Työnmittaus tuotannossa: määritä käyttökelpoinen standardiaika

Etusivu » Resurssit » Työnmittaus tuotannossa: määritä käyttökelpoinen standardiaika

Arvioitu lukuaika: 11 minuuttia

Tuotannon työnmittauksessa mitataan määriteltyä työtä, jotta voidaan selvittää, kuinka kauan sen pitäisi kestää tietyissä olosuhteissa. Suorassa kellotuksessa työ jaetaan osiin, niiden kestot mitataan ja joutuisuus otetaan huomioon niissä osissa, joissa sillä on merkitystä. Standardiaika saadaan lisäämällä mukaan perustellut aikalisät.

Olennainen sana on määritelty. Viime kuun työkirjausten keskiarvossa voivat sekoittua eri työmenetelmät, materiaalipuutteet ja oppimiseen kulunut aika. Nopeimman työntekijän kellottaminen antaa toisenlaisen luvun, mutta ei välttämättä parempaa standardiaikaa.

Hyvä työnmittaus tuottaa ajan, jonka voit perustella, tarkistaa ja päivittää työn muuttuessa. SkyPlanner auttaa sen jälkeen hyödyntämään realistisia työvaiheiden kestoja koko tilauskannan suunnittelussa sen sijaan, että korjaisit luvun ERP-järjestelmään ja järjestäisit käsin uudelleen kaikkien niiden koneiden työjonot, joihin muutos vaikuttaa.

Havaittu aika, normaaliaika ja standardiaika

Nämä kolme aikaa vastaavat eri kysymyksiin:

Aika	Mitä se tarkoittaa	Mitä on tiedettävä
Havaittu aika	Kuinka kauan mitattu työ todellisuudessa kesti	Työmenetelmä, mittauksen alku- ja loppukohdat sekä havaintohetken olosuhteet
Normaaliaika	Määritellyn työn kesto normaalijoutuisuudella	Perusteltu joutuisuuden arvio niille käsityön osille, joiden kestoon työtahti vaikuttaa
Standardiaika	Normaaliaika tarvittavine aikalisineen	Mitä aikalisiä käytetään ja miten ne lasketaan

Standardiaika ei ole nopeusennätys. Se kuvaa aikaa, jossa koulutettu ja harjaantunut henkilö tekee työn määritellyllä menetelmällä normaalijoutuisuudella, kun myös tarvittavat aikalisät on otettu huomioon.

Käsityön standardiaika ei myöskään ole automaattisesti sama kuin aika, joksi kone on varattava. Kone voi käydä samalla, kun sen käyttäjä tarkastaa edellistä kappaletta. Pidä tämä ero esillä koko työnmittauksen ajan: ensin selvitetään työn sisältö ja vasta sen jälkeen, miten työ kuormittaa kutakin resurssia.

Valitse työhön sopiva mittausmenetelmä

Suora kellotus sopii vakiintuneeseen, toistuvaan työhön, jonka osia voi havainnoida. Se on hyvä valinta, kun haluat ymmärtää, miksi nykyinen standardiaika on väärä, etkä vain korvata sitä uudella arviolla.

Muissa tilanteissa tarvitaan toisenlaista lähestymistapaa:

• Samankaltaisissa töissä toistuvat samat, jo tunnetut työn osat. Validoidulla, aiemmin määritettyihin työnosien aikoihin perustuvalla järjestelmällä voidaan yhdistellä näitä aikoja, kunhan työmenetelmä ja aikaan vaikuttavat tekijät vastaavat toisiaan. Älä laske erilaisille tuotteille yhtä yhteistä keskiarvoa.
• Käsityön menetelmää suunnitellaan ennen tuotannon aloittamista. Liikeaikajärjestelmällä aika voidaan muodostaa määritellyistä liikkeistä. Se edellyttää koulutusta valitun järjestelmän käyttöön, ei kellotuksessa tarvittavan joutuisuusarvion arvaamista.
• Haluat selvittää, mihin työvuoron aika kuluu. Havainnointitutkimuksella arvioidaan eri tehtäviin tai viiveisiin kuluvan ajan osuuksia. Se voi tukea aikalisien arviointia, mutta ei yksin anna yksityiskohtaista aikaa jokaiselle lyhyelle työnosalle.
• Prosessi määrää keston. Laske tai varmista koneaika ohjelman tai prosessiparametrien perusteella ja mittaa koneen käyttäjän työ erikseen.

