Momentové pozorovanie vo výrobe: odhaľte skryté prestoje

Domov » Zdroje » Momentové pozorovanie vo výrobe: odhaľte skryté prestoje

Odhadovaný čas čítania: 12 minút

Pri jednej obchôdzke výroby sa môže zdať, že pracovníci na zmene majú plné ruky práce, pri ďalšej zas, že nie sú dostatočne vyťažení. Ani jedna návšteva vám však nepovie, koľko času zaberá výroba dielov, príprava práce či čakanie na to, kým príde niečo potrebné.

Momentové pozorovanie nahrádza tieto dojmy plánovaným súborom náhodných pozorovaní. Pomáha odhaliť okolnosti, ktoré prerušujú výrobu, a vybrať zlepšenie, ktoré sa oplatí otestovať. Užitočným výsledkom nie je hodnotenie toho, ako zaneprázdnene ľudia pôsobia, ale jasnejšia odpoveď na otázku, čo bráni plynulému priebehu práce.

Keď overíte, čo zlepšenie skutočne mení, SkyPlanner APS premietne spresnené časy operácií a dostupnosť zdrojov do zosúladeného výrobného plánu. Strávite menej času prerábaním poradia operácií na jednotlivých strojoch a uvidíte, čo zmena znamená pre zákazky, ktoré potrebujete dodať.

Čo je momentové pozorovanie?

Momentové pozorovanie je štatistická metóda, ktorá na základe pozorovania ľudí alebo strojov v náhodne vybraných okamihoch odhaduje podiel času venovaného vymedzeným činnostiam. Pri každom pozorovaní sa zaznamená práve prebiehajúca činnosť. Podiel pozorovaní v danej kategórii je odhadom jej podielu na čase zahrnutom do štúdie, pokiaľ spôsob výberu pozorovaní tento čas reprezentuje.

Napríklad štúdia na montážnom pracovisku môže rozlišovať montáž, nastavovanie, kontrolu, čakanie na materiál a iné prerušenia. Zaznamenávanie týchto kategórií počas reprezentatívnych zmien poskytne užitočnejšie podklady než jednoduché delenie všetkého na prácu a nečinnosť.

Metóda je obzvlášť užitočná tam, kde sa činnosti menia, prerušenia sa vyskytujú nepravidelne a nepretržité pozorovanie by bolo náročné. Na získanie celkového prehľadu o rozložení činností nemusíte sledovať každú operáciu od začiatku do konca.

Ak potrebujete odpoveď na inú otázku, zvoľte iný spôsob merania:

• Meranie práce vo výrobe skúma vymedzené pracovné úkony a umožňuje stanoviť podložený normovaný čas. Náhodné pozorovania činností v jednotlivých okamihoch neukážu, ako dlho každý krátky úkon trvá.
• Evidencia času vo výrobe zaznamenáva udalosti a skutočne odpracovaný čas pri konkrétnych operáciách. Tieto záznamy ukazujú, na akú prácu sa vykázané hodiny využili; nejde o náhodnú vzorku všetkých činností.

Pri systematickom meraní práce možno na stanovenie noriem využiť momentové pozorovanie spolu s ďalšími podkladmi. Samotný percentuálny podiel činnosti však nie je normovaným časom ani meradlom pracovného tempa človeka.

Začnite rozhodnutím, nie iba sčítavaním pozorovaní práce a nečinnosti

Vyberte si otázku, ktorej odpoveď môže zmeniť fungovanie výroby. Ak môžete ovplyvniť prípravu materiálu, užitočným východiskom je otázka: „Koľko času trávi montážny tím čakaním na komponenty?“ Otázka „Ako efektívne všetci pracujú?“ je príliš neurčitá na to, aby sa podľa nej dala dobre navrhnúť štúdia alebo vyhodnotiť výsledky.

