Kanban i tillverkning: signaler, kretslopp och dimensionering

Hem » Resurser » Kanban i tillverkning: signaler, kretslopp och dimensionering

Beräknad lästid: 10 minuter

Kanban i tillverkning är en metod för dragande produktionsstyrning där en signal ger klartecken att tillverka eller flytta en bestämd mängd detaljer. Förbrukningen i nästa processteg skapar behovet, och signalen talar om för den försörjande processen vad som ska ersättas. Instruktionen kan förmedlas med ett kort, en tom behållare eller ett elektroniskt meddelande.

Fördelen är en tydlig gräns för påfyllningen. I stället för att tillverka ännu en sats bara för att en maskin är ledig ersätter ni det som nästa process faktiskt har tagit ut. Det minskar onödiga lager och gör det lättare att upptäcka utebliven påfyllning.

Men en signal skapar ingen maskintid. Om återkommande komponenter delar press, bearbetningscentrum eller bockningsmaskin med kundorder måste påfyllningen fortfarande få plats i schemat. Använd kanban för att ge klartecken för kvantiteten och SkyPlanner APS för att planera in det godkända arbetet utifrån fabrikens tillgängliga kapacitet och material. Ni lägger mindre tid på att stämma av separata köer och ser konflikter innan de leder till materialbrist i monteringen.

Produktionskanban och transportkanban ger klartecken för olika åtgärder

Kanban i tillverkning är mer än ett kort som flyttas mellan kolumnerna Att göra, Pågår och Klart på en tavla. Det ger klartecken för en bestämd åtgärd i påfyllningen. Ofta samverkar två signaler:

Signal	Vad signalen ger klartecken för	Vad signalen inte ger klartecken för
Produktionskanban	Den försörjande processen tillverkar angiven detalj i angiven mängd för att ersätta ett uttag.	Att tillverka detaljer till extra behållare bara för att hålla en maskin sysselsatt.
Transportkanban, även kallad uttagskanban eller förflyttningskanban	En materialhanterare flyttar angiven mängd från försörjningsplatsen till förbrukningsplatsen.	Att tillverka ännu en sats enbart för att en transport har begärts.

En supermarket är ett styrt mellanlager mellan processer. Varje detalj har en bestämd plats och en fastställd påfyllningskvantitet. Den efterföljande processen tar det den behöver, och den föregående processen ersätter uttaget.

Kanban kräver alltså inte att lagret ska vara noll. Lagret i supermarket gör att detaljer finns tillgängliga medan påfyllningen pågår. Det gäller att styra lagret i stället för att hela tiden fylla på med mer.

Följ en behållare genom kretsloppet med två kort

Tänk er en monteringslinje som regelbundet använder samma typ av fäste från en bockningsmaskin som också tillverkar annat. Fästena levereras i behållare med 20 stycken. Fyllda behållare väntar i en supermarket nära bockningen, och monteringen har ett eget lager vid förbrukningsplatsen.

I det här exemplet skickas transportsignalen när monteringen öppnar en ny behållare, inte när det sista fästet är slut. Då hinner materialhanteraren leverera nästa behållare medan monteringen använder den öppnade.

1. Monteringen börjar använda en behållare. Operatören tar bort transportkortet och lägger det på uppsamlingsplatsen. Kortet begär en ny behållare med 20 fästen från supermarket.

2. Materialhanteraren hämtar begäran. I supermarket tar materialhanteraren en full behållare med rätt fäste. Produktionskortet tas bort och läggs på uppsamlingsplatsen för produktionskort. Transportkortet fästs på behållaren som levereras till monteringen.

3. Bockningen får produktionssignalen. Det återlämnade produktionskortet ger klartecken att tillverka 20 fästen till en behållare som ersätter den uttagna. Det ger inte klartecken att fortsätta tillverka utan mängdbegränsning.

4. Ersättningsdetaljerna tillverkas och kontrolleras. När rätt mängd användbara fästen är klar följer produktionskortet med behållaren tillbaka till dess plats i supermarket.

