POLCA v proizvodnji: obvladovanje toka med celicami

Domov » Viri » POLCA v proizvodnji: obvladovanje toka med celicami

Predviden čas branja: 11 minut

Proizvodna celica zaključi še en nalog, vendar ga naslednja celica ne more prevzeti v obdelavo. Prva ekipa je bila ves čas zaposlena. Naročilo pa je dobilo le mesto v čakalni vrsti, ne večje možnosti za pravočasno odpremo.

V proizvodnji z veliko raznolikostjo izdelkov in majhnimi količinami je takšne razmere težje obvladovati, saj vsi nalogi ne potujejo po isti poti. Eden zahteva strojno obdelavo in montažo, drugi varjenje in končno obdelavo. Dopolnjevanje standardnega zabojnika za vsak možen sestavni del pri takšni raznolikosti ni praktična rešitev.

POLCA uravnava tok med temi celicami s signali o razpoložljivosti zmogljivosti. Ekipam pomaga, da ne začnejo dela, ki bi le še povečalo zastoje v naslednjih celicah. Enako pomembno pa ostaja naslednje vprašanje pri planiranju: kako odobrene naloge uskladiti z drugimi naročili in stroji, ki jih uporablja več celic? SkyPlanner APS vse to delo poveže v enoten terminski plan proizvodnje ter tako zmanjša ročno usklajevanje ločenih seznamov dela za posamezne celice in čakalnih vrst pri posameznih virih.

Kaj je POLCA v proizvodnji?

POLCA je kratica za Paired-cell Overlapping Loops of Cards with Authorization. Gre za metodo vodenja proizvodnje, ki začetek dela uravnava z omejenim številom kartic, dodeljenih parom celic, in datumi odobritve nalogov. Razvil jo je Rajan Suri v okviru pristopa hitro odzivne proizvodnje (Quick Response Manufacturing). Namenjena je okoljem z veliko raznolikostjo izdelkov, majhnimi količinami in izdelavo po meri.

Ključna razlika je v pomenu kartice. Kartica POLCA je signal o zmogljivosti določenega para celic, ne navodilo za dopolnitev zaloge določene šifre izdelka. Z omejenim številom kartic omejujemo obseg nedokončane proizvodnje (WIP), vključene v to zanko. Isto zanko lahko uporabljajo različni izdelki, če njihove proizvodne poti potekajo skozi ta par celic.

Hkrati morata biti izpolnjena dva pogoja:

• Nalog je odobren za delo. Nastopil je datum njegove odobritve v tej celici, zato se delo ne začne prej, kot dovoljuje plan.
• V ustrezni zanki je na voljo prosta kartica. To pomeni, da je v to povezavo med celicama dovoljeno vključiti dodatno delo.

Nalog mora biti tudi pripravljen za izvedbo, vključno z vsem potrebnim materialom. Prosta kartica ne ustvari potrebe kupca, ne odpravi pomanjkanja sestavnega dela in ne spremeni neodobrenega naloga v nujnega. Prav tako načrtovani datum začetka ne dovoljuje, da prezremo zapolnjeno zanko.

Kako delujejo prekrivajoče se zanke

Predstavljajte si naročilo, ki potuje skozi izdelovalno celico A, celico za strojno obdelavo B in montažno celico C. Njegova pot vključuje zanki A/B in B/C. Vsaka zanka ima svoje kartice; kartica A/B ne more nadomestiti kartice B/C.

Začetek v celici A s kartico A/B

Ko je nalog v celici A odobren za delo, ekipa preveri, ali sta na voljo prosta kartica A/B in material, potreben za izvedbo. Če so pogoji izpolnjeni, nalogu priloži kartico in začne delo.

Ko celica A zaključi delo in nalog preda celici B, kartica A/B ostane pri nalogu. V celico A se ne vrne že zato, ker je izdelava v njej končana. Kartica ostane zasedena tako med čakanjem naloga v celici B kot med njegovo obdelavo v njej.

Pred začetkom dela v celici B dodajte kartico B/C

Pred začetkom strojne obdelave v celici B mora biti nalog tam odobren za delo, na voljo pa mora biti tudi kartica B/C. Med obdelavo v celici B zato nalog spremljata tako vhodna kartica A/B kot izhodna kartica B/C. Prav to je prekrivanje: celica B pripada obema zankama.