Dohodnite sa na účele štúdie s ľuďmi, ktorí danú prácu vykonávajú. Vysvetlite im, čo sa bude pozorovať, ako sú vymedzené kategórie, kto uvidí výsledky a aké rozhodnutie majú podporiť. Spýtajte sa operátorov, ktoré prerušenia súčasné záznamy nezachytávajú. Štúdia je užitočnejšia vtedy, keď ľudia môžu vysvetliť, prečo chýba súprava dielov, než keď majú pocit, že čakanie musia skrývať.

Vymedzte základný súbor: ľudí alebo stroje, zmeny, dni a výrobné podmienky, ktoré má výsledok opisovať. Štúdia jednej montážnej oblasti počas dennej zmeny automaticky nevypovedá o nočnej práci ani o celom závode.

Potom zvoľte jednotku pozorovania. Operátor v jednom konkrétnom okamihu je jednou jednotkou, stroj v jednom okamihu inou. Ich stavy zaznamenávajte oddelene. Stroj môže automaticky obrábať, zatiaľ čo jeho operátor kontroluje iný diel. Stroj je v chode a operátor vykonáva kontrolu: ani jedno pozorovanie netreba označiť ako nečinnosť.

Jasne vymedzte aj sledovaný čas. Ak štúdia pokrýva celú platenú zmenu, zahrňte príslušnú kategóriu prestávok. Ak pokrýva iba vymedzené obdobia prevádzky, uveďte, že základom výpočtu podielov je práve tento čas. Neporovnávajte tieto dva prípady, akoby merali to isté.

Vymedzte činnosti tak, aby ich pozorovatelia vedeli rozpoznať

Použite menší počet kategórií, ktoré sa pri zvolenej jednotke pozorovania navzájom vylučujú a pokrývajú očakávané situácie. Ku každej napíšte stručnú definíciu s príkladmi z konkrétneho pracoviska.

„Čakanie na materiál“ má znamenať, že vybraná práca nemôže pokračovať, pretože potrebný materiál nie je dostupný, nie to, že operátor práve stojí pri regáli s materiálom. Pri „nastavovaní“ si dohodnite presné hranice od prípravy až po pripravenosť na výrobu. Potrebnú kontrolu evidujte samostatne, neschovávajte ju do všeobecnej kategórie nevýrobných činností.

Zahrňte aj kód pre neznámu alebo nepozorovateľnú činnosť. Ak nedokážete zistiť, čo sa deje, zaznamenajte neistotu namiesto odhadovania príčiny. Tieto prípady vyhodnoťte osobitne; nemali by sa bez upozornenia vytratiť zo základu výpočtu podielov.

Definície overte v krátkom pilotnom pozorovaní. Nechajte pozorovateľov zaradiť rovnaké situácie do kategórií a prediskutujte rozdiely. Ak jeden zaradí hľadanie nástroja medzi nastavovanie a druhý medzi čakanie, štúdia bude sčasti odrážať rozdiely vo výklade definícií, nie samotnú prácu. Vyriešte to ešte pred hlavným zberom pozorovaní.

Pilotné pozorovanie odhalí aj praktické problémy: neprístupné pozorovacie miesta, príliš dlhú trasu či také podrobné kategórie, že ich pri letmom pohľade nemožno rozlíšiť.

Zbierajte náhodné pozorovania v reprezentatívnych výrobných podmienkach

Časy pozorovaní vygenerujte vopred pomocou generátora náhodných čísel a rozložte ich na zmeny a dni, ktorých sa rozhodnutie týka. Osobu alebo stroj vyberajte podľa plánu, nie podľa toho, čo vás po príchode najviac zaujme.

Pravidelná návšteva každú polhodinu sa môže opakovane trafiť do dopĺňania materiálu, prestávky alebo určitej fázy strojového cyklu. Ak prichádzate iba vtedy, keď má majster voľný čas, vzniká iné skreslenie. Náhodné načasovanie pomáha vyhnúť sa týmto vzorcom. Pokrytie relevantných prevádzkových podmienok zas zabezpečí, že výsledok bude užitočný aj mimo jedného dopoludnia, ktoré vám práve vyhovovalo.

