Bunková výroba: Kedy sa oplatí výrobná bunka

Domov » Zdroje » Bunková výroba: Kedy sa oplatí výrobná bunka

Odhadovaný čas čítania: 10 minút

Bunková výroba sústreďuje zariadenia a pracoviská potrebné pre určitú rodinu výrobkov blízko seba, v poradí, v akom nimi výrobky prechádzajú. Namiesto presúvania dielov medzi samostatnými oddeleniami podľa druhu operácie spája výrobná bunka rôzne operácie do kompaktného sledu. Cieľom je menej presunov, menej čakania a kratšia cesta k hotovému výrobku.

Podstatné nie je to, či dokážete do pôdorysu zakresliť úhľadné U. Dôležité je, či rodina výrobkov dokáže týmito operáciami spoľahlivo prechádzať s dostupnými pracovníkmi, materiálom a kapacitou.

Dobre navrhnutá bunka odstraňuje zbytočné odovzdávanie práce. Neodstraňuje však súbeh požiadaviek na zdieľaný merací stroj, dokončovací proces či zdroj v predchádzajúcej časti výroby. SkyPlanner APS pomáha tieto dve skutočnosti prepojiť: jeho umelá inteligencia na rozvrhovanie, Arcturus, koordinuje operácie zákaziek v bunke so zvyškom závodu, takže strávite menej času zosúlaďovaním samostatných zoznamov práce.

Ako výrobná bunka mení tok výroby

Pri technologickom usporiadaní sú podobné zariadenia na jednom mieste: sústruhy v jednej časti, frézky v druhej a montáž inde. Každé oddelenie spracúva výrobky s rôznymi výrobnými postupmi. Diely sa medzi oddeleniami presúvajú a môžu čakať, kým sa uvoľní ďalší potrebný zdroj.

Bunka sa naopak usporadúva podľa rodiny výrobkov. Aby malo takéto zoskupenie zmysel, výrobky musia prechádzať dostatočne podobným sledom operácií. Samotná podobnosť vzhľadu nestačí: dve podobné telesá môžu vyžadovať odlišné procesy, zatiaľ čo súčiastky odlišného vzhľadu môžu mať takmer rovnaký výrobný postup.

Predstavte si rodinu výrobkov, ktoré potrebujú sústruženie, vŕtanie a odhrotovanie. Keď tieto operácie umiestnite vedľa seba, tím môže odovzdávať rozpracované diely ďalej bez opakovanej prepravy naprieč závodom či zaraďovania do frontu iného oddelenia.

Cieľom je plynulý tok všade tam, kde je to praktické, či už po jednom kuse, alebo v malých prepravných dávkach. Aby išlo o bunkovú výrobu, bunka nemusí v každom kroku spracúvať presne jeden kus. Rozhoduje, ako dobre funguje celý sled operácií, nie to, akú veľkú dávku dokáže každý stroj dokončiť samostatne.

Musí mať bunka tvar U?

Nie. Usporiadanie do tvaru U môže skrátiť pešie presuny a priblížiť začiatok a koniec sledu operácií. Zariadeniam, prístupu k nim a samotnej práci však môže viac vyhovovať priame alebo iné kompaktné usporiadanie. Tvar má slúžiť procesu, nie definovať metódu.

Bunková výroba sa tiež čiastočne prekrýva s linkovou výrobou. Bunka zvyčajne slúži rodine výrobkov s určitou variabilitou, kým vyhradená linka je usporiadaná pre štandardizovanejší tok pri požadovanom objeme výroby. Neexistuje univerzálna hranica objemu, ktorá by ich oddeľovala. Vyberte si usporiadanie, ktoré zodpovedá vášmu sortimentu a náplni práce, nie označenie, ktoré najviac evokuje štíhlu výrobu.

Výhody a nevýhody: čo získate a za akú cenu?

Hlavnou príležitosťou je odstrániť čas, ktorý výrobku nepridáva hodnotu. Kratšie presuny a menej odovzdávania práce zmenšujú vzdialenosti medzi užitočnými operáciami. Kratšie fronty znamenajú menej nedokončenej výroby v hale a menej času stráveného jej hľadaním či premiestňovaním.

