Kanban vo výrobe: signály, okruhy a ich dimenzovanie

Domov » Zdroje » Kanban vo výrobe: signály, okruhy a ich dimenzovanie

Odhadovaný čas čítania: 10 minút

Kanban vo výrobe je metóda ťahového riadenia, pri ktorej signál povoľuje vyrobiť alebo presunúť určené množstvo dielov. Potreba vzniká spotrebou v nadväzujúcom procese; signál určuje zásobujúcemu procesu, čo má doplniť. Tento pokyn môže mať podobu karty, prázdnej prepravky alebo elektronickej správy.

Výhodou je jasne stanovený limit dopĺňania. Namiesto výroby ďalšej dávky len preto, že je stroj voľný, dopĺňate to, čo nasledujúci proces skutočne odobral. Znižujete tak zbytočné zásoby a ľahšie si všimnete, že doplnenie chýba.

Samotný signál však nevytvorí voľný strojový čas. Ak sa opakovane vyrábané diely delia o lis, obrábacie centrum alebo ohýbačku so zákazkovou výrobou, aj dopĺňanie musí dostať miesto v rozvrhu. Kanbanom povoľujte množstvo a pomocou SkyPlanner APS zaraďujte prijatú prácu do rozvrhu podľa dostupných kapacít a materiálov závodu. Strávite menej času zosúlaďovaním samostatných radov čakajúcich úloh a odhalíte kolízie skôr, než spôsobia nedostatok dielov na montáži.

Výrobný a odberový kanban povoľujú odlišné činnosti

Kanban vo výrobe nie je len karta, ktorá sa na tabuli presúva medzi stĺpcami Na spracovanie, Rozpracované a Hotové. Povoľuje konkrétny krok pri dopĺňaní zásob. Bežne pritom spolu fungujú dva signály:

Signál	Čo povoľuje	Čo nepovoľuje
Výrobný kanban	Zásobujúci proces vyrobí určený diel v stanovenom množstve, aby nahradil odobraté kusy.	Vyrábať diely do ďalších prepraviek len preto, aby stroj nestál.
Odberový kanban, nazývaný aj prepravný alebo transportný kanban	Manipulant prepraví určené množstvo zo zásobovacieho miesta na miesto spotreby.	Vyrobiť ďalšiu dávku len preto, že prišla požiadavka na prepravu.

Supermarket je miesto s riadenou zásobou medzi procesmi. Každý diel má vyhradené miesto a stanovené množstvo na doplnenie. Nadväzujúci proces si odoberá to, čo potrebuje, a predchádzajúci proces tento odber dopĺňa.

Kanban teda nevyžaduje nulové zásoby. Zásoba v supermarkete zabezpečuje dostupnosť dielov, kým prebieha dopĺňanie. Podstatné je túto zásobu riadiť, nie ju neustále zvyšovať.

Sledujte cestu jednej prepravky v dvojkartovom okruhu

Predstavte si montážnu linku, ktorá spotrebúva opakovane vyrábaný držiak dodávaný zo zdieľanej ohýbačky. Držiaky prichádzajú v prepravkách po 20 kusoch. Prepravky s hotovými dielmi čakajú v supermarkete pri ohýbaní a montáž má vlastnú zásobu priamo na mieste spotreby.

V tomto príklade sa odberový signál uvoľní vtedy, keď montáž otvorí novú prepravku, nie až po spotrebovaní posledného držiaka. Manipulant tak má čas priviezť ďalšiu prepravku, zatiaľ čo montáž spotrebúva diely z otvorenej.

1. Montáž začne odoberať diely z prepravky. Operátor z nej odoberie odberovú kartu a vloží ju na zberné miesto. Karta predstavuje požiadavku na ďalšiu prepravku s 20 držiakmi zo supermarketu.

2. Manipulant vyzdvihne požiadavku. V supermarkete odoberie plnú prepravku so správnym typom držiaka. Výrobnú kartu z nej odoberie a uloží na zberné miesto výrobných kariet. Na prepravku, ktorú vezie na montáž, pripevní odberovú kartu.

3. Pracovisko ohýbania dostane výrobný signál. Vrátená výrobná karta povoľuje vyrobiť 20 držiakov na doplnenie jednej prepravky. Nepovoľuje pokračovať vo výrobe bez stanoveného limitu.

4. Diely na doplnenie zásoby sa vyrobia a skontrolujú. Keď je pripravené správne množstvo použiteľných držiakov, prepravka sa spolu s výrobnou kartou vráti na svoje miesto v supermarkete.

5. Cyklus sa opakuje podľa spotreby dielov na montáži. Ak sa nevrátia ďalšie výrobné karty, nie je povolené pre tento okruh vyrábať ďalšie kusy.