Aiemmat työkirjaukset ovat edelleen hyödyllistä lähtöaineistoa. Tarkista kuitenkin, mitä ne sisältävät, ennen kuin käytät niitä standardiajan perustana. Kirjattu kokonaiskesto, johon sisältyy materiaalipuutteen vuoksi odottamista, ei yksin kerro, kuinka paljon aikaa itse käsityö vaatii normaalijoutuisuudella.

Seuraava menetelmä keskittyy toistuvan työn suoraan kellotukseen.

1. Määrittele työmenetelmä ennen kellotuksen aloittamista

Valitse työvaihe, jossa luotettavampi standardiaika vaikuttaa todelliseen päätökseen. Tällainen voi olla esimerkiksi raskaasti kuormitettu kokoonpanopiste tai toistuva työ, jonka kesto yllättää tuotannonsuunnittelun säännöllisesti.

Kuvaa tuote ja sen revisio, laitteet, työkalut, materiaalien sijoittelu ja saataville tuonti, työjärjestys sekä vaaditut laaduntarkastukset. Määrittele tapahtumat, joista mittaus alkaa ja joihin se päättyy. Kerro selvästi, onko tulos kappale-, sykli- vai eräkohtainen, ja pidä kertaluonteinen asetus erikseen tunnistettavana.

Käy kuvaus läpi työvaihetta tekevien ihmisten kanssa. Kerro, miksi työnmittaus tehdään ja miten tuloksia käytetään. Työntekijöiden tieto tuo usein esiin välttämättömiä tehtäviä, jotka nykyisestä aika-arviosta puuttuvat, kuten kiinnittimen täydentämisen tai määräajoin tehtävän tarkastuksen.

Havainnoi koulutettua työntekijää, joka käyttää vakiintunutta ja turvallista työmenetelmää. Jos kiinnitintä vielä suunnitellaan uudelleen tai työntekijä vasta opettelee työjärjestystä, vakiinnuta menetelmä ensin. Kellotusten lisääminen ei anna luotettavaa standardiaikaa prosessille, joka ei ole vielä vakiintunut.

2. Kirjaa työnosat, toistumistiheydet ja poikkeamat

Jaa työvaihe osiin selkeiden, havaittavien tapahtumien kohdalta: kotelo on asetettu kiinnittimeen, kiinnikkeet on kiristetty, tarkastus on valmis. Erota joutuisuudesta riippuva käsityö koneen määräämästä ajasta. Kirjaa vain ajoittain tehtävät työt, kuten astian vaihto, sekä niiden toistumistiheys sen sijaan, että laskisit ne mukaan jokaiselle kappaleelle.

Säilytä jokaisesta havainnosta työnosan aika, olennaiset olosuhdetiedot ja mahdollinen joutuisuusarvio. Merkitse keskeytykset niiden tapahtuessa. Jos komponentti puuttuu tai työkalu rikkoutuu, kirjaa tapahtuma ja sen kesto erikseen. Älä poista pitkää mittaustulosta ilman merkintää tai hukuta sitä normaalin työn keskiarvoon.

Kerää havaintoja tuotantoa edustavista tilanteista, älä vain yhdestä sopivasta, keskeytyksettömästä ajosta. Tarkista, tuottavatko sama menetelmä ja samat olosuhteet kohtuullisen yhdenmukaisia työnosien aikoja. Jos eivät, selvitä syy. Esimerkiksi erilainen materiaalien sijoittelu voi edellyttää erillistä työmenetelmää, kun taas yksittäinen mittausvirhe vaatii dokumentoidun korjauksen.

Ei ole olemassa yleispätevää syklimäärää, joka tekisi työnmittauksesta riittävän. Tarvittava havaintomäärä riippuu vaihtelusta, vaaditusta tarkkuudesta ja päätöksestä, jota standardiajalla tuetaan. Arvioi hajonta alustavan havaintojoukon avulla ja määritä sitten tarvittava otoskoko valitun luottamustason ja tarkkuusvaatimusten perusteella. Työnmittaukseen koulutettu asiantuntija voi tehdä tämän arvion. Kymmenen lähes identtistä mittaustulosta yhdestä poikkeuksellisesta ajosta ei korvaa edustavaa havaintoaineistoa.

