Ścieżki FIFO w produkcji: kolejki pod kontrolą

Strona główna » Zasoby » Ścieżki FIFO w produkcji: kolejki pod kontrolą

Szacowany czas czytania: 11 minut

Wózek, który trafił do kolejki jako pierwszy, wciąż czeka, a już pojawia się kolejna pilna operacja. Ktoś odstawia nową partię obok wyznaczonej strefy, kolejny proces pobiera tę, która wydaje się najpilniejsza, i coraz trudniej wyjaśnić, dlaczego wczorajsza kolejka nadal czeka.

Ścieżka FIFO ma zapobiegać takim sytuacjom. Wyznacza wspólną dla dwóch procesów zasadę kolejności pracy oraz nieprzekraczalny limit ilości materiału, który może między nimi oczekiwać. Korzyści wynikają z przestrzegania tych ustaleń, zwłaszcza gdy ścieżka jest pełna, a nie z samego oznakowania na posadzce.

Ścieżka porządkuje przekazywanie materiału między dwoma procesami. System APS SkyPlanner pomaga koordynować produkcję powiązaną z tą ścieżką, tak aby operacje zasilające kolejkę i zasoby odbierające z niej materiał były ujęte w jednym harmonogramie wraz z pozostałymi zleceniami. Oznacza to mniej czasu poświęcanego na uzgadnianie osobnych kolejek do maszyn i lepszy obraz wpływu opóźnień na dostawy.

Czym jest ścieżka FIFO w produkcji?

Ścieżka FIFO to wyznaczone połączenie o ograniczonej pojemności między procesem dostarczającym a procesem odbierającym materiał. FIFO oznacza „pierwsze weszło, pierwsze wyszło”: materiał trafia na ścieżkę z jednej strony, a opuszcza ją z drugiej, w kolejności przybycia. Gdy ścieżka osiągnie ustalony limit, proces dostarczający wstrzymuje dalszą produkcję dla tego połączenia do czasu zwolnienia miejsca.

W praktyce mogą to być oznaczone miejsca na wózki, regał przepływowy lub odpowiedni przenośnik. Niezależnie od wyposażenia zasady pracy muszą określać trzy rzeczy: jednoznacznie oznaczone wejście i wyjście, maksymalną ilość materiału oraz zakaz rutynowego omijania kolejności.

Wybieranie najwcześniej przybyłej partii z nieograniczonego stosu to ustalanie kolejności według FIFO, ale nie ogranicza ono produkcji w toku. Ścieżka o ograniczonej pojemności wprowadza zasadę, dzięki której limit rzeczywiście działa: nie dostarczaj kolejnych partii do pełnej kolejki.

FIFO opisuje tu fizyczny przepływ materiału między etapami produkcji. Nie chodzi o metodę wyceny zapasów.

Ustal zasady przekazywania materiału, zanim oznaczysz posadzkę

Zacznij od wskazania dwóch konkretnych procesów i materiału, który ma między nimi przepływać. Łatwiej zarządzać ścieżką od gratowania do kontroli niż strefą opisaną jedynie jako „gotowe części”, w której różne zespoły zostawiają materiał kierowany w różne miejsca.

Uzgodnij warunki przyjęcia na ścieżkę. Operacja w procesie dostarczającym powinna być zakończona, a materiał musi być jednoznacznie oznaczony i spełniać wymagania przekazania do kolejnego procesu. Niekompletny zestaw lub partia oczekująca na decyzję jakościową nie mogą wyglądać tak samo jak materiał gotowy do kolejnej operacji.

Następnie określ jednostkę, którą będziesz kontrolować. Czy jedno miejsce mieści wózek z jedną standardową partią transportową, paletę czy pojedynczy duży zespół? Zapisz także limit ilości dla tej jednostki. Cztery miejsca na wózki nie wyznaczają miarodajnego limitu liczby sztuk, jeśli każdy wózek może przewozić dowolną ilość.