Keď sú operácie bližšie pri sebe, môžu byť aj problémy viditeľnejšie. Ak pri vŕtaní vznikne chyba, ktorú odhrotovanie okamžite odhalí, spätná väzba sa dostane k predchádzajúcemu kroku skôr, než keby závodom najprv prešla veľká dávka. Tím tak dostane skoršiu príležitosť zabrániť šíreniu problému; samotné usporiadanie však nezaručuje spôsobilosť procesu.

Rovnako dôležité sú aj nevýhody. Presun zariadení či nákup ďalších stojí peniaze. Stroj vyhradený jednej rodine výrobkov môže mať nižšie využitie, než keď slúžil celému závodu. Aby operácie plynulo nadväzovali, potrebujete pracovníkov s potrebnými zručnosťami a dostatočné personálne pokrytie. Zmena dopytu navyše môže jednu bunku preťažiť, zatiaľ čo iná bude mať voľnú kapacitu.

Bunka teda nie je prísľubom, že každý stroj bude neustále vyťažený. Jej hodnota spočíva v lepšom toku rodiny výrobkov pri prijateľných celkových nákladoch. Ak snaha vyťažiť jedno pracovisko vytvára hromadu dielov, ktoré ďalšie pracovisko nedokáže spracovať, iba ste v menšom priestore znovu vytvorili front typický pre oddelenú prevádzku.

Kedy je bunková výroba vhodná?

Začnite výrobkami a ich skutočnými výrobnými postupmi, nie zariadeniami, ktoré by ste chceli presunúť. Pracujte s reprezentatívnou skladbou zákaziek vrátane pomalších variantov a práce, ktorá pravidelne opúšťa navrhovanú bunku.

Otázka	Sľubné východisko	Dôvod na dôkladnejšie preverenie
Majú výrobky spoločný výrobný postup?	Väčšina práce prechádza spoločným sledom operácií	Časté vynechávanie operácií, návraty alebo nesúvisiace výrobné postupy
Opakuje sa dopyt?	Dosť opakovanej práce, aby sa oplatilo vyčleniť potrebné zdroje	Ojedinelé zákazky alebo zásadné zmeny sortimentu
Dajú sa operácie dobre zosúladiť?	Vzájomne zlučiteľné časy spracovania, zvládnuteľné nastavovanie a vhodné personálne zabezpečenie	Tok určuje jedna dlhá operácia alebo časté prestavovanie
Čo musí zostať zdieľané?	Operácie mimo bunky majú známu a využiteľnú kapacitu	Čakanie na zdieľaný špecializovaný proces je už teraz nepredvídateľné

Tieto otázky pomáhajú pri rozhodovaní; neznamenajú, že výrobky musia byť totožné alebo dopyt dokonale stabilný. Závod s rôznymi typmi výroby môže využiť bunku pre rodinu s opakovateľným postupom a pre prácu s menej predvídateľnými postupmi ponechať technologické usporiadanie pracovísk.

Okrem výrobného postupu preskúmajte aj obsah práce. Rozlíšte ručnú manipuláciu, chod stroja a presuny obsluhy. Stroj, ktorý časť cyklu beží bez obsluhy, kladie iné nároky na personálne zabezpečenie než stroj vyžadujúci nepretržitú pozornosť. Súčet strojových časov vám nepovie, či jeden pracovník dokáže bezpečne obslúžiť celý sled operácií.

Preskúmajte aj prestavovanie medzi variantmi v rámci rodiny výrobkov. Ak každá malá dávka vyžaduje zdĺhavé nastavovanie, samotné priblíženie strojov nezabezpečí tok v častých a hospodárnych dávkach. Kým bunka prinesie zamýšľaný úžitok, možno bude potrebné skrátiť časy nastavenia alebo zmeniť spôsob dávkovania.

Niektoré procesy má zmysel ponechať mimo bunky. Drahé skúšobné zariadenia, tepelné spracovanie či zdieľaný dokončovací proces môžu slúžiť viacerým rodinám výrobkov. Nemusíte mať všetko duplicitne. Pri posudzovaní priebežnej doby výroby a dodržiavania termínov danej rodiny však tieto operácie musíte zahrnúť.

Príklad: bunka sa zlepší, ale na kontrolu sa stále čaká

Predstavte si, že sústruženie, vŕtanie a odhrotovanie sú už umiestnené v kompaktnej bunke. Tím medzi nimi dokáže presúvať teleso s menším počtom odovzdaní. Výstupná kontrola však využíva súradnicový merací stroj zdieľaný so zvyškom závodu.