Na kartách je uvedené číslo dielu, množstvo, zásobovacie miesto, miesto spotreby a identifikátor, ktorý odlišuje jednotlivé povolenia. Rovnako jednoznačný musí byť aj elektronický signál: digitalizácia nejasného pokynu z neho nespraví spoľahlivé pravidlo dopĺňania.

V iných riešeniach je spúšťačom prázdna prepravka. Aj to môže fungovať, ak zostávajúca zásoba pokrýva celý čas reakcie. Určite, ktorá udalosť uvoľní signál, a zaškoľte všetkých, aby postupovali jednotne. Ak sa zamieňa „otvorenie prepravky“ s „vyprázdnením prepravky“, mení sa čas, ktorý má okruh na reakciu.

Vyberte diely, ktoré dokážete spoľahlivo dopĺňať

Vhodným začiatkom je opakovane vyrábaný diel s pravidelnou spotrebou, stabilnou špecifikáciou a primerane predvídateľným postupom dopĺňania. Bežný držiak používaný vo viacerých zostavách môže byť vhodnejším kandidátom než diel na mieru zákazníka, ktorý sa objednáva raz ročne.

Pred zavedením kariet si overte, že zásobujúci proces dokáže pokryť priemerný dopyt. Ak montáž sústavne spotrebúva diely rýchlejšie, než ich ohýbanie dokáže vyrábať, ďalšie karty nedostatok len oddialia. Musíte rozhodnúť, ako vyriešiť kapacitu alebo dopyt, nie len zvýšiť počet povolení.

Dôležitý je aj čas nastavenia. Jedna karta môže predstavovať jednu prepravku bez toho, aby bolo nutné stroj pre každú prepravku nastavovať osobitne. Ak sa viacero vrátených kariet združuje do výrobnej dávky, určite podmienku jej spustenia a čakanie zahrňte do priebežnej doby dopĺňania. Nedopĺňajte dávku svojvoľne o zásoby, ktoré nikto nepožadoval.

Pred spustením pilotnej prevádzky sa dohodnite na pravidlách fungovania:

• Vyrábajte alebo presúvajte diely len na základe príslušného platného signálu a v množstve, ktoré určuje.
• Zabezpečte dohľadateľnosť povolenia počas čakania, spracovania aj vtedy, keď sprevádza hotové diely.
• Neodovzdávajte chybné diely do nasledujúceho procesu a zásoby v karanténe nezapočítavajte medzi zásoby použiteľné na doplnenie.
• Určite konkrétnu zodpovednú osobu pre nedostatok dielov, stratené karty a naliehavé výnimky. Pred vydaním náhradného povolenia overte a vysporiadajte pôvodné, aby z jednej potreby nevznikli dva príkazy.
• Počet kariet meňte uvážene, namiesto pridávania neoficiálnych kariet zakaždým, keď okruh nestíha.

Práve tieto pravidlá dávajú limitu zmysel. Bez nich sa kanban stane len ďalším lokálnym zoznamom popri existujúcom výrobnom pláne.

Dimenzujte okruh podľa dopytu počas dopĺňania

Pre výrobný okruh s pevne stanoveným množstvom v prepravke je praktickým východiskom tento výpočet:

Počet výrobných kariet = zaokrúhlenie nahor [(D × L + S) ÷ C]

Kde:

• D je priemerný dopyt v odberovom bode okruhu, vyjadrený v kusoch za jednotku času.
• L je priebežná doba dopĺňania v rovnakej časovej jednotke: od odberu, ktorý uvoľní výrobný signál, až po sprístupnenie použiteľnej náhrady v danom supermarkete.
• S je dodatočná bezpečnostná rezerva v kusoch na pokrytie odchýlok, s ktorými chcete počítať.
• C je počet použiteľných dielov, ktoré predstavuje jedna karta alebo prepravka.

Princíp je jednoduchý: pokryte očakávanú spotrebu počas dopĺňania, pripočítajte zvolenú rezervu a výsledné množstvo prepočítajte na celé prepravky. Zaokrúhľujte nahor, pretože zlomok karty nepovoľuje celú prepravku.

Príklad výpočtu počtu výrobných kariet

Pre výrobný okruh držiaka predpokladajme tieto plánovacie vstupy:

Vstup	Ilustračná hodnota
Priemerný odber zo supermarketu pri ohýbaní	40 držiakov za prevádzkovú hodinu
Čas od odberu po dostupnosť použiteľnej náhrady	3 prevádzkové hodiny
Dodatočná bezpečnostná rezerva	30 držiakov
Množstvo v prepravke	20 držiakov

Očakávaný dopyt počas dopĺňania je 40 × 3 = 120 držiakov. Po pripočítaní rezervy 30 držiakov dostaneme 150. Vydelíme 20 a výsledok 7,5 zaokrúhlime nahor na 8 výrobných kariet.

