatimukset täyttävää resurssia tai toimituslupauksen muuttamista. Työjärjestyksen muuttaminen voi turvata yhden tilauksen, mutta se ei saa molempia mahtumaan riittämättömään kapasiteettiin.

Siksi läpimenoaika on mitattava aina hyväksyntään asti, eikä mittausta pidä lopettaa työn poistuessa solusta. Lyhyemmästä sisäisestä läpimenoajasta on hyötyä. Asiakkaalle hyöty toteutuu, kun myös jäljellä olevat työvaiheet saadaan valmiiksi ajoissa.

Samasta syystä solulla ei pidä olla erillistä aikataulua, jossa tarkastus jätetään muiden huoleksi. Sekä solun työn että toisen tilauksen on oltava mukana samassa resurssisuunnitelmassa.

Kokeile yhdellä tuoteperheellä ennen koko tehtaan uudelleenjärjestelyä

Valitse tuoteperhe, jolla on selkeä tuotantoreitti ja merkittävä virtausongelma. Kirjaa nykyinen toteutunut läpimenoaika, työvaiheiden väliset odotusajat, keskeneräisen tuotannon määrä ja toimitusvarmuus. Ota mukaan myös suunnitellun solun ulkopuoliset yhteiset prosessit, jotta vertailu ei piilota jonoa siirtämällä sitä muualle.

Käy suunniteltu työvaiheketju läpi työn tekijöiden kanssa. Testaa kulkuyhteydet, käsittely, materiaalien täydennys ja miehityksen riittävyys sekä se, miten yhden työvaiheen pysähtyminen vaikuttaa muuhun soluun. Malli tai rajattu pilotti voi paljastaa ongelmia ennen kuin sitoudut laitteiden siirtämiseen.

Kokeile realistisella tuotejakaumalla, älä pelkästään helpoimmalla tuoteversiolla. Vertaa uutta virtausta lähtötilanteeseen ja selvitä, mihin aika kului. Onko keskeneräinen tuotanto vähentynyt? Valmistuuko koko tilaus aiemmin? Pysähtyykö työvaiheketju asetusvaihtojen tai miehityspuutteiden vuoksi? Onko solun ulkopuoliselle resurssille syntynyt uusi työruuhka?

Kehitä havaintojen pohjalta sekä solun järjestelyä, työmenetelmää että aikataulua. Tavoitteena on löytää toistettava tapa toimittaa tuoteperheen tuotteet, ei vain onnistua esittelyssä poikkeuksellisen hiljaisena päivänä.

Aikatauluta solu osana kokonaisuutta SkyPlannerilla

Kun tuotantotavasta on sovittu, SkyPlanner muuttaa reititykset aikataulutetuiksi töiksi. Määritä tuotteen työvaiheet, niiden kestot, soveltuvat työpisteet ja materiaalitarpeet kerran. Uudet tilausrivit perivät tämän reitityksen. Tuote, määrä ja toimituspäivä saadaan tilaukselta.

Arcturus aikatauluttaa tilaukset yhdessä määritettyjen työpistekapasiteettien, työvuorojen, riippuvuuksien ja prioriteettien perusteella. Kun materiaalit huomioiva aikataulutus on käytössä, myös materiaalien saatavuus vaikuttaa laskentaan. Gantt-näkymä näyttää laskennan tuottaman työjärjestyksen eri työpisteillä, myös solun ulkopuolisilla yhteisillä resursseilla.

Koteloesimerkissä hyödyllinen näkymä kattaa sekä solun reitityksen että tarkastuskapasiteetista kilpailevan toisen tilauksen. Suunnittelija näkee työvaiheiden ajoituksen ja voi arvioida valmistumispäiviä ilman, että hänen tarvitsee rakentaa käsin uudelleen erillistä solun työlistaa ja tarkastusjonoa.

Säilytä solun todellinen kapasiteetti myös mallissa

Mallinna ne resurssit, jotka todella rajoittavat työtä. Jos sorvausta, porausta ja purseenpoistoa voidaan tehdä samanaikaisesti eri kappaleille, koko solun käsitteleminen yhtenä, vain yhden työn kerrallaan suorittavana työpisteenä voi peittää tämän kapasiteetin. Suunnitelmassa ei toisaalta pidä olettaa samanaikaisia käsityövaiheita, joihin käytettävissä oleva henkilöstö ei riitä.