Predpokladajme, že zákazka na telesá potrebuje pred expedíciou dve hodiny kontroly. Do termínu zostávajú iba tri hodiny kontroly s dostupnou obsluhou a dve z nich potrebuje iná, už prisľúbená zákazka. Tieto časy zahŕňajú spracovanie, nastavenie aj všetky potrebné kontrolné úkony; operácie sa na tomto stroji nemôžu prekrývať.

Celková potreba sú štyri hodiny v trojhodinovom časovom okne. Aj pri dokonale plynulom toku v bunke bude na zdieľanej kontrole chýbať jedna hodina.

Zrýchlenie odhrotovania túto chýbajúcu hodinu nevytvorí. Plánovač musí preveriť záväzky pri zákazkách, ktoré potrebujú tú istú kapacitu, a zvážiť reálne riešenie: viac času kontroly s dostupnou obsluhou, ďalší spôsobilý zdroj alebo úpravu prisľúbeného termínu dodania. Zmena poradia môže zachrániť jednu zákazku, no nezabezpečí, aby sa obe zmestili do nedostatočnej kapacity.

Preto by ste mali merať čas celého postupu až po schválenie výrobku, nie zastaviť meranie pri výstupe z bunky. Kratšia interná priebežná doba výroby je užitočná. Výhodou pre zákazníka sa stáva vtedy, keď aj zostávajúce operácie dokážu prácu dokončiť včas.

Aj preto by bunka nemala mať samostatný rozvrh, ktorý považuje kontrolu za cudzí problém. Práca bunky aj druhá zákazka musia byť zahrnuté v tom istom pláne zdrojov.

Pred zmenou usporiadania celého závodu odskúšajte bunku pre jednu rodinu výrobkov

Vyberte si rodinu výrobkov s jasným výrobným postupom a významným problémom v toku výroby. Zaznamenajte jej súčasnú priebežnú dobu výroby, čakanie medzi operáciami, objem nedokončenej výroby a dodržiavanie termínov. Zahrňte aj zdieľané procesy mimo navrhovaných hraníc bunky, aby porovnanie nezakrylo front len tým, že ho presuniete inam.

Prejdite si navrhovaný sled operácií spolu s ľuďmi, ktorí prácu vykonávajú. Overte prístup, manipuláciu, dopĺňanie materiálu, dostupnosť obsluhy aj to, ako zastavenie jednej operácie ovplyvní zvyšok bunky. Maketa alebo obmedzená pilotná prevádzka môže odhaliť problémy skôr, než sa rozhodnete presúvať zariadenia.

Odskúšajte realistickú skladbu výrobkov, nielen najjednoduchší variant. Porovnajte nový tok s východiskovým stavom a zistite, kde sa spotreboval čas. Znížil sa objem nedokončenej výroby? Dokončí sa celá zákazka skôr? Zastavuje sled operácií prestavovanie alebo chýbajúca obsluha? Zvýšil sa nápor práce na zdroj mimo bunky?

Na základe zistení zlepšujte spoločne usporiadanie, pracovný postup aj rozvrh. Hľadáte opakovateľný spôsob, ako dodávať danú rodinu výrobkov, nie úspešnú ukážku počas nezvyčajne pokojného dňa.

Prepojte rozvrh bunky so zvyškom výroby pomocou SkyPlanner

Keď sa dohodnete na spôsobe výroby, SkyPlanner rozvrhne prácu podľa technologických postupov. Stačí raz definovať jednotlivé operácie výrobku, ich trvanie, vhodné pracoviská a materiálové požiadavky. Nové položky objednávok prevezmú tento postup; výrobok, množstvo a termín dodania sa preberú z objednávky.

Arcturus rozvrhuje objednávky spoločne podľa nastavených kapacít pracovísk, zmien, závislostí a priorít. Ak je zapnuté rozvrhovanie so zohľadnením materiálu, do výpočtu vstupuje aj jeho dostupnosť. Ganttov diagram zobrazuje výsledné poradie operácií na jednotlivých pracoviskách vrátane zdieľaných zdrojov mimo bunky.

V príklade s telesom je užitočné zobraziť technologický postup bunky aj druhú objednávku, ktorá potrebuje tú istú kontrolu. Plánovač vidí, kedy sú operácie naplánované, a môže posúdiť termíny dokončenia bez toho, aby musel ručne zostavovať samostatný zoznam pre bunku a poradie operácií na kontrole.

