Czas cyklu produkcyjnego: mierz i planuj na jego podstawie

Strona główna » Zasoby » Czas cyklu produkcyjnego: mierz i planuj na jego podstawie

Szacowany czas czytania: 9 minut

W planie na operację obróbki przewidziano dwie minuty na sztukę, ale kolejne partie wciąż kończą się z opóźnieniem. Czy cykl trwa dłużej, niż zakładano? Czy w szacunku pominięto załadunek? A może czas przezbrojenia rozłożono na niewłaściwą liczbę sztuk w partii?

Pomiar czasu cyklu produkcyjnego pomaga odpowiedzieć na te pytania. Na poziomie operacji czas cyklu to zmierzony czas potrzebny do wyprodukowania jednej sztuki lub wykonania jednego powtarzalnego cyklu procesu. Pokazuje, jak praca rzeczywiście przebiega, a nie jak szybko chcielibyśmy ją wykonać.

Dla planisty korzyść nie sprowadza się do szukania oszczędności pojedynczych sekund. Wiarygodne czasy operacji dają solidniejszą podstawę do tworzenia harmonogramu. SkyPlanner wykorzystuje je do obliczania, kiedy można wykonać pracę na dostępnych zasobach produkcyjnych. Pomaga to tworzyć plan odpowiadający realiom hali produkcyjnej, zamiast ciągle poprawiać harmonogram oparty na nieaktualnych szacunkach.

Co mierzy czas cyklu produkcyjnego?

Czas cyklu może opisywać pracę maszyny, powtarzalne czynności operatora lub odstęp między kolejnymi wyrobami opuszczającymi linię produkcyjną. Cykl maszyny można mierzyć od jednego sygnału rozpoczęcia cyklu do następnego. Cykl operatora może obejmować załadunek, czynności pomocnicze podczas obróbki, rozładunek i powrót do tego samego punktu wyjścia.

Te czasy nie muszą być sobie równe. Jeśli operator obsługuje więcej niż jedną maszynę, trzeba osobno uwzględnić czas jego pracy i czas zajęcia maszyny. Jeśli kilka stanowisk pracuje równolegle, odstęp między kolejnymi gotowymi sztukami nie jest tym samym co czas przejścia jednej sztuki przez całą linię.

Można też spotkać się ze stosowaniem czasu cyklu produkcyjnego w odniesieniu do całego okresu produkcji: od skierowania do realizacji na hali produkcyjnej, przez wytwarzanie i montaż, aż po testy. Tak rozumiany czas może obejmować obróbkę, kontrolę, transport i oczekiwanie w kolejkach. Pomaga zrozumieć przepływ produkcji, ale nie jest jednostkowym czasem pracy maszyny, który można pomnożyć przez liczbę sztuk w zleceniu.

W praktyce przed użyciem danej wartości trzeba jasno określić, od jakiego do jakiego momentu mierzono czas. W tym poradniku skupiamy się na czasach operacji i czasach jednostkowych wykorzystywanych w planowaniu produkcji.

Miara	Na jakie pytanie odpowiada?	Typowa jednostka
Czas cyklu operacji	Ile trwa powtarzalna operacja?	Sekundy lub minuty na cykl albo sztukę
Lead time w produkcji	Ile czasu zajmuje przejście wyrobu przez określoną marszrutę produkcyjną, łącznie z oczekiwaniem?	Godziny lub dni od początku do końca
Takt produkcji	Jakie tempo produkcji jest potrzebne, aby zaspokoić popyt klientów?	Dostępny czas produkcji na każdą sztukę potrzebną do zaspokojenia popytu
Przepustowość	Ile sztuk powstaje w określonym czasie?	Sztuki na godzinę lub dzień

Takt produkcji określa wymagane tempo pracy na podstawie popytu. Czas cyklu to zmierzony parametr procesu. Przepustowość określa liczbę wyprodukowanych sztuk w jednostce czasu. Rozróżnianie tych pojęć pozwala uniknąć częstego błędu: traktowania wartości wyrażonej w sztukach na minutę tak, jakby oznaczała minuty na sztukę.