Če ni proste kartice B/C, bi z začetkom strojne obdelave dodali delo na pot, na kateri je dovoljeni obseg dela že dosežen. V celici B je zato treba razmisliti o drugem pripravljenem in odobrenem nalogu, za katerega je ustrezna kartica na voljo. Če noben nalog ne izpolnjuje pogojev, lahko vodja ekipo preusmeri v odpravljanje omejitve ali drugo koristno nalogo, namesto da bi začeli novo delo zgolj zato, da bi celica B ostala zaposlena.

Kartico vrnite po zaključku dela v drugi celici njene zanke

Ko celica B zaključi nalog in ta nadaljuje pot v celico C, se kartica A/B vrne v celico A. Tam jo lahko uporabijo za drug nalog, ki izpolnjuje pogoje in je namenjen v celico B.

Kartica B/C spremlja naročilo tudi skozi celico C. Ko ta zaključi svoje delo, se kartica vrne v celico B. Če je C zadnja celica znotraj nadzorovanega toka, za začetek dela ne potrebuje še kartice izhodne zanke.

Prav to pravilo vračanja daje signalu uporabno vrednost. Če bi kartico A/B vrnili prezgodaj, bi v zanko dovolili dodatno delo, še preden bi bil obstoječi nalog v celici B zaključen. Če pa bi kartico zaključenega naloga zadrževali po nepotrebnem, bi blokirali dovoljenje, ki bi ga lahko znova uporabili.

Kartica kljub temu ni rezervacija stroja, ki bi bil takoj na voljo. Uravnava obseg dela, vključenega v zanko, ne določa pa natančnega časa izvedbe vsake operacije znotraj celic.

POLCA, kanban in CONWIP uravnavajo različne stvari

Vse te metode uporabljajo signale za odobritev dela, vendar odgovarjajo na različna vprašanja.

Metoda	Kaj signal običajno dovoljuje	Kje je primerna
Proizvodni kanban za posamezen sestavni del	Dopolnitev zaloge določenega sestavnega dela v določeni količini po porabi	Sestavni deli s ponavljajočo se porabo, za katere je mogoče vzpostaviti delujočo zanko dopolnjevanja
CONWIP	Vstop novega naloga v opredeljeni tok, ko se vrne dovoljenje v okviru omejitve skupne nedokončane proizvodnje	Omejevanje obsega dela znotraj izbranih meja
POLCA	Vključitev dela v zanko določenega para celic, če je nalog odobren	Različni izdelki, ki med celicami potujejo po različnih poteh

Kanban v proizvodnji je uporaben, kadar se potreba po izdelku, katerega zalogo dopolnjujemo, ponavlja in ga je mogoče oskrbovati na ponovljiv način. Sestavnega dela po meri, ki še ni zasnovan ali naročen, ni mogoče obravnavati kot standardni sestavni del na zalogi.

CONWIP omogoča delo z različnimi izdelki brez ločene kartice za dopolnjevanje vsakega sestavnega dela. Njegova ključna značilnost je omejitev nedokončane proizvodnje v celotnem izbranem toku. POLCA pa uporablja lokalne signale za povezave med pari celic na poti posameznega naloga, namesto da bi se opirala zgolj na eno omejitev za celoten tok.

Pri praktični izbiri ni pomembno, katera kratica zveni napredneje. Vprašajte se, kaj morate uravnavati: dopolnjevanje zalog znanih izdelkov, skupni obseg dela v opredeljenem sistemu ali obseg dela med celicami na spreminjajočih se poteh. Odgovori so lahko v različnih delih tovarne različni.

Je POLCA primerna za vašo tovarno?

POLCA je vredna razmisleka, kadar raznolikost izdelkov otežuje dopolnjevanje zalog po posameznih sestavnih delih, njihove poti pa še vedno potekajo skozi jasno opredeljene celice. Za vsak nalog morate vedeti, katera celica je naslednja, in biti sposobni vzdrževati ustrezne zanke.

Še posebej je smiselna, kadar lokalne odločitve vedno znova povzročajo kopičenje dela v naslednjih celicah: ekipa v predhodni celici zažene delo, da bi ohranila svojo izkoriščenost, prejemna celica pa je že preobremenjena. Metoda tej ekipi daje razlog, da izbere drug odobren nalog, namesto da bi dodatno povečala nakopičeno delo.

V nekaterih primerih je treba najprej urediti osnove. Če proizvodne poti niso zanesljivo določene, je težko izbrati pravo kartico. Zaradi manjkajočega materiala lahko nalogi in kartice ostanejo vezani, ne da bi delo napredovalo. Če celici stalno primanjkuje zmogljivosti za že sprejeta naročila, je potrebna odločitev o zmogljivostih, ne zgolj drugačno število kartic.