Zachovajte v modeli skutočnú kapacitu bunky

V modeli zachyťte zdroje, ktoré prácu skutočne obmedzujú. Ak sústruženie, vŕtanie a odihlovanie môžu prebiehať súčasne na rôznych dieloch, modelovanie celej bunky ako jediného pracoviska s postupne vykonávanými operáciami môže túto kapacitu skryť. Rovnako by plán nemal počítať so súbežnými ručnými operáciami, ktoré dostupný tím nedokáže vykonať.

SkyPlanner podporuje pracoviská predstavujúce stroje, jednotlivých pracovníkov alebo tímy, ako aj zmeny a priradenia skupín pracovníkov. Overte, či model zodpovedá skutočnému personálnemu zabezpečeniu: priradenie tej istej osoby k dvom strojovým pracoviskám samo osebe nevytvorí medzi nimi kapacitné obmedzenie vyplývajúce zo spoločnej obsluhy. Pri ukážke preto prejdite aj svoje rozdelenie obsluhy namiesto toho, aby ste predpokladali, že systém automaticky zabráni každému súbehu.

Pri zmenách vo výrobe prepočítajte plán

Urgentná objednávka alebo výpadok zmeny na kontrole neovplyvní len nasledujúcu operáciu v bunke. Upravte príslušné priority alebo dostupnú kapacitu a nechajte Arcturus prepočítať nadväzujúci rozvrh. Skôr než potvrdíte, čo výroba dokáže dodať, skontrolujte dotknuté termíny dokončenia.

Strávite tak menej času ručnými úpravami poradia operácií na jednotlivých pracoviskách a skôr uvidíte, ktoré záväzky súperia o tie isté zdroje. Váš tím rozhoduje o spôsobe výroby a prioritách; SkyPlanner podľa nich vypočíta rozvrh.

Systémy, ktoré už používate na riadenie podniku, si môžete ponechať. SkyPlanner sa prostredníctvom svojho otvoreného REST API integruje s ľubovoľným systémom ERP alebo MES a prepája existujúce údaje o objednávkach a výrobe s detailným rozvrhovaním.

Čo o rozvrhovaní ukazuje skúsenosť spoločnosti Eskomatic

Eskomatic, fínska spoločnosť poskytujúca zákazkové obrábanie, predtým určovala poradie operácií prevažne ručne a mala problém včas odhaliť nedostatok materiálu. Zavedením SkyPlanner prepojila existujúce údaje z ERP s vizuálnym zobrazením poradia operácií v Ganttovom diagrame a automatickým rozvrhovaním zaťaženia.

Spoločnosť uvádza presnejšie určovanie termínov dodania a menej prestojov spôsobených chýbajúcim materiálom. Z tejto skúsenosti vyplýva užitočné poučenie pre závod, ktorý zavádza bunky: do plánu zahrňte pripravenosť na výrobu aj zaťaženie ostatných zdrojov. Dobre usporiadaná výrobná časť tak dostane prácu, ktorú dokáže skutočne zvládnuť od výroby až po dodanie.

Otestujte bunku spolu s kapacitným obmedzením zdieľaného zdroja

Bunkovú výrobu zvoľte vtedy, keď technologický postup skupiny výrobkov, obsah práce a dopyt odôvodňujú sústredenie operácií na jednom mieste. Výsledok posudzujte až po poslednú potrebnú operáciu a zahrňte aj zdroje, ktoré táto skupina výrobkov zdieľa s inou výrobou.

SkyPlanner zvoľte vtedy, keď vám aktualizácia tohto prepojeného plánu zaberá čas potrebný na rozhodovanie o výrobe. Získate spoločný rozvrh pre bunku aj zvyšok závodu namiesto ďalšieho miestneho zoznamu, ktorý treba zosúlaďovať s ostatnými.

Rezervujte si ukážku SkyPlanner a pripravte si jeden navrhovaný technologický postup bunky, rozdelenie obsluhy a zdroj mimo bunky, ktorý ju s najväčšou pravdepodobnosťou zdrží. Požiadajte o preverenie nedávnej zmeny priority alebo kapacity a jej vplyvu na ostatné objednávky. Ak si chcete najprv pozrieť zobrazenie rozvrhu, vyskúšajte SkyPlanner s ukážkovými údajmi.