3. Muunna käsityön havaitut ajat normaaliajoiksi

Laske kullekin työnosalle edustava havaittu kesto vertailukelpoisista mittaustuloksista, tavallisesti niiden aritmeettinen keskiarvo. Säilytä perustelut jokaisen pois jätetyn mittaustuloksen osalta. Jos joutuisuus vaihtelee havaintojen välillä, muunna vastaavat ajat normaaliajoiksi ennen niiden yhdistämistä. Älä käytä niihin keskimääräistä joutuisuusarviota, joka ei vastaa kyseisiä havaintoja.

Joutuisuuden arvioinnissa havaittua käsityön tahtia verrataan määriteltyyn normaalijoutuisuuteen. Kun asteikolla normaalijoutuisuus on 100 %, laskenta on seuraava:

Käsityön normaaliaika = käsityön havaittu aika × joutuisuuskerroin

Joutuisuusarvio 110 % vastaa kerrointa 1,10. Se tarkoittaa, että havaittu työ tehtiin normaalijoutuisuutta nopeammin, joten sen normaaliaika on havaittua aikaa pidempi. Alle 100 %:n joutuisuusarvio vaikuttaa päinvastaiseen suuntaan.

Joutuisuusarvio ei ole prosenttiluku, joka valitaan sovittamaan tulos ERP-järjestelmän vanhaan standardiaikaan. Se edellyttää koulutettua arvioijaa, yhdenmukaista vertailuperustaa ja arviota, joka tehdään työtä havainnoitaessa. Jos et pysty perustelemaan joutuisuusarviota, säilytä tulos havaintona äläkä esitä sitä normaalijoutuisuuteen perustuvana standardina.

Käytä joutuisuuskerrointa niihin käsityön osiin, joihin se kuuluu, älä erotuksetta koko työvaiheen kestoon. Automaattinen kolmen minuutin lämmityssykli ei pitene siksi, että koneen lastannut henkilö työskenteli 110 %:n joutuisuudella. Jos joutuisuus vaihtelee havaintojen välillä, säilytä kunkin ajan yhteydessä sitä vastaava joutuisuusarvio, jotta laskenta vastaa todellisia havaintoja.

4. Lisää aikalisät selkeästi määritellyin perustein

Pelkkä normaaliaika ei kata kaikkea, mihin työpäivän aikana on perustellusti varattava aikaa. Henkilökohtaiset tarpeet, työstä palautuminen ja työhön liittyvät väistämättömät viiveet on otettava asianmukaisesti huomioon.

Määritä aikalisät työn olosuhteiden, käytettävän työnmittausmenetelmän sekä kyseisistä tehtävistä tai keskeytyksistä kerätyn tiedon perusteella. Laajempi havainnointi tai havainnointitutkimus voi auttaa selvittämään toistuviin tukitehtäviin ja viiveisiin kuluvan ajan. Palautumistarpeiden selvittäminen puolestaan edellyttää työn ja olosuhteiden arviointia. Toisesta tehtaasta kopioitu prosenttiluku ei korvaa tätä arviota.

Pidä myös ajoittain tehtävät välttämättömät työt mukana tarkastelussa. Jos säännöllinen astian vaihto on jo sisällytetty työnosaksi, älä laske sitä uudelleen yleiseen viivelisään. Älä myöskään muuta jokaista vältettävissä olevaa laiterikkoa tai materiaalipuutteesta johtuvaa odotusta pysyväksi osaksi työn sisältöä. Kirjaa nämä menetykset, jotta niiden syihin voidaan puuttua, ja määrittele selvästi, miten ne huomioidaan suunnittelussa.

Laskentaesimerkki: havainnoista standardiajaksi

Kuvitellaan vakiintunut käsin tehtävä kokoonpanotyövaihe. Seuraavat luvut havainnollistavat laskentaa. Joutuisuusarvio ja aikalisä eivät ole suosituksia tehtaallesi. Oletetaan, että luetellut työnosat tehdään peräkkäin kerran kutakin kokoonpanoa kohti ja että työnmittaaja on perustellut havaitulle käsityölle 110 %:n joutuisuusarvion.

Käsityön osa	Valittu havaittu aika	Joutuisuuskerroin	Normaaliaika
Kotelon asennus	30 sekuntia	1,10	33 sekuntia
Kokoonpanon kiinnitys	40 sekuntia	1,10	44 sekuntia
Tarkastus ja asettaminen tarjottimelle	20 sekuntia	1,10	22 sekuntia
Joka kappaleella toistuva työ yhteensä	90 sekuntia		99 sekuntia

Lisäksi astia on vaihdettava 20 kokoonpanon välein. Vaihdon erikseen määritetty normaaliaika on 60 sekuntia, joten sen osuus on 60 ÷ 20 = 3 sekuntia kokoonpanoa kohti. Työn normaaliaika on siis yhteensä 102 sekuntia kokoonpanoa kohti.