Týchto osem kariet predstavuje celkové povolené množstvo 160 držiakov vo výrobnom okruhu. Toto množstvo je rozdelené medzi hotové zásoby v supermarkete a dopĺňanie, ktoré čaká alebo už prebieha. Neznamená to 160 držiakov na regáli a ďalších 160 vo výrobe. Keď plná prepravka odíde, jej výrobná karta sa vráti a povolí doplnenie; nevytvárate novú trvalú kartu.

Tento výpočet sa vzťahuje len na výrobný okruh ohýbania. Odberový okruh zásobujúci montáž má vlastný čas prepravy a vlastnú potrebu zásoby na mieste spotreby. Nepredpokladajte, že tých istých osem kariet určuje aj veľkosť zásob na všetkých nadväzujúcich miestach alebo objem nedokončenej výroby v celom závode.

Rezerva 30 držiakov je ilustračným príkladom zvoleného pravidla, nie univerzálnym percentom ani zaručenou úrovňou služieb. Rezervu stanovte podľa skutočných výkyvov dopytu a dopĺňania, dôsledkov nedostatku a požadovanej úrovne služieb. S rastúcou spoľahlivosťou procesu ju prehodnocujte.

Merajte celý čas reakcie, nielen čas rezania či ohýbania

Predpokladaná trojhodinová doba doplnenia musí zahŕňať viac než len čas na stroji. Započítajte zber signálov, spracovanie príkazu, čakanie na dávku alebo zdroj, nastavenie stroja, samotnú výrobu, kontrolu aj návrat do supermarketu. Zahrňte aj všetky prepravné činnosti a príjem materiálu, ktoré patria do vami vymedzeného okruhu.

Používajte jednotný časový základ. Ak je dopyt vyjadrený na prevádzkovú hodinu, doba doplnenia musí zohľadňovať prevádzkové časy aj prestávky medzi zmenami, ktoré ovplyvňujú dopĺňanie. Dva kalendárne dni dodávateľa nemožno bez tohto prepočtu skombinovať s hodinovou spotrebou montáže.

Vzorec vám poskytne východiskový limit. Sledujte skutočné odbery, doby doplnenia a prípady vyčerpania zásob, aby ste overili, či tento limit funguje. Ani presný výpočet nenahradí spoľahlivý zber signálov, ak sa pri zbernom okruhu niektoré prehliadnu, ani nevyrieši čakanie pred strojom, ktoré pravidelne zdvojnásobuje predpokladaný čas odozvy.

Stanovte reálnu dobu doplnenia na zdieľaných strojoch

Vráťme sa k príkladu s držiakmi. Okruh bol dimenzovaný na trojhodinovú odozvu, ale ohýbačka spracúva aj zákaznícke objednávky. Ak tieto zákazky predĺžia doplnenie na päť hodín, pôvodný výpočet už nezodpovedá skutočnému procesu.

Pri rovnakom dopyte a rovnakej bezpečnostnej rezerve by pri piatich hodinách vychádzala východisková potreba na 12 kariet, nie na osem. Zvýšenie počtu kariet môže ochrániť zásobovanie, zároveň však viaže viac zásob na riešenie problému, ktorého príčinou môže byť príliš dlhé čakanie. Najprv zistite, či čas navyše spôsobujú nevyhnutné kapacitné obmedzenia, odstrániteľné čakanie alebo nespoľahlivé vykonávanie plánu.

Práve tu pomáha SkyPlanner. Zaraďte prijaté príkazy na doplnenie do rovnakého rozvrhu s obmedzenými kapacitami ako ostatné zákazky, ktoré potrebujú daný stroj. Určte požadované termíny dokončenia, technologické postupy, množstvá a priority. Arcturus, umelá inteligencia na rozvrhovanie v systéme SkyPlanner, vypočíta priradenie k strojom a načasovanie operácií podľa nastavenej kapacity, zmien a vzájomných závislostí. Výsledné poradie uvidíte v zobrazení Gantt.

Ak zapnete rozvrhovanie so zohľadnením materiálu, Arcturus berie do úvahy aj dostupnosť materiálu a očakávané dodávky. Doplnenie držiakov by sa nemalo javiť ako pripravené na spustenie, ak potrebný plech nie je k dispozícii. SkyPlanner sa prostredníctvom svojho otvoreného REST API integruje s akýmkoľvek systémom ERP alebo MES. Prepája tak existujúce údaje o objednávkach a výrobe s rozvrhom bez toho, aby ste museli viesť samostatné, izolované plánovanie.

