Yhden kappaleen virtaus: milloin se toimii tuotannossa?

Etusivu » Resurssit » Yhden kappaleen virtaus: milloin se toimii tuotannossa?

Arvioitu lukuaika: 10 minuuttia

Yhden kappaleen virtauksessa jokainen valmistunut kappale siirretään suoraan seuraavaan työvaiheeseen sen sijaan, että odotettaisiin siirtoerän kertymistä. Vastaanottava työvaihe on valmis käsittelemään kappaleen, joten se etenee vaiheesta toiseen eikä päädy uuteen jonoon.

Tavoite on selvä: asiakas ei hyödy siitä, että lähes valmis tilaus odottaa lavan täyttymistä. Pienemmät ja tiheämmät siirrot voivat lyhentää odotusta ja tuoda laatuongelmat esiin aikaisemmin. Kappale kerrallaan siirtäminen toimii kuitenkin vain, jos seuraava työvaihe pystyy ottamaan kappaleen vastaan.

Tuotantopäällikölle yhden kappaleen virtaus on siksi sekä prosessin suunnitteluun että tuotannon ajoitukseen liittyvä kysymys. Tiiminne rakentaa toimivan virtauksen, ja SkyPlanner APS sovittaa työvaiheet koko tehtaan kapasiteettiin ja prioriteetteihin. Näin aikaisempi siirto antaa mahdollisuuden saada työ valmiiksi aiemmin sen sijaan, että kappale vain saapuisi aikaisemmin odottamaan varattua konetta.

Kappale kerrallaan ei tarkoita vain yhtä kappaletta koko linjalla

Tuotannossa voi olla useita kappaleita samanaikaisesti: yksi kokoonpanossa, toinen testauksessa ja kolmas pakkauksessa. Jokainen siirtyy eteenpäin yksitellen, kun sen työvaihe on valmis ja seuraava vaihe pystyy ottamaan sen vastaan.

Pidä nämä kolme määrää erillään:

Määrä	Mitä se kuvaa	Mitä yhden kappaleen virtaus muuttaa
Siirtoerä	Kuinka monta kappaletta siirretään yhdessä seuraavaan työvaiheeseen	Tavoitteena on siirtää yksi kappale kerrallaan
Valmistuserä	Kuinka monta kappaletta valmistetaan samalla ajolla ennen tuotteen tai asetusten vaihtamista	Voi edelleen olla yhtä kappaletta suurempi
Keskeneräinen tuotanto yhteensä (KET)	Kaikki rajatun tuotantoalueen keskeneräiset kappaleet, sekä käsiteltävät että odottavat	Odotuksen väheneminen voi pienentää KET-määrää, mutta koko linjalla saa silti olla enemmän kuin yksi kappale

Voit esimerkiksi koneistaa sarjan samanlaisia kannakkeita samoilla asetuksilla ja siirtää jokaisen valmistuneen kannakkeen suoraan jäysteenpoistoon. Tämä on eri asia kuin koneistuksen asetusten vaihtaminen jokaisen kannakkeen jälkeen. Siirtoerän pienentäminen ei automaattisesti edellytä valmistuserän pienentämistä samankokoiseksi.

Ihanteellisessa toisiinsa kytkettyjen työvaiheiden ketjussa ei ole vaiheiden välisiä jonoja. Käytännön tuotantoreitillä tällaisen ketjun rinnalla voi olla hallittu puskuri tai prosessi, joka on ajettava erissä. Määrittele selvästi, mistä suora virtaus alkaa ja mihin se päättyy. Koko tehtaan kutsuminen yhden kappaleen virtaukseksi ei tee kaikista siirroista välittömiä.

Esimerkki: sama työmäärä, huomattavasti vähemmän odotusta

Kuvitellaan kymmenen samanlaisen kappaleen tilaus, joka kulkee valmistelun, kokoonpanon ja testauksen kautta. Jokainen työvaihe kestää kaksi minuuttia kappaletta kohti. Kullakin vaiheella on oma miehitetty työpisteensä, kaikki kolme työpistettä ovat käytettävissä ja kappale voidaan siirtää heti käsittelyn jälkeen. Tässä yksinkertaistetussa esimerkissä ei ole asetustöitä, siirtoviiveitä, vikoja eikä vapautustarkastuksia.