Oletetaan seuraavaksi, että työnmittauksessa määritetään aikalisäksi 15 % normaaliajasta:

Standardiaika = normaaliaika × (1 + aikalisä)

102 × 1,15 = 117,3 sekuntia kokoonpanoa kohti.

Laskentaperusteella on merkitystä. Jos aikalisä ilmaistaankin 15 %:na koko standardiajasta, käytä kaavaa:

Standardiaika = normaaliaika ÷ (1 − aikalisä)

102 ÷ 0,85 = 120 sekuntia kokoonpanoa kohti.

Tulokset eroavat, koska ”15 %” kuvaa kahta eri suhdetta. Kirjaa, kumpaa laskentaperustetta standardiajassa käytetään. Seuraavan suunnittelijan ei pitäisi joutua päättelemään sitä lopputuloksesta.

5. Varmenna ja ota käyttöön standardiaika, jota voit ylläpitää

Ennen kuin korvaat nykyisen standardiajan, tarkista tulos uusilla toistoilla käyttäen samaa menetelmää samoissa olosuhteissa. Vertaa vastaavia määriä ja samalla tavalla rajattuja aikoja. Ota mukaan myös standardiaikaan sisältyvät määräajoin toistuvat työt ja aikalisät. Se, että yksi työkierto alittaa aikalisät sisältävän standardiajan, ei osoita, että aikalisä pitäisi poistaa.

Selvitä selittämättömät erot työntekijän ja työmenetelmästä vastaavan henkilön kanssa. Jos tulos ei pidä paikkaansa siksi, että olennainen työnosa puuttuu, korjaa työnmittaus. Jos työmenetelmä vaihtelee, määrittele sen eri versiot. Älä vain kasvata standardiaikaa, kunnes kaikki aiemmat aikakirjaukset mahtuvat siihen.

Dokumentoi seuraavat tiedot niin, että ne ovat jäljitettävissä:

• Tuote, työvaihe, työmenetelmän versio ja resurssien käyttöolosuhteet, joita standardiaika koskee.
• Alkuperäiset havainnot, työnosien toistumistiheydet ja poikkeamien käsittely.
• Joutuisuuden arvioinnin käytäntö, tehty arvio ja normaaliajan laskenta.
• Aikalisien lajit, niiden perusteet ja laskentapohja sekä saatu standardiaika.
• Varmennuksen tulos, vastuullinen tarkastaja, voimaantulopäivä ja tilanteet, jotka edellyttävät uudelleentarkastelua.

Ota standardiaika käyttöön tuotantoteknisen hyväksymismenettelyn kautta. Hyväksynnällä vahvistetaan, että perusteet ja soveltamisala ovat käyttötarkoitukseen sopivat. Sillä ei korvata mittausta neuvotellulla luvulla.

Tarkista standardiaika uudelleen, kun työkalut, materiaali, tuotesuunnittelu, tarkastusvaatimukset tai työmenetelmä muuttuvat. Tee tarkistus myös silloin, kun vertailukelpoisissa toteumissa näkyy jatkuva selittämätön ero. Säilytä edellinen versio, jotta voit erottaa aidon menetelmäparannuksen ajan kirjaustavan muutoksesta.

Muunna standardiaika oikeaksi resurssikuormaksi

Ennen kuin syötät tuloksen ajoitusmalliin, kysy: mitä resurssia tämä aika varaa?

Kokonaan käsityöhön perustuvassa esimerkissä standardiaika kuvaa kokoonpanotyötä yhdellä työpisteellä. Koneistuksessa käyttäjän työ, koneen automaattiajo ja tarkastus voivat tapahtua osittain samanaikaisesti. Kaikkien aikojen yhteenlasku antaisi liian pitkän koneen varausajan. Pelkän lastuamisajan käyttäminen taas voisi jättää pois kappaleen latauksen, joka estää seuraavan työkierron alkamisen.

Kuvaa käyttäjän ja koneen tehtävät rinnakkaisille aikajanoille, kun niiden päällekkäisyydellä on merkitystä. Selvitä, milloin kukin resurssi on varattu ja voiko käyttäjä todella hoitaa toista työtä automaattiajon aikana. Älä oleta, että valvomaton ajo tarkoittaa käyttäjän rajatonta käytettävyyttä.