5. Kretsloppet upprepas när monteringen förbrukar detaljer. Om inga fler produktionskort kommer tillbaka finns inget klartecken att tillverka mer för det här kretsloppet.

Korten anger artikelnummer, kvantitet, försörjande och förbrukande plats samt en identitet som skiljer varje klartecken från de andra. En elektronisk signal måste vara lika tydlig. En otydlig instruktion blir inte en tillförlitlig påfyllningsregel bara för att den digitaliseras.

I andra upplägg utlöses signalen av en tom behållare. Det kan också fungera, förutsatt att det kvarvarande lagret räcker under hela svarstiden. Bestäm vilken händelse som ska utlösa signalen och utbilda alla i att tillämpa regeln konsekvent. Om ni blandar ”behållare öppnad” och ”behållare tom” ändras den tid som kretsloppet har på sig att svara.

Välj detaljer som kan fyllas på tillförlitligt

En återkommande komponent med regelbunden förbrukning, stabil specifikation och ett någorlunda förutsägbart påfyllningsflöde är en bra utgångspunkt. Ett standardfäste som används i flera olika montage kan vara en bättre kandidat än en kundspecifik detalj som beställs en gång om året.

Innan ni inför kort behöver ni säkerställa att den försörjande processen klarar den genomsnittliga efterfrågan. Om monteringen genomgående förbrukar detaljer snabbare än bockningen kan tillverka dem skjuter fler kort bara upp bristen. Då behövs ett beslut om kapacitet eller efterfrågan, inte fler klartecken för tillverkning.

Även ställtiden spelar roll. Ett kort kan motsvara en behållare utan att maskinen behöver ställas om för varje behållare. Om flera återlämnade kort samlas till en tillverkningssats måste ni bestämma vad som utlöser satsen och räkna in väntetiden i påfyllningens ledtid. Fyll inte ut satsen med obeställt lager utan att det synliggörs.

Kom överens om arbetsreglerna innan pilotförsöket startar:

• Tillverka eller flytta endast mot en giltig signal av rätt typ och i den mängd som anges.
• Se till att klartecknet går att spåra medan det väntar, hanteras eller följer med färdiga detaljer.
• Skicka inte defekta detaljer vidare till nästa process och räkna inte spärrat lager som användbar påfyllning.
• Utse en ansvarig för brister, borttappade kort och brådskande undantag. Stäm av det ursprungliga klartecknet innan ett nytt utfärdas som ersättning, så att ett behov inte blir två order.
• Ändra antalet kort genom medvetna beslut i stället för att lägga till inofficiella kort så fort kretsloppet får problem.

Det är de här reglerna som gör begränsningen meningsfull. Utan dem blir kanban bara ytterligare en lokal lista vid sidan av den befintliga produktionsplanen.

Dimensionera kretsloppet utifrån efterfrågan under påfyllningstiden

För ett produktionskretslopp med fast behållarstorlek är följande beräkning en praktisk utgångspunkt:

Antal produktionskort = avrunda uppåt [(D × L + S) ÷ C]

Här gäller följande:

• D är den genomsnittliga efterfrågan vid kretsloppets uttagspunkt, i detaljer per tidsenhet.
• L är påfyllningens ledtid i samma tidsenhet: från uttaget som utlöser produktionssignalen tills användbara ersättningsdetaljer finns tillgängliga i samma supermarket.
• S är ett extra säkerhetstillägg i antal detaljer för den variation ni vill täcka.
• C är antalet användbara detaljer som ett kort eller en behållare motsvarar.

Principen är enkel: täck den förväntade förbrukningen medan påfyllningen pågår, lägg till den valda säkerhetsmarginalen och räkna sedan om mängden till hela behållare. Avrunda uppåt, eftersom en del av ett kort inte ger klartecken för en hel behållare.