V každom vybranom okamihu zaznamenajte práve prebiehajúcu činnosť bez čakania na začiatok ďalšej. Uchovajte časový údaj, jednotku pozorovania, kategóriu a relevantné informácie o zmene alebo výrobku. Ak to pomôže pri skúmaní prestoja, doplňte stručnú vecnú poznámku. Neprerušujte činnosť žiadosťou o vysvetlenie, aby ste potom ako pozorovanú činnosť zaznamenali rozhovor, ktorý ste sami vyvolali.

Zaznamenávajte aj neuskutočnené pozorovania a ich dôvody. Ak každé neprístupné alebo komplikované pozorovanie nahradíte jednoduchším niekde nablízku, môžete zmeniť to, čo vzorka reprezentuje.

Ak zámerne pozorujete jednu zmenu častejšie, vykazujte výsledky za jednotlivé zmeny osobitne alebo ich kombinujte s váhami, ktoré zodpovedajú odhadovanému času či základnému súboru. Pri jednoduchom zlúčení pozorovaní s nerovnakou frekvenciou výberu môže výsledok neprimerane ovplyvniť netypická zmena.

Rozlišujte aj medzi počtom pozorovaní a množstvom nezávislých informácií. Pozorovanie viacerých operátorov počas jednej obchôdzky poskytne viacero záznamov, no spoločný nedostatok materiálu môže spôsobiť, že ich stavy budú navzájom súvisieť. Podobné obmedzenie majú aj opakované pozorovania počas toho istého zastavenia práce. V záznamoch ponechajte možnosť rozlíšiť jednotlivé obchôdzky a časové skupiny, aby analýza mohla zohľadniť toto zhlukovanie.

Koľko momentových pozorovaní potrebujete?

Potrebná veľkosť vzorky závisí od presnosti vyžadovanej na rozhodnutie a od očakávaného podielu danej činnosti. Neexistuje počet pozorovaní, ktorý by zabezpečil reprezentatívnosť každej štúdie.

Pri plánovaní jednoduchého náhodného výberu nezávislých pozorovaní sa pre podiel jednej činnosti bežne používa tento približný vzorec:

n ≈ z² × p × (1 − p) ÷ e²

Vo vzorci n označuje počet pozorovaní, p očakávaný podiel vyjadrený desatinným číslom, e požadovanú absolútnu odchýlku a z hodnotu normálneho rozdelenia pre zvolenú úroveň spoľahlivosti. Pre približnú 95 % úroveň spoľahlivosti je z rovné 1,96. Výsledný počet zaokrúhlite nahor.

Ak ešte nemáte dôveryhodný odhad p, hodnota 0,50 dá pri danej absolútnej odchýlke najvyšší počet pozorovaní. Pri odchýlke päť percentuálnych bodov, teda e = 0,05, vychádza 385 pozorovaní. Je to príklad plánovania za uvedených predpokladov, nie univerzálne minimum ani záruka pre každú podskupinu.

Pri výraze „päť percent“ buďte presní. Podiel čakania 20 % s odchýlkou päť percentuálnych bodov znamená približne 15 % až 25 %. Relatívna odchýlka 5 % z tohto podielu znamená iba jeden percentuálny bod na každú stranu, čo si vyžaduje oveľa väčšiu vzorku.

Požadovanú presnosť stanovte podľa kategórie a porovnania, ktoré sú pre vás dôležité. Počet pozorovaní postačujúci na odhad celkového podielu čakania nemusí stačiť na vyhodnotenie jednotlivých zmien, zriedkavých zdržaní či samostatných pracovísk. Aj pri pozorovaniach zoskupených do obchôdzok musí analýza zohľadňovať spôsob výberu vzorky, nie považovať každý záznam za nezávislý. Ak rozhodnutie závisí od malej zmeny alebo zahŕňa významnú investíciu, pred hlavným zberom údajov si nechajte návrh štúdie skontrolovať odborníkom na výberové zisťovanie.