Priority určujete vy, výpočet rozvrhu zabezpečuje Arcturus. Keď sa okolnosti zmenia, prepočet vám pomôže zistiť, ako možno zosúladiť dopĺňanie s ostatnými zákazkami. Znižuje sa tým potreba ručného určovania poradia a konflikty môžete riešiť bez toho, aby ste nepozorovane ohrozili inú dodávku.

Pri rozhodovaní o načasovaní pomáhajú režimy rozvrhovania ASAP a JIT v systéme SkyPlanner. ASAP hľadá skorý voľný termín, zatiaľ čo JIT zaraďuje prácu bližšie k požadovanému termínu dokončenia. Ani jedno nastavenie nie je signálom spotreby. Pravidlá kanbanu určujú, na čo je vydané oprávnenie, a rozvrhovanie určuje, kedy možno prijatú prácu vykonať.

Čo zmenilo denné rozvrhovanie v KJH-Comp

Spoločnosť KJH-Comp, ktorá zákazkovo vyrába plechové diely, predtým používala C9000 a tabuľky na hrubé plánovanie týždenného vyťaženia. Priraďovanie práce k strojom na jednotlivé dni zostávalo ručné. Dvaja vedúci pracovníci pritom každý venovali rozvrhovaniu aspoň polovicu svojho pracovného času.

Spoločnosť si ponechala svoj ERP a zaviedla SkyPlanner na rozvrhovanie s obmedzenými kapacitami a automatické priraďovanie práce k strojom. Podľa jej skúseností je teraz lepšie vidieť, keď sa na štvormetrovej ohýbačke hromadí práca, a menej často sa stáva, že práca vykonávaná v predstihu vytlačí zákazky so skorším termínom expedície. Zodpovednosť za rozvrhovanie prešla z dvoch vedúcich pracovníkov na jedného; druhý sa presunul na iné úlohy.

Táto skúsenosť ukazuje, aký problém s rozvrhovaním sa skrýva za prísľubom včasného doplnenia: celkové týždenné vyťaženie nestačí na rozhodnutie, čo má na zdieľanom stroji nasledovať. SkyPlanner umožňuje zvládať denné poradie prác aj pri rastúcej rozmanitosti zákaziek.

Začnite jedným okruhom a overte čas odozvy

Pilotne odskúšajte jeden opakovane vyrábaný diel spolu s ľuďmi, ktorí ho spotrebúvajú, prepravujú a vyrábajú. Označte miesto supermarketu, štandardizujte počet kusov v prepravke, vydajte dohodnuté karty a jednoznačne určte udalosť, ktorá spúšťa uvoľnenie signálu. Overte počiatočnú zásobu aj otvorené príkazy na doplnenie, aby okruh začínal so zosúladenou evidenciou množstiev.

Sledujte skutočný čas od vydania signálu po návrat doplnenej zásoby, nedostatky, použiteľnú zásobu, signály na doplnenie nevybavené v stanovenom termíne a núdzové zásahy. Keď niečo zlyhá, prejdite celý okruh: bol signál vyzdvihnutý, bolo doplnenie zaradené do rozvrhu, bol materiál pripravený a dostali sa vyhovujúce diely na správne miesto?

Ak zásoba zostáva sústavne vyššia, než je potrebné, skúste riadene znížiť počet kariet a sledujte výsledok. Ak sa nedostatky opakujú, pred zvýšením zásob preskúmajte predpoklady o časoch a kapacitách. Okruh znova prehodnoťte, keď sa zmení dopyt, veľkosť prepravky, pravidlá prestavovania strojov alebo pracovné zmeny.

Ak vo vašom závode zdieľajú zákazky rovnaké zdroje, vyberte si SkyPlanner, aby ste schválené dopĺňanie aj zákaznícke objednávky zahrnuli do jedného výrobného rozvrhu. Na ukážku si pripravte jeden opakovane vyrábaný diel, údaje o jeho spotrebe za jednotku času, množstve v prepravke a technologickom postupe aj o ostatných zákazkách, ktoré potrebujú rovnaké stroje. Potom môžete preskúmať otázku, ktorá rozhoduje o funkčnosti okruhu: možno doplnenie dokončiť skôr, než sa minie zásoba pokrývajúca spotrebu?

Rezervujte si ukážku SkyPlanner a preskúmajte daný diel v podmienkach vašej výroby alebo si vyskúšajte SkyPlanner s ukážkovými údajmi a pozrite sa, ako funguje jeho rozvrhovanie.