Kun siirretään kokonaisia eriä, kaikki kymmenen kappaletta valmistellaan ennen kokoonpanon aloittamista. Myös kokoonpano käsittelee koko erän ennen sen siirtämistä testaukseen. Kun kappaleet siirretään yksitellen, kokoonpano alkaa heti ensimmäisen valmistellun kappaleen saavuttua ja testaus heti saman kappaleen kokoonpanon valmistuttua.

Tulos	Kaikki kymmenen siirretään yhdessä	Siirretään yksi kerrallaan
Ensimmäinen kappale valmistuu testauksesta	42 minuutin kuluttua	6 minuutin kuluttua
Kaikki kymmenen kappaletta valmistuvat	60 minuutin kuluttua	24 minuutin kuluttua
Kappalekohtainen käsittelyaika yhteensä kolmessa työvaiheessa	6 minuuttia	6 minuuttia

Yksikään kone ei ole nopeutunut. Hyöty syntyy siitä, että eri kappaleiden työvaiheet tehdään limittäin sen sijaan, että jokainen työpiste odottaisi koko erää. Kun yhden kappaleen virtauksen kaikki vaiheet ovat käynnissä, esimerkissä valmistuu kappale kahden minuutin välein ja useita kappaleita käsitellään samanaikaisesti.

Oletetaan nyt, että testauspiste onkin toisen tilauksen käytössä. Ensimmäinen koottu kappale ei pääse heti testaukseen. Sen siirtäminen aikaisemmin ei poista aiempaa varausta. Vastaanottavan vaiheen kapasiteetti on sovitettava yhteen muun työn kanssa – pelkkä siirtovaunussa olevien osien määrän vähentäminen ei riitä.

Miksi valmistajat tavoittelevat yhden kappaleen virtausta?

Välittömin hyöty on ensimmäisen kappaleen valmistuminen nopeammin. Kun siirrot eivät odota erän kertymistä, seuraavat työvaiheet voidaan aloittaa aikaisemmin. Työvaiheiden välisen odotuksen väheneminen tarkoittaa myös, että keskeneräiset tuotteet vievät vähemmän tilaa ja sitovat vähemmän rahaa.

Myös laatupalaute saadaan nopeammin. Jos testauksessa havaitaan kokoonpano-ongelma ensimmäisen kappaleen jälkeen, tiimi voi selvittää sen ennen suuren sarjan jatkamista samoissa olosuhteissa. Näin pienempi osa työstä altistuu toistuvalle virheelle. Tämä ei kuitenkaan korvaa tarkastuksia eikä kyvykästä prosessia.

Pienemmät siirtoerät voivat myös auttaa hahmottamaan työn kulkua. Aiemmin jonon peittämä hidas työvaihe näkyy nyt virtauksen katkeamisena. Tiimi saa näin konkreettisen kehityskohteen: epäluotettavan kiinnittimen, epätasaisesti jakautuneen työmäärän tai materiaalipuutteen.

Hyödyillä on myös kääntöpuolensa. Puskurin poistaminen lisää työvaiheiden keskinäistä riippuvuutta. Häiriö voi jättää seuraavan työpisteen ilman työtä tai estää edellistä jatkamasta. Tiheämmät siirrot voivat myös lisätä käsittelytyötä, jos tuotannon layout ei sovellu niihin. Tavoitteena on saada laadukas tuote valmiiksi nopeammin ja luotettavammin, ei lisätä yksittäisten osien kantamista tehtaan halki.

Milloin yhden kappaleen virtaus toimii hyvin?