Jak obliczyć czas cyklu w produkcji

Dla pojedynczego obserwowanego cyklu odejmij czas rozpoczęcia od czasu zakończenia. Przy każdym pomiarze przyjmuj te same zdarzenia jako początek i koniec cyklu.

Przy powtarzalnej produkcji tego samego wyrobu w ramach jednej operacji oblicz średni czas na sztukę:

Średni czas cyklu na sztukę = zmierzony czas produkcji ÷ liczba sztuk wykonanych w tym czasie

Wynikiem jest czas przypadający na jedną sztukę. Dzieląc odwrotnie, otrzymasz wydajność produkcji:

Wydajność produkcji = liczba wykonanych sztuk ÷ zmierzony czas produkcji

Świadomie wybierz przedział pomiaru. Pomiar samego cyklu pracy nie obejmuje przestojów rejestrowanych osobno. Pomiar w pełnym okresie obserwacji, wraz z przestojami, daje rzeczywisty średni odstęp między kolejnymi wyprodukowanymi sztukami w tym okresie. Obie wartości mogą być przydatne, ale odpowiadają na różne pytania. Zanim porównasz wynik z obowiązującą normą, zapisz, którą z nich zastosowano.

Znaczenie ma również sposób liczenia sztuk. Gdy występują braki, dzielenie przez liczbę wszystkich wykonanych sztuk daje inny wynik niż dzielenie przez liczbę zaakceptowanych sztuk dobrych. Jeśli miara dotyczy wyłącznie dobrych sztuk, wyraźnie ją tak oznacz. Straty jakościowe nie powinny niepostrzeżenie zmieniać znaczenia wartości nazywanej czasem cyklu maszyny.

W przypadku maszyny, która w jednym cyklu wytwarza kilka sztuk, potrzebne jest jeszcze jedno rozróżnienie: sekundy na cykl maszyny to nie sekundy na sztukę. Aby uzyskać średni czas na sztukę, podziel czas cyklu przez liczbę sztuk wytwarzanych w jednym cyklu. Przy planowaniu zasobu produkcyjnego zachowaj jednak rzeczywisty czas cyklu całej partii.

Przykład obróbki: czas przezbrojenia licz osobno

Wyobraź sobie centrum obróbcze, które wytwarza po jednej sztuce. W trakcie obserwacji wykonano 60 sztuk w ciągu 120 minut powtarzalnej produkcji, obejmującej standardowy załadunek i rozładunek. W tym przykładzie nie ma przestojów ani odrzuconych sztuk. Osobno mierzone przezbrojenie zajmuje 30 minut.

Średni czas operacji wynosi:

120 minut ÷ 60 sztuk = 2 minuty na sztukę

Odpowiada to wydajności 30 sztuk na godzinę podczas obserwowanej produkcji. Nie oznacza to, że taką wydajność uzyskuje się dla całego zlecenia z uwzględnieniem przezbrojenia.

W tej operacji przezbrojenie i produkcja zajmują ten sam zasób produkcyjny i nie nakładają się w czasie. Planowany czas trwania wynosi więc:

Czas trwania operacji = czas przezbrojenia + liczba sztuk × czas na sztukę

Liczba sztuk w zleceniu	Przezbrojenie	Produkcja w powtarzalnych cyklach	Całkowity czas trwania operacji
60 sztuk	30 minut	120 minut	150 minut
120 sztuk	30 minut	240 minut	270 minut

Jeśli wliczysz przezbrojenie do średniego czasu na sztukę obliczonego dla pierwszej partii, użycie tej wartości do obliczenia czasu drugiej partii da błędny wynik. Oddzielne ujmowanie czasu przezbrojenia i czasu powtarzalnego cyklu pozwala zmienić liczbę sztuk bez podwójnego naliczania tego samego przezbrojenia.