Število in namen zank sta prav tako pomembna kot raznolikost izdelkov. Zelo veliko redko uporabljenih povezav med pari celic je lahko težko upravljati. Začnite s smiselno povezano družino izdelkov, pri kateri lahko jasno opišete poti in predaje dela, namesto da uvedete kartico med vsakim možnim parom oddelkov.

Predvsem mora vodstvo podpirati ravnanje, ki ga zahteva. Če so operaterji nagrajeni zgolj za to, da so njihovi stroji ves čas zaposleni, imajo močno spodbudo za izogibanje pravilu, ki jim včasih nalaga, naj dela ne začnejo. Uspešnost pilotne uvedbe presojajte po toku naročil in pravočasnosti dobav, ne zgolj po izkoriščenosti.

Zastavite pilotni preizkus, ki preverja pretok, ne le kartic

Izberite obvladljivo skupino dejanskih naročil in prikažite celice, skozi katere resnično potujejo. Vključite ljudi, ki delo terminirajo, izvajajo in premikajo med celicami. Pred zagonom morajo skupaj razrešiti štiri praktična vprašanja.

Kakšno delo predstavlja ena kartica? Dogovoriti se morate, ali kartica predstavlja delovni nalog, transportno serijo ali določeno enoto delovne obremenitve, in jasno opredeliti izbrano enoto. Kratka in dolga operacija ne zahtevata enake zmogljivosti zgolj zato, ker ima vsaka svojo številko naloga. Če se sestava naročil močno spreminja, preverjajte delovno obremenitev, ki jo predstavljajo kartice, namesto da bi sklepali le na podlagi števila naročil.

Koliko dela naj dopušča posamezna zanka? Začetno število kartic določite glede na pričakovani pretok, čas prehoda dela skozi obe celici in izbrano enoto delovne obremenitve. Preveč kartic oslabi nadzor nad kopičenjem dela, premalo pa lahko zadrži delo, ki bi sicer lahko napredovalo. Ni enega števila kartic, ki bi ustrezalo vsaki zanki ali tovarni.

Kdo preverja, prenaša in vrača kartice? Jasno določite, kako se preverja dovoljenje za začetek in kje se kartice vračajo. Pri usposabljanju obdelajte celotno pot delovnega naloga, tudi primere, ko manjka kartica za izhodno zanko, ko ni materiala in ko je nalog blokiran. Za vsako nadzorovano izjemo določite odgovorno osebo in zabeležite razlog. Če se delo redno začenja brez zahtevanega dovoljenja, nadzor izgubi smisel.

Kako boste vedeli, da sistem deluje? Določite izhodiščne vrednosti za obseg nedokončane proizvodnje, pretočni čas skozi nadzorovani del proizvodnje, pretočnost in uspešnost dobav. Med pilotnim preizkusom preverjajte, kje čakajo kartice in nalogi. Preden spremenite omejitve, ugotovite, ali je vzrok dejanska delovna obremenitev, opuščeno vračilo kartice, nezanesljivi podatki ali ponavljajoča se težava v proizvodnji.

Tako pilotni preizkus postane koristen proces učenja. Preverjate, ali delo skozi izbrane celice potuje bolj predvidljivo, ne pa dokazujete, da zna ekipa napolniti tablo z barvnimi karticami.

Prosta zanka še ne določi načrta dobav

Vrnimo se k poti A–B–C. Predstavljajte si, da drugo naročilo potuje iz celice A v varilno celico D. Za prvo naročilo je na voljo kartica A/B, za drugo pa kartica A/D. Obe imata dovoljenje za začetek in sta pripravljeni.

Pozneje obe naročili potrebujeta isti vir za končno obdelavo, ki obdeluje tudi druge skupine izdelkov. Dovoljenji za posamezni zanki planerju ne povesta, katero naročilo je mogoče dokončati prej, ali bo vsa dela v čakalni vrsti za končno obdelavo mogoče opraviti pred odpremo in kaj se zgodi, če se jim pridruži nujno naročilo kupca.

Zato mora terminiranje proizvodnje upoštevati celotno pot. Signali med pari celic pomagajo nadzorovati, katero delo se sme začeti. Povezan terminski plan pa pokaže, kako operacije tekmujejo za dejansko razpoložljivi čas na skupnih virih in kaj to pomeni za dokončanje.