Räkneexempel: antal produktionskort

Anta följande planeringsvärden för fästets produktionskretslopp:

Indata	Värde i exemplet
Genomsnittlig uttagstakt från bockningens supermarket	40 fästen per drifttimme
Ledtid från uttag tills användbara ersättningsdetaljer finns tillgängliga	3 drifttimmar
Extra säkerhetstillägg	30 fästen
Antal per behållare	20 fästen

Den förväntade efterfrågan under påfyllningen är 40 × 3 = 120 fästen. Lägg till säkerhetstillägget på 30 fästen så blir summan 150. Dela med 20 och avrunda 7,5 uppåt till 8 produktionskort.

De åtta korten ger tillsammans klartecken för totalt 160 fästen i produktionskretsloppet. Mängden är fördelad mellan färdigt lager i supermarket och påfyllning som väntar eller pågår. Det innebär inte 160 fästen på hyllan plus ytterligare 160 i produktion. När en full behållare lämnar lagret går dess produktionskort tillbaka och ger klartecken för påfyllning. Ni skapar inte ett nytt permanent kort.

Beräkningen gäller bara bockningens produktionskretslopp. Transportkretsloppet som försörjer monteringen har en egen transporttid och ett eget lagerbehov vid förbrukningsplatsen. Utgå inte från att samma åtta kort också dimensionerar alla efterföljande lagerplatser eller hela fabrikens produkter i arbete (WIP).

Säkerhetstillägget på 30 fästen är ett exempel på ett policybeslut, inte en allmängiltig procentsats eller en garanterad servicenivå. Bestäm säkerhetsmarginalen utifrån faktisk variation i efterfrågan och påfyllning, följderna av en brist och den servicenivå ni behöver. Se över den i takt med att processen blir mer tillförlitlig.

Mät hela påfyllningstiden, inte bara tiden för skärning eller bockning

En antagen påfyllnadsledtid på tre timmar måste täcka mer än tiden vid maskinen. Räkna med insamling av signaler, orderhantering, väntan på en batch eller resurs, ställtid, bearbetning, kontroll och återtransport till mellanlagret. Ta med alla transporter och all godsmottagning inom den avgränsning du har valt.

Använd samma tidsgrund i hela beräkningen. Om efterfrågan anges per drifttimme måste ledtiden ta hänsyn till de driftperioder och uppehåll mellan skift som påverkar påfyllningen. Leverantörens två kalenderdagar kan inte kombineras med monteringens förbrukning per timme utan en sådan omräkning.

Formeln ger en första gräns att utgå från. Mät faktiska uttag, påfyllnadsledtider och lagerbrister för att se om gränsen fungerar. En snygg beräkning kan inte kompensera för en insamlingsrunda som missar signaler eller en kö till maskinen som regelbundet fördubblar den antagna svarstiden.

Säkerställ en realistisk påfyllnadsledtid på delade maskiner

Återgå till exemplet med fästena. Slingan dimensionerades för en svarstid på tre timmar, men bockningsmaskinen har också jobb för kundorder. Om de jobben förlänger påfyllnadsledtiden till fem timmar beskriver den ursprungliga beräkningen inte längre processen.

Med samma efterfrågan och säkerhetstillägg skulle fem timmar ge ett beräknat startbehov på 12 kort, inte åtta. Fler kort kan säkra försörjningen, men det innebär också att mer lager binds för att hantera ett problem som kanske beror på onödigt lång väntan. Ta först reda på om den extra tiden beror på oundvikliga kapacitetsbegränsningar, köbildning som går att undvika eller bristande tillförlitlighet i genomförandet.

Det är här SkyPlanner gör nytta. Lägg in godkända påfyllnadsorder i samma schema med begränsad kapacitet som de övriga jobb som konkurrerar om maskinen. Ange när orderna måste vara klara samt deras operationsföljder, kvantiteter och prioriteringar. Arcturus, SkyPlanners AI för schemaläggning, beräknar maskintilldelning och tider för operationerna utifrån den kapacitet, de skift och de beroenden som har ställts in. Gantt-vyn visar körordningen.