Príklad: od počtu pozorovaných činností k otázke, čo zlepšiť

Predstavte si pracovisko ručnej montáže, kde má tím podozrenie, že prácu prerušujú neúplné materiálové súpravy. V rámci štúdie sa počas sledovaných výrobných období zaznamená 400 pozorovaní operátora v konkrétnom okamihu, pričom každý takýto okamih má rovnakú pravdepodobnosť výberu. V tomto zjednodušenom príklade predpokladajme, že pozorovania sú nezávislé a každé možno zaradiť do niektorej kategórie.

Pozorovaná činnosť	Počet pozorovaní	Podiel pozorovaní
Montáž	200	50 %
Nastavenie a príprava	60	15 %
Kontrola	40	10 %
Čakanie na materiál	80	20 %
Ostatné identifikované zdržania	12	3 %
Plánované prestávky	8	2 %
Spolu	400	100 %

Odhadovaný podiel čakania na materiál je 80 ÷ 400 = 20 %. Ide o podiel zo súhrnného času operátorov, ktorý štúdia reprezentuje. Neznamená to, že každý operátor čaká presne pätinu každej zmeny ani že každé prerušenie trvá rovnako dlho.

Pre tento jeden podiel dáva jednoduchá normálna aproximácia tento výsledok:

Približná hranica chyby pri 95 % spoľahlivosti = 1,96 × √[0.20 × 0.80 ÷ 400] = 0,0392

To je približne 3,9 percentuálneho bodu, čo dáva približný interval od 16,1 % do 23,9 %. Vyjadruje neistotu výberového odhadu za uvedených predpokladov. Nezahŕňa skreslenie spôsobené nevhodným rozvrhom pozorovaní, nesprávne zaradené činnosti ani iný výrobný mix v nasledujúcom mesiaci.

Pri malých vzorkách alebo podieloch činností blízkych nule či jednotke použite vhodnejší interval, napríklad Wilsonov alebo exaktný binomický interval, namiesto spoliehania sa na túto symetrickú aproximáciu. Ak sú pozorovania zoskupené alebo vážené, zvolená metóda musí zohľadňovať aj spôsob výberu vzorky.

Bez ohľadu na desatinné miesta je praktický záver jasný: čakanie na materiál treba preskúmať. Najprv zistite, v ktorom kroku vznikli neúplné súpravy, ktoré komponenty chýbali a či sa namiesto čakania mohla začať ďalšia montáž. Kategória ukazuje, kde hľadať; tím a súvisiace záznamy vysvetlia, prečo k problému došlo.

Zlepšite podmienky a potom overte, čo sa zmenilo

Zistenia prejdite spolu s operátormi, pracovníkmi manipulácie s materiálom a osobou zodpovednou za daný proces. Oddeľte nevyhnutnú prácu od prerušení, ktorým sa dá predísť. Kontrola môže chrániť kvalitu, nastavenie umožňuje výrobu ďalšej dávky a prestávky pomáhajú zvládnuť pracovný deň. Nič z toho nie je odstrániteľným plytvaním len preto, že nejde o montáž.

Vyberte konkrétne zlepšenie a určte zaň zodpovednú osobu. V príklade s montážou by mohlo ísť o overenie úplnosti súpravy pred uvoľnením práce na pracovisko. Skontrolujte, či sa problém s chýbajúcimi komponentmi zmierňuje a či práca skutočne postupuje skôr, namiesto toho, aby sa čakanie iba presunulo na iné oddelenie.

Pozorovania zopakujte za porovnateľných podmienok a zachovajte rovnaké definície kategórií aj časové vymedzenie. Okrem hlavných percentuálnych podielov porovnajte aj výrobný mix, personálne obsadenie a mimoriadne udalosti. Malá zmena podielu v rámci neistoty štúdie sama osebe nie je presvedčivým dôkazom. Aj zmena výrobného mixu môže výsledok zdanlivo zlepšiť bez toho, aby sa zlepšil pracovný postup.

Predovšetkým neprepočítavajte pôvodný 20 % podiel čakania priamo na 20 % dodatočnej kapacity. Uvoľnený čas môže byť rozdrobený, jeho využitie môže vyžadovať ďalšieho pracovníka alebo môže pripadať na čas, keď stroj už beží. Môže ísť aj o čas, v ktorom by pracovisko nemohla využiť žiadna iná operácia.