Če poskušate s seznamom kartic posamezne celice odgovoriti na obe vprašanji, si naložite dodatno ročno delo. Planer mora nato primerjati sezname, premeščati naloge med čakalnimi vrstami virov in ob vsaki spremembi prioritete znova preverjati ista prekrivanja pri poznejših operacijah.

S sistemom SkyPlanner terminirajte delo po vsej tovarni

SkyPlanner APS sprejeto proizvodno delo razporedi v skupen terminski plan virov. Določite korake postopka, ustrezna delovna mesta, trajanja, izmene in odvisnosti. Arcturus, umetna inteligenca za terminiranje v sistemu SkyPlanner, izračuna, kam je mogoče umestiti operacije ob nastavljenih zmogljivostih in prioritetah. Ganttov prikaz jasno pokaže zaporedje operacij in predvidene čase dokončanja.

Pri obeh naročilih, ki si delita zmogljivost za končno obdelavo, to pomeni, da je njuno tekmovanje za poznejše zmogljivosti vidno v istem planu kot izdelava, strojna obdelava in varjenje. Manj časa porabite za ročno usklajevanje ločenih čakalnih vrst in imate jasnejšo podlago za odločitev, kateri obljubljeni dobavi se morate posvetiti.

Dogovorjene najzgodnejše začetke lahko določite z datumi dovoljenega začetka, če je omogočeno pravilo za upoštevanje teh datumov. Tak datum je meja za terminiranje, ne pa potrditev, da je kartica POLCA prosta. Dejansko odločanje o dovoljenju v zanki ohranite v procesu vodenja proizvodnje, terminirano delo pa uskladite z dogovorjenimi dovoljenji in omejitvami začetka.

Prioritete še naprej določate vi. Z dinamičnimi prioritetami v sistemu SkyPlanner lahko izračun usmerjate glede na roke, pomembnost kupcev in nalogov ter druge cilje terminiranja. Kartica, ki se je pravkar sprostila, ne pomeni samodejno najvišje prioritete v tovarni. Če je omogočeno terminiranje z upoštevanjem materiala, se pri razporejanju operacije, ki material porablja, upošteva tudi njegova razpoložljivost.

Ko se evidentirane zmogljivosti ali prioritete spremenijo, lahko Arcturus znova izračuna povezan terminski plan. Namesto da ročno popravljate vsako prizadeto čakalno vrsto, lahko preverite vpliv na pomembna naročila. SkyPlanner se prek odprtega vmesnika REST API poveže s katerim koli sistemom ERP ali MES, zato lahko boljše terminiranje dopolnjuje vaše obstoječe sisteme za naročila in proizvodnjo.

Težave ročnega planiranja dobro poznajo v podjetju Mamec, ki izdeluje mešalno opremo in kot pogodbeni proizvajalec proizvaja visokotehnološke izdelke. V svoji zgodbi opisujejo na tisoče medsebojno odvisnih delovnih nalogov, ki so jih nekoč razvrščali po rokih na papirnatih nalogih, brez zanesljivega celovitega pregleda. Po povezavi sistema SkyPlanner z Oscar ERP uporabljajo terminiranje z omejenimi zmogljivostmi, podprto z umetno inteligenco, in skupen pregled proizvodnje. Poročajo, da je obremenitev pri planiranju občutno manjša. Njihova izkušnja ponazarja vrednost povezanega terminiranja, ne uvedbe metode POLCA. Celotno zgodbo preberite v oceni sistema SkyPlanner podjetja Mamec.

Skupaj preizkusite signale med celicami in skupne zmogljivosti

Če POLCA ustreza vaši proizvodnji, s pilotnim preizkusom vzpostavite jasna pravila za dovoljenja v zankah in zanesljiv postopek vračanja kartic. S sistemom SkyPlanner zagotovite pregled nad zaporedjem uporabe virov za sprejeto delo in posledicami za dobave po vsej tovarni. S tema odločitvama obravnavate bistvo težave: začeti pravo delo, ne da bi pri tem izgubili pregled nad tem, kaj bo potrebno za njegovo dokončanje.

Rezervirajte predstavitev sistema SkyPlanner in zanjo pripravite značilno skupino celic, dve naročili z različnima potema ter en vir, ki si ga delita. Pripravite tudi dogovorjene omejitve začetka in prioritete. Tako boste lahko na praktičnem primeru preverili, kako lahko SkyPlanner zmanjša ročno delo pri terminiranju in razjasni vpliv na dobave.

Če želite sistem najprej raziskati sami, preizkusite SkyPlanner z vzorčnimi podatki ali uporabite postopek za prve korake s podporo umetne inteligence v pomočniku SkyPlanner.