SkyPlannerissa työpisteet voivat kuvata koneita, henkilöitä tai tiimejä. Myös työvuoroja ja työntekijäryhmien kohdistuksia tuetaan. Varmista, että malli vastaa todellista miehitystä: saman henkilön liittäminen kahteen konetyöpisteeseen ei itsessään luo niiden välille yhteisen koneenkäyttäjän kapasiteettirajoitetta. Ota tämä miehitysjärjestely käsiteltäväksi esittelyssä sen sijaan, että olettaisit kaikkien päällekkäisyyksien estyvän automaattisesti.

Laske aikataulu uudelleen tuotantotilanteen muuttuessa

Kiiretilaus tai tarkastuksen työvuoron peruuntuminen vaikuttaa muuhunkin kuin solun seuraavaan työhön. Päivitä tarvittavat prioriteetit tai käytettävissä oleva kapasiteetti ja anna Arcturus-tekoälyn laskea kokonaisaikataulu uudelleen. Tarkista muutoksen vaikutukset valmistumispäiviin ennen kuin vahvistat, mitä tuotanto pystyy toimittamaan.

Yksittäisten työjonojen korjaamiseen kuluu vähemmän aikaa, ja samoista resursseista kilpailevat toimitussitoumukset tulevat näkyviin aiemmin. Teidän tiiminne päättää tuotantotavasta ja prioriteeteista. SkyPlanner laskee aikataulun niiden pohjalta.

Voit jatkaa nykyisten järjestelmiesi käyttöä. SkyPlanner voidaan integroida mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään avoimen REST API -rajapinnan kautta. Näin nykyiset tilaus- ja tuotantotiedot saadaan hienokuormituksen käyttöön.

Mitä Eskomaticin kokemuksesta voi oppia aikataulutukseen

Suomalainen sopimuskonepaja Eskomatic järjesti aiemmin työjononsa pitkälti käsin, ja materiaalipuutteita oli vaikea havaita riittävän ajoissa. SkyPlannerin käyttöönotto yhdisti olemassa olevat ERP-tiedot visuaaliseen Gantt-työjonoon ja automaattiseen hienokuormitukseen.

Yrityksen mukaan toimituspäivien määrittäminen on tarkentunut ja puuttuvista materiaaleista johtuvat tuotantokatkokset ovat vähentyneet. Kokemus tarjoaa hyödyllisen opin solutuotantoa käyttöön ottavalle tehtaalle: huomioi suunnitelmassa sekä töiden aloitusvalmius että muun tuotannon kuormitus. Näin hyvin järjestetylle tuotantoalueelle ohjataan töitä, jotka se pystyy viemään toimitukseen asti.

Testaa solu ja sen yhteinen resurssi yhdessä

Valitse solutuotanto, kun tuoteperheen reititys, työn sisältö ja kysyntä puoltavat työvaiheiden tuomista yhteen. Arvioi tulosta viimeiseen tarvittavaan työvaiheeseen asti ja huomioi myös resurssit, jotka tuoteperhe jakaa muiden töiden kanssa.

Valitse SkyPlanner, kun kokonaisaikataulun pitäminen ajan tasalla vie tuotantoa koskeviin päätöksiin tarvitsemasi ajan. Saat solulle ja muulle tehtaalle yhteisen aikataulun sen sijaan, että joutuisit sovittamaan taas yhden erillisen työlistan muihin suunnitelmiin.

Varaa SkyPlanner-esittely ja ota siihen mukaan yksi suunniteltu solureititys, sen miehitysjärjestely sekä solun ulkopuolinen resurssi, joka todennäköisimmin viivästyttää töitä. Pyydä tarkastelemaan jotakin äskettäistä prioriteetin tai kapasiteetin muutosta ja sen vaikutusta muihin tilauksiin. Jos haluat ensin tutustua aikataulunäkymään itse, kokeile SkyPlanneria demodatalla.