Kierunek przepływu musi być oczywisty dla obu zespołów. Nowe partie trafiają za te, które już czekają, a proces odbierający pobiera od strony wyjścia najwcześniej przybyłą partię spełniającą warunki dalszej obróbki. Liczy się kolejność wejścia na tę ścieżkę, a nie data złożenia zamówienia przez klienta ani termin realizacji wydrukowany na karcie obiegowej.

Na koniec wyznacz osoby odpowiedzialne za dostarczanie i odbieranie materiału oraz usuwanie blokad w jego przekazywaniu. Każda zmiana musi wiedzieć, kto może zatwierdzić wyjątek i kto aktualizuje plan produkcji. W przeciwnym razie pełna ścieżka staje się problemem wszystkich, ale nikt nie podejmuje decyzji.

Zadbaj, by zasada postępowania przy pełnej ścieżce działała w praktyce

Wyobraź sobie, że materiał z gratowania trafia do kontroli przez ścieżkę z czterema oznaczonymi miejscami na wózki. Każdy wózek przewozi jedną zdefiniowaną partię transportową. Kontrola pobiera materiał z przodu kolejki, a gratowanie dodaje nowe partie z tyłu.

Wszystkie cztery miejsca są zajęte. Uruchomienie piątej partii dla tego połączenia oznaczałoby wyprodukowanie materiału, dla którego nie ma zatwierdzonego miejsca, nawet jeśli maszyna do gratowania jest dostępna. Operator nie tworzy nieoficjalnego piątego miejsca obok ścieżki. Zespół wstrzymuje dalszą produkcję zasilającą to połączenie i informuje wyznaczonego przełożonego o przyczynie.

Gdy kontrola zabierze wózek, który czekał najdłużej, zwalnia się jedno miejsce. Zgodnie z uzgodnioną zasadą uruchamiania produkcji można rozpocząć jedną partię uzupełniającą, pod warunkiem że to miejsce nie jest już zarezerwowane dla innej partii będącej w drodze.

Ten ostatni szczegół ma znaczenie. Puste miejsce nie musi oznaczać miejsca wolnego od rezerwacji. Zanim uruchomisz pracę w procesie dostarczającym, uwzględnij materiał, który powstanie w jej wyniku, oraz wszystkie inne partie już zmierzające na ścieżkę. W przeciwnym razie dwóch operatorów może zobaczyć tę samą lukę, uruchomić po jednej partii i znów doprowadzić do przepełnienia.

Ustal sposób rezerwowania miejsca na ten materiał przed rozpoczęciem pilotażu. Nie zakładaj, że po zajęciu ostatniego miejsca uda się przerwać operację w połowie cyklu, jeśli byłoby to niebezpieczne lub niepraktyczne. Jeżeli operacja wytwarza kilka partii transportowych naraz, przed jej uruchomieniem trzeba zapewnić uzgodnioną pojemność wystarczającą do przyjęcia całego wyniku tej operacji.

Pełna ścieżka nie musi oznaczać wstrzymania wszystkich operacji na maszynie obsługującej różne zlecenia. Przełożony może przydzielić inną zatwierdzoną pracę, dla której przewidziano odpowiednie miejsce odbioru, albo wykorzystać ten czas na zaplanowane przygotowania. Chodzi o to, by nie dokładać materiału do tej kolejki, a nie o utrzymywanie maszyny w ruchu kosztem ukrywania kolejnych zapasów gdzie indziej.

Wstrzymanie produkcji uwidacznia też problem. Kontrola może mieć za małe zdolności produkcyjne, zajmować się poprawkami lub obsługiwać inną marszrutę. Przeniesienie nadmiaru materiału w inne miejsce usuwa sygnał, ale nie usuwa przyczyny.

Jak duża powinna być ścieżka FIFO?

Dobierz limit tak, by zapewniał płynne przekazywanie materiału przy normalnej zmienności, ale nie zamieniał ścieżki w magazyn długoterminowy. Dostępna powierzchnia to ograniczenie, a nie powód, by ją zapełnić.