Valitse tuoteperhe ja tarkastele sen todellista työvaiheketjua. Samankaltaiset tuotantoreitit helpottavat toteutusta, mutta ratkaisevaa on, pystyvätkö työvaiheet siirtämään laadukkaita kappaleita toisilleen toistuvasti ja tarkoituksenmukaisella tahdilla.

Tarkasteltava asia	Lupaava lähtötilanne	Mitä on ratkaistava ennen työvaiheiden tiiviimpää kytkemistä toisiinsa
Käsittelyajat	Työmäärä pysyy toistuvasti samana, ja työvaiheketju pystyy vastaamaan asiakaskysyntään	Huomattavasti hitaampi työvaihe tai usein toistuva vaihtelu estää edeltäviä vaiheita jatkamasta ja jättää seuraavat ilman työtä
Laatu	Jokaisesta työvaiheesta siirtyy luotettavasti laatuvaatimukset täyttäviä kappaleita eteenpäin	Virheet ja korjaustyöt katkaisevat virtauksen toistuvasti
Laitteet ja henkilöstö	Koneet ja tarvittava henkilöstö ovat käytettävissä silloin, kun työvaiheketju niitä tarvitsee	Konerikot, osaamispuutteet tai kilpailevat työtehtävät estävät siirron seuraavaan vaiheeseen
Käsittely ja materiaalihuolto	Siirrot ovat turvallisia ja lyhyitä, ja materiaalit ovat luotettavasti saatavilla käyttöpaikalla	Pitkät siirtomatkat, hankalasti käsiteltävät kuormat tai puuttuvat komponentit tekevät yksittäisten kappaleiden siirtämisestä epäkäytännöllistä
Asetusvaihdot ja vapautussäännöt	Valittu tuotevalikoima voidaan valmistaa ilman virtausta häiritseviä asetustöitä tai pakollisia eräkohtaisia odotuksia	Puhdistus, kovettuminen, testaus tai vapautusvaatimukset estävät välittömän siirron eteenpäin

Selvitä kysynnän edellyttämä tuotantotahti tahtiajan avulla. Se tarkoittaa käytettävissä olevaa tuotantoaikaa yhtä tarvittavaa kappaletta kohti. Vertaa sitä toistettavissa oleviin työvaiheaikoihin ja tosiasiallisesti käytettävissä oleviin resursseihin. Älä tasapainota linjaa nopeimman koskaan saavutetun sykliajan perusteella.

Jos yksi työvaihe kestää selvästi muita kauemmin, selvitä sen työmäärä, miehitys tai mahdollisuus sopivaan lisäkapasiteettiin. Tiheämmät siirrot eivät poista todellista pullonkaulaa. Edeltävän työpisteen ei myöskään pidä jatkaa valmistamista vain näyttääkseen kiireiseltä, jos vastaanottava työvaihe ei pysty hyödyntämään sen tuotoksia.

Milloin pieni erä tai puskuri on parempi valinta?

Uunipanos, eräsekoitin tai pakollinen laadun hyväksyntää odottava erä voi muodostaa kohdan, jossa eräkäsittely on välttämätöntä. Virtausta voi silti parantaa ennen tätä kohtaa ja sen jälkeen. Koko tuotantoreittiä ei tarvitse pakottaa samaan siirtotapaan.

Useita tuoteperheitä palveleva yhteinen resurssi tuo oman rajoitteensa. Sen varaaminen vain yhdelle työketjulle ei välttämättä ole taloudellista. Pieni, selkeästi määritelty FIFO-puskuri voi säilyttää työjärjestyksen ja tasata jonkin verran vaihtelua samalla, kun sovitat resurssin käyttöä eri töiden kesken. Määritä puskurille selkeä enimmäiskoko ja täydennyssääntö, jotta siitä ei muodostu varastoa, jonka tarpeellisuutta kukaan ei arvioi.

Usean kappaleen siirtoerä ei varsinaisesti ole yhden kappaleen virtausta, mutta se voi olla merkittävä parannus kokonaisen valmistuserän siirtämiseen verrattuna. Valitse pienin käytännössä toimiva siirtoerä, joka parantaa koko reitin toimintaa. Ryhdy sitten poistamaan syitä, joiden vuoksi erää ei vielä voi pienentää.