När schemaläggning med materialhänsyn är aktiverad tar Arcturus även hänsyn till materialtillgång och inkommande leveranser. En påfyllnadsorder för fästen ska inte se startklar ut om den plåt som behövs saknas. SkyPlanner kan integreras med valfritt ERP- eller MES-system via sitt öppna REST API. Därmed kopplas befintliga order- och produktionsdata till schemat, i stället för att du ska behöva underhålla en separat planering vid sidan av.

Du styr prioriteringarna, medan Arcturus sköter schemaläggningsberäkningen. När förutsättningarna ändras hjälper en omberäkning dig att se hur påfyllnadsorder och andra order passar ihop. Det minskar arbetet med att bestämma körordningen manuellt och gör att du kan lösa en konflikt utan att en annan leverans blir lidande i det tysta.

SkyPlanners schemaläggningsalternativ ASAP och JIT stöder beslutet om när arbetet ska utföras. ASAP söker en tidig plats i schemat, medan JIT lägger arbetet närmare leveransdatumet. Inget av alternativen är en förbrukningssignal. Kanbanreglerna avgör vad som får utföras, och schemaläggningen avgör när det godkända arbetet kan köras.

Vad den dagliga schemaläggningen förändrade hos KJH-Comp

KJH-Comp, en legotillverkare inom plåtbearbetning, använde tidigare C9000 och kalkylblad för grovplanering av veckans beläggning. Den dagliga fördelningen av jobb på maskiner sköttes fortfarande manuellt. Två arbetsledare lade vardera minst halva sin arbetstid på schemaläggning.

Företaget behöll sitt ERP-system och införde SkyPlanner för schemaläggning med begränsad kapacitet och automatisk maskintilldelning. Företaget beskriver att det nu syns tydligare när belastningen på den fyra meter långa bockningsmaskinen ökar, och att jobb med senare leveransdatum mer sällan tränger undan jobb som ska levereras tidigare. Ansvaret för schemaläggningen gick från två arbetsledare till en, medan den andra fick andra arbetsuppgifter.

Erfarenheten visar vilket schemaläggningsproblem som ligger bakom ett löfte om påfyllning: veckans totala beläggning räcker inte för att avgöra vilket jobb som ska köras härnäst på en delad maskin. SkyPlanner gör det möjligt att hantera den dagliga körordningen även när variationen i arbetet ökar.

Börja med en slinga och verifiera svarstiden

Testa med en återkommande artikel tillsammans med dem som förbrukar, flyttar och tillverkar den. Märk ut mellanlagrets plats, standardisera antalet per behållare, ge ut de överenskomna korten och gör det entydigt vilken händelse som utlöser signalen. Stäm av startsaldot och pågående påfyllnadsorder så att antalet i slingan är korrekt från början.

Följ upp den faktiska tiden från signal till återleverans, brister, användbart lager, försenade påfyllningar som har godkänts och akuta insatser. När något går fel, följ slingan: samlades signalen in, schemalades påfyllningen, fanns materialet klart och nådde godkända detaljer rätt plats?

Om lagret genomgående ligger högre än behovet, prova att minska antalet kort under kontrollerade former och följ resultatet. Om brister återkommer, undersök antagandena om tider och kapacitet innan du ökar lagret. Se över slingan igen när efterfrågan, behållarstorleken, reglerna för omställning eller skiften ändras.

Välj SkyPlanner för att samla godkända påfyllnadsorder och kundorder i ett gemensamt produktionsschema när fabriken har delade resurser. Ta med underlag för en återkommande artikel till en demo: förbrukningstakt, antal per behållare, operationsföljd och de andra jobb som konkurrerar om maskinerna. Då kan ni undersöka den fråga som avgör om slingan kommer att fungera: kan påfyllningen bli klar innan lagret som täcker förbrukningen tar slut?

Boka en demo av SkyPlanner för att undersöka hur artikeln kan hanteras i din produktion, eller prova SkyPlanner med demodata för att se hur schemaläggningen fungerar.