Przy ustalaniu początkowego limitu oprzyj się na rzeczywistych warunkach pracy:

• Jak szybko proces odbierający zużywa każdą partię transportową?
• Ile czasu zajmuje przygotowanie partii uzupełniającej, łącznie z przezbrojeniami i transportem?
• Jakie przerwy w pracy należy uwzględnić, aby bufor między procesami łagodził ich skutki?
• Jak bardzo różnią się wielkości partii i czasy obróbki?
• Ile materiału musi jeszcze trafić na ścieżkę z już uruchomionych prac, gdy proces dostarczający wstrzymuje dalszą produkcję?

Niewielki bufor może zapobiec sytuacji, w której krótka przerwa w procesie dostarczającym natychmiast pozbawia kolejny proces materiału do pracy. Zwiększenie limitu nie rozwiąże jednak trwałego niedoboru zdolności produkcyjnych w procesie odbierającym. Przede wszystkim daje więcej miejsca na gromadzenie się materiału z powodu tego niedoboru.

Przy zróżnicowanym asortymencie sprawdzaj obciążenie pracą, a nie tylko liczbę zajętych miejsc. Wózek z materiałem wymagającym długiej kontroli nie jest równoważny temu, który wymaga jedynie szybkiego sprawdzenia. Fizyczny limit powinien pozostać prosty do przestrzegania, a harmonogram produkcji powinien uwzględniać różnice w czasie potrzebnym na obsługę poszczególnych partii.

Przeprowadź pilotaż obejmujący reprezentatywne zmiany i zestawy produktów. Zapisuj, kiedy ścieżka jest pełna, kiedy kolejny proces nie ma materiału gotowego do pracy, jak długo czeka najstarsza partia i dlaczego pracownicy proszą o wyjątki. Zanim zmienisz limit, znajdź przyczynę. Powtarzające się braki materiału wynikające z nieregularnego uzupełniania wymagają innej reakcji niż kolejka, która stale pozostaje pełna z powodu przeciążenia kolejnego procesu.

Zmniejszaj limit w miarę wprowadzania usprawnień, które na to pozwalają, i sprawdzaj, czy przekazywanie materiału nadal przebiega prawidłowo. Nie ustalaj liczby miejsc tylko dlatego, że taką samą stosuje się w innym zakładzie. Nie pozostawiaj też przypadkowi wymaganego czasu suszenia lub utwardzania podczas oczekiwania w kolejce: gotowość do kolejnej operacji musi być jednoznacznie kontrolowana.

Ustal, co zrobić, gdy najstarsza partia nie może przejść dalej

Prawdziwym sprawdzianem nie jest przyjazd kolejnego wózka. Jest nim sytuacja, w której najstarsza partia zostaje zablokowana, a nowsze zlecenie trzeba pilnie zrealizować.

Jeśli najstarsza partia ma problem jakościowy, oznacz ją i postępuj z nią zgodnie z procedurami jakościowymi. Nie pobieraj po cichu kolejnego wózka, pozostawiając podejrzany materiał bez odróżnienia od zwykłej produkcji. Właściwy przełożony i osoba odpowiedzialna za jakość muszą zdecydować, czy wstrzymać przekazywanie materiału, czy przenieść partię do kontrolowanej strefy wstrzymania, a także co zrobić z kolejnością pozostałych partii.

Partia objęta kwarantanną nadal stanowi produkcję w toku, nawet jeśli nie zajmuje już miejsca na ścieżce. Musi pozostać widoczna w odpowiedniej ewidencji produkcyjnej, aby zwolnienie miejsca nie oznaczało zniknięcia niezakończonej pracy z zapisów.

Pilne zlecenie wymaga jawnej decyzji o priorytecie, a nie daje każdemu prawa do pobrania innego wózka. Planista powinien sprawdzić, na które zobowiązania wpłynie zmiana, zatwierdzić niezbędne odstępstwa od FIFO i jasno przekazać obu zespołom nową kolejność. Zapisz przyczynę odstępstwa, a następnie przywróć uzgodnioną zasadę.