Testaa siirrot käytännössä – pelkkä menetelmän nimi ei riitä

Aloita rajatusta työvaiheketjusta ja tuotannon tuotevalikoimaa edustavasta kokonaisuudesta. Ota mukaan myös hitaammat tuotevariantit ja vastaanottava resurssi, joka useimmin viivästyttää työtä.

1. Kartoita nykyinen virtaus. Mittaa ensimmäisen kappaleen valmistumiseen kuluva aika, koko tilauksen valmistumisaika, työvaiheiden väliset odotusajat, keskeneräisen tuotannon määrä ja laatutulokset. Käytä samoja alku- ja loppupisteitä koko vertailun ajan.

2. Sopikaa toimintatavasta. Määritelkää, kuka siirtää kappaleen, milloin seuraava työvaihe saa ottaa sen vastaan, miten materiaalia täydennetään ja mitä tehdään työpisteen pysähtyessä. Huolehtikaa edelleen turvallisuudesta, jäljitettävyydestä ja vaadituista vapautustarkastuksista.

3. Testaa resurssien realistinen saatavuus. Huomioi työvuorot, työntekijöiden saatavuus, asetusten vaihdot ja muut tilaukset, jotka käyttävät vastaanottavaa laitteistoa. Se, että seuraava työpiste on esittelyn aikana vapaa, ei osoita normaalin tuotannon toimivan samalla tavalla.

4. Arvioi kokonaistulos. Tarkista, valmistuvatko tilaukset aiemmin ilman, että jono siirtyy kokeilun ulkopuolelle tai käsittely ja korjaustyö lisääntyvät. Selvitä keskeytysten syyt ennen seuraavan puskurin pienentämistä.

Kokeilun pitäisi osoittaa, mitkä työvaiheet voidaan kytkeä suoraan toisiinsa, missä tarvitaan hallittu puskuri erottamaan vaiheet toisistaan ja mitä on muutettava, jotta parannus säilyy.

Liitä valittu virtaus tehtaan aikatauluun SkyPlannerilla

Kun olette sopineet, miten työ etenee, sisällytä työvaiheketju yhteiseen tuotantosuunnitelmaan. SkyPlannerissa voit määrittää tuotteen työvaiheet, niihin soveltuvat työpisteet, kestot ja riippuvuudet. Sen ajoitustekoäly Arcturus ajoittaa työt määritetyn kapasiteetin ja prioriteettien mukaan. Gantt-näkymä näyttää, milloin työvaiheet on suunniteltu tehtäviksi eri resursseilla.

Tästä on erityistä hyötyä, kun vastaanottava työpiste palvelee myös muita tilauksia. Erillisen kokeilulistan ylläpitämisen ja testausosaston jonoon käsin sovittamisen sijaan voit sovittaa työvaiheet yhteen samassa resurssiaikataulussa. Listojen täsmäyttäminen vähenee, ja näet selvemmin, onko aiemmin siirrettävälle työlle todella vapaata kapasiteettia.

Suunnittele työvaiheet limittäin siellä, missä prosessi sen sallii

SkyPlannerin vähimmäisvalmistusaste mahdollistaa seuraavan työvaiheen aloittamisen ennen kuin edellinen on kokonaan valmis. Sen avulla sallittu limitys voidaan kuvata aikataulussa sen sijaan, että jokaisen työvaiheen oletettaisiin odottavan koko edeltävän erän valmistumista.

Valmistumisraja perustuu kuluneeseen työaikaan. Käsittele sitä sovitun prosessin ajoitusmallina, älä fyysisenä signaalina, joka vahvistaa tietyn yksittäisen kappaleen saapumisen. Varmista ajoituksen toimivuus todellisen valmistumistahdin, käsittelyn ja laadullisten vapautusvaatimusten perusteella. Pelkkä suunniteltu limitys ei tee linjasta puskuritonta.