Ta sama zasada działa w drugą stronę: nie dodawaj ponownie czasu przezbrojenia, jeśli szacunek już go uwzględnia. W przypadku pieca lub innego procesu wsadowego, którego czas pozostaje stały w dopuszczalnym zakresie wielkości wsadu, stosuj czas przetwarzania całego wsadu, zamiast mnożyć czas cyklu grzania przez liczbę znajdujących się w nim sztuk.

Zbieraj dane z obserwacji, które przydadzą się w planowaniu

Badanie czasu pracy nie musi przerodzić się w duży projekt doskonalenia, aby pomóc w planowaniu. Zacznij od operacji, której rzeczywisty czas trwania regularnie odbiega od planu.

Określ wyrób, operację, maszynę, na której można ją wykonać, oraz metodę pracy. Uzgodnij z osobami wykonującymi pracę, jakie zdarzenia wyznaczają początek i koniec pomiaru. Zapisz liczbę sztuk i obserwuj tyle powtórzeń, by ocenić, czy czas jest stabilny, czy znacznie się waha. Rejestruj dane tak, aby można było oddzielnie zidentyfikować przezbrojenie, przestoje, braki i nietypowe poprawki.

Następnie porównuj wyniki uzyskane w porównywalnych warunkach. Różnice mogą wynikać z innego materiału, programu, narzędzia, sposobu pracy operatora lub maszyny. Przy dużej różnorodności produkcji jedna średnia dla odmiennych wyrobów może więcej ukrywać, niż wyjaśniać. Najkrótszy zaobserwowany cykl jest przydatnym punktem odniesienia przy doskonaleniu, ale nie staje się automatycznie realistyczną normą do planowania.

Zapytaj operatora, czego zmierzony czas nie obejmuje. Pobranie materiału, kontrola pierwszej sztuki czy oczyszczenie uchwytu mogą być niezbędne, choć nie są widoczne na wyświetlaczu czasu skrawania maszyny. Pominięcie tych czynności nie sprawi, że znikną — sprawi jedynie, że harmonogram zaniży czas potrzebny na pracę.

Na koniec ustal, gdzie uwzględnić każdą stratę czasu. Jeśli pomiar nie obejmuje przerw w trakcie zmiany, uwzględnij je przy określaniu dostępnego czasu pracy. Jeśli czas efektywny zawiera już narzut na powtarzające się przestoje, nie doliczaj go ponownie w innym miejscu. W ten sposób zmierzony czas staje się spójną daną do planowania, a nie kolejną optymistyczną wartością.

Usprawniaj cykl, nie tracąc z oczu całego zlecenia

Pomiar czasu cyklu wskazuje, czemu warto się przyjrzeć. Długie czynności związane z obsługą detalu mogą wskazywać na potrzebę usprawnienia mocowania, dostępu do narzędzi lub sposobu podawania materiału. Zmienność czasu cyklu może wymagać bardziej powtarzalnej metody pracy lub działań utrzymania ruchu. Długie przezbrojenia wymagają osobnej analizy, a nie ukrywania ich w wydłużonym czasie na sztukę.

W pierwszej kolejności zajmij się operacją, która ogranicza realizację zleceń, które musisz wykonać. Skrócenie czasu pracy silnie obciążonego wąskiego gardła może uwolnić cenne zdolności produkcyjne. Taka sama oszczędność na zasobie produkcyjnym z dużą rezerwą dostępnego czasu może nie zmienić terminu zakończenia zlecenia, jeśli nadal nie ma możliwości wykonania następnej operacji.

Dlatego doskonalenie i harmonogramowanie powinny iść w parze. Szybsza operacja zmienia czas potrzebny na wykonanie pracy, a harmonogram produkcji pokazuje, gdzie można ten czas wykorzystać. Po usprawnieniu metody zaktualizuj odpowiedni czas w planie i przeanalizuj wynikającą z tego kolejność prac, zamiast zakładać, że każdą dostawę uda się przyspieszyć o tyle samo.