Jeśli wyjątki stają się codziennością, zweryfikuj przyjęte rozwiązanie. Partie, które regularnie wymagają różnych kolejnych operacji lub specjalistycznych zasobów, mogą potrzebować osobnych połączeń o jasno określonym zakresie zamiast jednej ścieżki, którą wszyscy muszą omijać. Przy wyborze sposobu przekazywania materiału trzeba też uwzględnić łączenie go w partie do kolejnego procesu. Samo nazwanie strefy, z której materiał pobiera się wybiórczo, ścieżką FIFO nie sprawi, że będzie ona działać według tej zasady.

Celem jest zasada, którą ludzie mogą stosować w praktyce, z jasno określoną odpowiedzialnością za wyjątki, a nie samo sztywne oznaczenie kolejki, nad którą nikt nie panuje.

Ścieżki FIFO, Kanban i CONWIP rozwiązują różne problemy sterowania produkcją

Te metody mogą działać równolegle, ale w każdej z nich sygnał zezwala na coś innego.

Ścieżka FIFO określa kolejność i maksymalną ilość materiału oczekującego na konkretnym połączeniu między procesami. Pobranie materiału zwalnia miejsce na uzupełnienie zgodnie z zasadami tego połączenia.

System uzupełniania zapasów Kanban zwykle zezwala po zużyciu na uzupełnienie określonego asortymentu w określonej ilości. Supermarket z regularnie wykorzystywanymi komponentami zaspokaja inną potrzebę niż ścieżka, którą różne partie trafiają dalej w kolejności przybycia.

CONWIP ogranicza ilość produkcji uruchamianej w określonej pętli produkcyjnej. Zezwolenie na uruchomienie kolejnej partii wraca dopiero wtedy, gdy poprzednia opuści tę pętlę, a nie wtedy, gdy jeden wózek przemieści się z lokalnej ścieżki do następnej operacji.

Świadomie określ granice obszaru objętego sterowaniem. Dobrze zarządzana ścieżka FIFO może zapobiegać nadprodukcji na jednym połączeniu między procesami, podczas gdy w innym miejscu marszruty nadal gromadzi się nadmiar produkcji w toku. Uporządkowanie lokalnej kolejki i utrzymanie obciążenia możliwego do wykonania w całym zakładzie są ze sobą powiązane, ale wymagają odrębnych decyzji.

Koordynuj pracę przed ścieżką i za nią za pomocą SkyPlanner

Gdy zasady działania ścieżki są już jasne, trzeba sprawdzić, czy dostępne zasoby wystarczą do wykonania powiązanych prac. Wspólne stanowisko kontroli może obsługiwać również inną rodzinę produktów. Maszyna do gratowania może dostarczać materiał na kilka marszrut. Zamówienia klientów nadal wymagają wykonania dalszych operacji i dotrzymania terminów dostaw.

SkyPlanner APS uwzględnia te zależności w jednym harmonogramie produkcji opartym na ograniczonych zdolnościach produkcyjnych. Arcturus, sztuczna inteligencja odpowiedzialna za harmonogramowanie, planuje operacje z uwzględnieniem zdolności stanowisk roboczych, zmian, zasobów dopuszczonych do ich wykonania oraz zależności między etapami procesu. Po włączeniu harmonogramowania uwzględniającego materiały ich dostępność również wpływa na możliwe terminy operacji. Wykres Gantta pokazuje wynikowy plan dla poszczególnych stanowisk roboczych.

Zamiast osobno układać od nowa kolejkę każdej maszyny, ustalasz priorytety i aktualizujesz dane wejściowe dotyczące produkcji, a Arcturus oblicza harmonogram. Reguły i blokady pozwalają zachować podjęte decyzje planistyczne podczas ponownego przeliczania harmonogramu pozostałych prac.

Zadbaj o zgodność tych obliczeń z fizycznym przekazywaniem materiału. Kolejność operacji wyznaczona przez sztuczną inteligencję nie jest automatycznie kolejnością przybycia na ścieżkę FIFO. Uzgodnij, jak partie już skierowane do realizacji będą odwzorowane i chronione w planie. Zmiana priorytetu wynikająca z terminu realizacji nie może stać się niewyjaśnionym poleceniem pobrania partii ze środka fizycznej kolejki.