Kymmenen kappaleen esimerkissä olennaista on, voidaanko valmistelu, kokoonpano ja testaus ajoittaa limittäin niiden todellisia resurssitarpeita noudattaen. Jos testaukseen on varattu muutakin työtä, myös tämä kilpailu kapasiteetista kuuluu samaan suunnitelmaan.

Pidä yhteinen suunnitelma käyttökelpoisena myös prioriteettien muuttuessa

Kiireellinen tilaus, pois jäävä työvuoro tai viivästynyt materiaalitoimitus voi muuttaa limityksen mahdollisuuksia. Päivitä kyseiset prioriteetit tai käytettävyystiedot ja anna Arcturus-moottorin laskea aikataulu uudelleen. Kun materiaalien saatavuuden huomioiva ajoitus on käytössä, myös materiaalien saatavuus vaikuttaa laskentaan.

Sinä päätät edelleen tuotannosta ja prioriteeteista, ja SkyPlanner laskee aikataulun niiden perusteella. SkyPlanner voidaan integroida mihin tahansa ERP- tai MES-järjestelmään sen avoimen REST API -rajapinnan kautta. Näin parempi yhteensovitus voi perustua jo käyttämiisi tilaus- ja tuotantotietoihin.

Mitä yhteinen työjärjestys muutti UTUlla

UTUn Ulvilan tehtaalla tuotannonsuunnittelu perustui aiemmin osastokohtaisiin Excel-taulukoihin. ERP-järjestelmän työjärjestykseen tehdyt muutokset eivät aina välittyneet tuotantoon, ja tiimiltä kului aikaa sen varmistamiseen, mitä tehdään ja missä järjestyksessä.

SkyPlannerin käyttöönotto UTUlla toi tehtaan kaikki linjat ja osastot samaan järjestelmään, joka integroitiin Oracle NetSuiteen ja yrityksen palkanlaskentajärjestelmään. Yritys nostaa esiin automaattisen ajoituksen ja visuaalisen Gantt-aikajanan yhdistelmän. Työjärjestyksen muuttuessa päivitetty työjono välittyy asentajille sekunneissa. UTU kertoo myös säästävänsä noin kaksi tuntia viikossa, kun taulukoita ei enää päivitetä käsin.

Tämä kokemus havainnollistaa, millaista yhteensovittamista siirtotavan muuttaminen edellyttää: töitä eteenpäin siirtävät ja vastaanottavat työntekijät tarvitsevat yhteisen, ajantasaisen työjärjestyksen, eivät kahta erillistä listaa, joiden tiedot alkavat poiketa toisistaan.

Huomioi päätöksessä myös seuraava työvaihe

Yhden kappaleen virtausta kannattaa tavoitella siellä, missä hyväksytyt kappaleet voivat siirtyä suoraan luotettavien ja sopivasti tasapainotettujen työvaiheiden välillä. Pidä valmistuserän koko, siirtoerän koko ja keskeneräisen tuotannon kokonaismäärä erillään toisistaan. Säilytä perustellut erärajat siellä, missä prosessi niitä tarvitsee.

Valitse SkyPlanner, kun näiden työvaiheiden yhteensovittaminen tehtaan muun tuotannon kanssa vie liikaa suunnitteluaikaa. Saat yhteisen aikataulun sovitulle virtaukselle ja samoista resursseista kilpaileville töille. Näin tiimisi voi keskittyä rajoitteiden ratkaisemiseen erillisten työjonojen korjailun sijaan.

Varaa SkyPlanner-esittely ja ota mukaan yhden tuoteperheen reitti, sen nykyiset siirtoeräkoot sekä yhteinen resurssi, joka todennäköisimmin viivästyttää töitä. Pyydä näyttämään, miten sallittu limitys ja samoista resursseista kilpaileva tilaus sovitetaan samaan aikatauluun. Jos haluat ensin tutustua aikataulunäkymään itse, kokeile SkyPlanneria demodatalla.