Sovita myös aikalisät yhteen resurssikalenterin kanssa. Käytettävissä olevasta työajasta jo vähennetty tauko ei saa vähentää kapasiteettia toistamiseen saman tauon kattavan aikalisän kautta. Säilytä työnmittauksessa määritetty standardiaika, mutta dokumentoi, miten sen osista muodostuvat suunnittelussa käytettävä kesto ja käytettävissä oleva kapasiteetti.

Kappaleaikojen laskentaan ja asetusajan käsittelyyn erikseen eri tilausmäärillä saat ohjeet tuotannon sykliaikaoppaastamme. Tässä ratkaistaan sitä edeltävä kysymys: kuvaako laskennan pohjana oleva standardiaika ylipäätään määriteltyä työtä?

Hyödynnä tarkemmat kestoajat SkyPlannerissa

Korjattu kesto vaikuttaa muuhunkin kuin mitattuun työvaiheeseen. Se muuttaa sitä, kuinka paljon aikaa työ vie koneen työjonossa, milloin seuraavat työvaiheet voivat alkaa ja miten muut tilaukset kilpailevat samasta kapasiteetista. Yhden perustietoarvon päivittäminen on vasta tämän suunnittelutyön alku.

SkyPlannerissa voit määrittää työvaiheiden kestot, asetus- ja purkuajat, soveltuvat työpisteet sekä riippuvuudet. Sen ajoitustekoäly Arcturus laskee tuotantoaikataulun määrittämiesi resurssien ja prioriteettien perusteella, ja tulos näkyy Gantt-näkymässä. Voit tarkastella realistisempien kestoaikojen vaikutuksia koko tilauskantaan sen sijaan, että rakentaisit käsin uudelleen jokaisen työjonon, johon muutokset vaikuttavat. Sinä asetat prioriteetit ja turvaat päätökset säännöillä ja lukituksilla.

SkyPlannerin Timer- ja ShopFloor-työkaluilla voi kirjata aikoja ja määriä, joten saat tuotannon toteumatietoa myöhempiä tarkasteluja varten. SkyPlanner tarjoaa myös työvaiheiden keston ennustamista aiempien aikakirjausten perusteella. Näin suunnittelun aika-arviot pysyvät sidoksissa käytännön kokemukseen. Työnmittaus vastaa siihen, kuinka paljon aikaa määritellyn työn pitäisi vaatia normaalijoutuisuudella. Historiatietoihin perustuva ennuste puolestaan auttaa arvioimaan kestoa kirjatun tuotannon perusteella. Pidä nämä käyttötarkoitukset erillään, kun päätät, kumpaa lähtötietoa käytät.

Mamecin kokemukset osoittavat, miksi yhteensovitettu ajoitus on tärkeää. Suomalaisella valmistajalla oli tuhansia toisistaan riippuvia työmääräimiä, joiden prioriteetteja hallittiin paperisiin työmääräimiin merkittyjen toimituspäivien perusteella. SkyPlanner integroitiin yrityksen Oscar ERP -järjestelmään, ja siitä tuli tuotannonsuunnittelun pääjärjestelmä. Mamec kertoo saaneensa yhteisen reaaliaikaisen tuotantonäkymän ja suunnittelun työmäärän keventyneen selvästi. Kokemus havainnollistaa koko suunnitelman hallinnan arvoa verrattuna siihen, että jokaisesta työjonosta päätetään erikseen käsin.

Valitse SkyPlanner, kun haluat hyödyntää tarkempia työvaiheaikoja paremman tuotantoaikataulun laatimisessa. Se integroituu mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään avoimen REST API -rajapintansa kautta. Voit siis säilyttää nykyiset järjestelmäsi ja tuoda realistiset kestoajat äärellisen kapasiteetin kuormitukseen.

Varaa SkyPlanner-esittely ja ota mukaan yhden työvaiheen nykyinen standardiaika, sen työnmittausdokumentaatio, viimeaikaiset toteumat ja tyypillisen tilauksen työvaiheketju. Näin saat konkreettisen lähtökohdan sen tarkasteluun, miten perusteltu aika voi parantaa tuotannossa noudatettavaa suunnitelmaa. Jos haluat ensin tutustua itse, kokeile SkyPlanneria demotiedoilla.