Jeśli skróci się dostępny czas pracy kontroli na zmianie, wprowadź zmianę zdolności produkcyjnych i przelicz harmonogram powiązanych prac. Możesz wtedy wspólnie przeanalizować operacje i terminy dostaw, na które wpłynęła zmiana, zamiast rozwiązywać bieżący problem ścieżki kosztem innego zamówienia klienta, które znika z pola widzenia. O tym, co fizycznie może trafić na ścieżkę, nadal decyduje jej zasada uruchamiania produkcji.

Dlatego warto korzystać ze SkyPlanner równolegle ze ścieżką FIFO: jasne zasady lokalnego przekazywania materiału zyskują wsparcie skoordynowanego planu dla całego zakładu. Ograniczasz nakład pracy na ręczne harmonogramowanie i możesz podejmować lepiej uzasadnione decyzje o priorytetach, zdolnościach produkcyjnych i zobowiązaniach wobec klientów. SkyPlanner integruje się z dowolnym systemem ERP lub MES przez otwarte REST API, więc lepsze harmonogramowanie nie wymaga wymiany systemu, w którym już przechowujesz zamówienia.

Czego doświadczenia Mamec uczą o powiązanych kolejkach

Mamec, fiński producent urządzeń do mieszania oraz zaawansowanych technologicznie wyrobów wytwarzanych na zlecenie, wcześniej ustalał priorytety na hali produkcyjnej na podstawie terminów dostaw zapisanych na papierowych zleceniach. Ręczne zarządzanie zależnościami między tysiącami operacji było zbyt trudne, a kierownictwo nie miało wiarygodnego obrazu całości obciążenia.

Po zintegrowaniu SkyPlanner z Oscar ERP podstawą planowania jest teraz harmonogramowanie przy ograniczonych zdolnościach produkcyjnych. Mamec chroni kolejki operacji przed zmianami na okres tygodnia, dzięki czemu operatorzy obrabiarek wyraźnie widzą, co będą wykonywać w najbliższym czasie. Firma opisuje mniejszy nakład pracy na planowanie, lepszą terminowość dostaw i mniej kapitału obrotowego niepotrzebnie zamrożonego w produkcji w toku, ponieważ operacje rozpoczynają się we właściwym momencie.

W zakładzie korzystającym z wielu marszrut taki wspólny obraz sprawia, że wybór następnej operacji nie jest już wyłącznie lokalną decyzją: operacja ma jasno określone miejsce w planie całej produkcji.

Przeczytaj opinię Mamec o SkyPlanner, aby poznać pełną relację firmy.

Ustal zasady dla kolejki i spójny plan dla całego zakładu

Zacznij od jednego problematycznego połączenia między procesami. Określ, jakie partie mogą trafiać na ścieżkę, w jakich jednostkach materiał ma być przekazywany, z którego końca ma być wprowadzany, a z którego pobierany, jaka jest maksymalna ilość materiału na ścieżce oraz kto odpowiada za działanie w razie zatrzymania przepływu. Sprawdź zasadę przy pełnej ścieżce, a nie tylko wtedy, gdy materiał przepływa bez zakłóceń.

Następnie spójrz szerzej niż tylko na wyznaczone miejsca. Czy proces dostarczający materiał i proces, który go odbiera, mogą dotrzymać zobowiązań przy uwzględnieniu wszystkich pozostałych prac korzystających z tych samych zasobów? SkyPlanner daje Ci solidniejszą podstawę do tej oceny niż oddzielne, ręcznie prowadzone kolejki.

Umów prezentację SkyPlanner i przygotuj aktualną kolejkę, typową marszrutę zlecenia oraz inne prace konkurujące o zasoby po obu stronach połączenia. Na ich przykładzie sprawdź, jak spójny harmonogram uwzględniający ograniczone zdolności produkcyjne pomógłby Twojemu zespołowi kontrolować obciążenie i reagować na opóźnienia. Jeśli wolisz najpierw samodzielnie poznać system, wypróbuj SkyPlanner na danych demonstracyjnych.