Overte účinok na zdroj, ktorému chcete rozvrhovať prácu. Ak zlepšený postup prípravy skutočne skracuje nastavenie, nový čas nastavenia zmerajte a schváľte. Ak sa vďaka nemu predĺži časové okno dostupnosti pracoviska, overte, či túto dostupnosť dokážu zabezpečiť ľudia aj zariadenia. Rozlišujte medzi prácnosťou, celkovým trvaním operácie a obsadenosťou stroja.

Premietnite overené zlepšenia do výrobného rozvrhu

Overené zlepšenie neovplyvňuje iba sledované pracovisko. Kratšie nastavenie môže umožniť skorší začiatok ďalšej zákazky, tá však stále potrebuje materiál a voľnú kapacitu na nasledujúcej operácii. O tie isté stroje sa môžu uchádzať aj iné zákazky. Práve preto musí byť miestne zlepšenie súčasťou spoločného výrobného plánu.

SkyPlanner umožňuje definovať trvanie jednotlivých krokov postupu časom na kus, výrobným výkonom alebo pevným časom, pričom čas nastavenia a čas ukončenia zostávajú samostatne rozlíšené. Zmeny na pracoviskách určujú dostupné časové okná. Arcturus, umelá inteligencia systému SkyPlanner na rozvrhovanie výroby, vypočíta rozvrh podľa nastavených kapacít, nadväzností a priorít. Výsledok zobrazí Ganttov diagram.

Predstavte si, že následné meranie potvrdí skrátenie nastavenia zo 40 na 30 minút pre vymedzenú skupinu operácií. Aktualizujte príslušné plánovacie vstupy tak, aby dotknuté operácie používali tento schválený čas nastavenia, a potom prepočítajte ich zaradenie v rozvrhu spolu s ostatnou prácou. Posúďte aj nadväzujúce operácie a termíny dodania, nielen medzeru, ktorá vznikla na prvom pracovisku.

SkyPlanner prepočíta rozvrh so zohľadnením všetkých nadväzností a ušetrí vám ručné zaraďovanie každej upravenej operácie do poradia na jednotlivých strojoch. Vy rozhodnete, ktoré zlepšenie je overené a ktoré zákazky majú prednosť; Arcturus tieto pokyny premietne do plánu. Kvalitnejšie podklady sa tak premenia na využiteľnú výrobnú kapacitu tam, kde ju možno skutočne využiť.

Prínos rozvrhovania ilustrujú skúsenosti spoločnosti Fredman Operations so systémom SkyPlanner. Tento výrobca potravinových obalov predtým nemal jasný prehľad o kapacite jednotlivých zmien a urgentné preplánovanie mohlo trvať hodinu aj dlhšie. Zavedením systému získal spoločný pohľad na rozvrhy strojov a kapacitu zmien v Ganttovom diagrame. Spoločnosť opisuje rýchlejšie reakcie na zmeny a jasnejšie podklady na záväzné stanovenie termínov dodania. Jej príbeh ukazuje hodnotu koordinácie práce po zmene okolností.

Vyberte si SkyPlanner, keď potrebujete overené zlepšenia z výroby premeniť na realizovateľný plán pre všetky zákazky. Prostredníctvom otvoreného REST API sa prepojí s akýmkoľvek systémom ERP alebo MES. Môžete si tak ponechať systémy na riadenie podniku a zároveň zlepšiť rozvrhovanie výroby.

Rezervujte si ukážku systému SkyPlanner a pripravte si jedno zlepšenie vrátane jeho schváleného vplyvu na trvanie operácií alebo dostupnosť zdrojov, ako aj ďalšie zákazky využívajúce tie isté zdroje. Na konkrétnom príklade uvidíte, čo zmena znamená pre zákazky, ktoré ste sa zaviazali splniť. Ak sa chcete najprv zoznámiť so systémom sami, vyskúšajte SkyPlanner s ukážkovými údajmi.