Wykorzystaj zmierzone czasy do lepszego planowania w SkyPlanner

SkyPlanner pozwala określić czas operacji metodą Czas/sztuka, Sztuki/czas lub Stały czas, z osobno zapisanym czasem przezbrojenia. Dzięki temu możesz odwzorować obróbkę pojedynczych sztuk, operację opisaną wydajnością lub proces wsadowy o stałym czasie trwania w sposób dopasowany do danej pracy.

Dane z wcześniejszej produkcji również pomagają poprawić oszacowanie. SkyPlanner może zaproponować czas operacji na podstawie jej wcześniejszych czasów wykonania, a Ty możesz przyjąć ten szacunek zamiast wartości domyślnej. Wymaga to odpowiednich danych historycznych — nie zastępuje zebrania użytecznych obserwacji.

Korzyścią jest praktyczny obieg informacji: na hali produkcyjnej rejestrowany jest rzeczywisty czas wykonania pracy, ty go weryfikujesz, a kolejny plan może już opierać się na dokładniejszych danych. Nie musisz nadal polegać na normie ustalonej przed zmianą oprzyrządowania, metody lub produktu.

Następnie Arcturus, silnik harmonogramowania SkyPlanner oparty na sztucznej inteligencji, rozmieszcza operacje w harmonogramie, uwzględniając skonfigurowane zdolności produkcyjne stanowisk roboczych, zależności i priorytety. Harmonogram na wykresie Gantta pokazuje prace zaplanowane dla poszczególnych zasobów produkcyjnych. Skorygowany czas operacji jest uwzględniany w obliczeniach wraz z innymi zleceniami, które wymagają wykorzystania tych samych dostępnych godzin.

Zamiast ręcznie wydłużać pasek na wykresie i poprawiać wszystkie kolejki, na które wpłynęła zmiana, możesz pozwolić SkyPlanner przeliczyć harmonogram i przeanalizować skutki. To ty ustalasz priorytety, a reguły i blokady chronią podjęte decyzje przed zmianami. Zyskujesz nie tylko bardziej wiarygodny czas operacji, lecz także lepszy obraz tego, co oznacza on dla prac, do których realizacji się zobowiązałeś.

Jak to wygląda w zakładzie obróbki mechanicznej z dużą liczbą zleceń

Eskomatic, fińska firma świadcząca usługi obróbki mechanicznej, musiała radzić sobie z szerokim asortymentem produktów i różnymi wielkościami partii, organizując kolejki prac w dużej mierze ręcznie. Dzięki SkyPlanner jej zespół zyskał czytelniejszy widok kolejki prac oraz automatyczne harmonogramowanie obciążenia. Firma podaje, że ułatwia to określanie realistycznych terminów dostaw i dokładniejsze informowanie o nich klientów.

Ten przykład pokazuje, co warto zrobić po pomiarach: wykorzystać informacje z produkcji, aby czytelniej planować codzienną pracę i ustalać terminy dostaw dla klientów.

Wykorzystaj wyniki kolejnych pomiarów czasu pracy

Jeśli czasy operacji stale odbiegają od rzeczywistego przebiegu produkcji, nie poprzestawaj na poprawieniu liczby w arkuszu. Wprowadź dokładniejszy czas do systemu harmonogramowania, który pokaże wpływ tej zmiany na całą marszrutę zlecenia i pozostałe zaplanowane prace.

SkyPlanner integruje się z dowolnym systemem ERP lub MES za pośrednictwem otwartego REST API, dzięki czemu możesz połączyć istniejące systemy z jego funkcjami planowania. W ramach tej integracji wybierz sposób zbierania i przesyłania danych o czasach produkcji.

Umów prezentację SkyPlanner i przygotuj typową marszrutę produktu, niedawno zmierzony czas operacji oraz normę, na której obecnie opierasz planowanie. Na tych konkretnych przykładach sprawdzisz, jak bardziej realistyczne czasy mogłyby usprawnić twój harmonogram produkcji. Jeśli wolisz najpierw samodzielnie poznać system, wypróbuj SkyPlanner na danych demonstracyjnych.