Канбан у виробництві: сигнали, контури та розрахунок

Головна » Ресурси » Канбан у виробництві: сигнали, контури та розрахунок

Орієнтовний час читання: 10 хвилин

Канбан у виробництві — це метод управління за принципом витягування, за якого сигнал дає дозвіл виготовити або перемістити визначену кількість деталей. Споживання на наступному етапі створює потребу, а сигнал указує попередньому етапу, що саме потрібно поповнити. Таку вказівку може передавати картка, порожній контейнер або електронне повідомлення.

Перевага полягає в чіткому обмеженні обсягу поповнення. Замість того щоб виготовляти чергову партію лише тому, що верстат вільний, ви поповнюєте те, що фактично забрав наступний процес. Це зменшує зайві запаси й дає змогу легше помітити, коли поповнення не відбулося.

Але сам сигнал не додає машинного часу. Якщо компоненти регулярного випуску виготовляють на тому самому пресі, обробному центрі чи згинальному верстаті, що й замовлення клієнтів, роботи з поповнення все одно потрібно включити до графіка. Використовуйте канбан, щоб дозволити виготовлення визначеної кількості, а SkyPlanner APS — щоб розмістити прийняті роботи в графіку з урахуванням наявних потужностей і матеріалів. Ви витрачатимете менше часу на узгодження окремих черг робіт і бачитимете конфлікти ще до того, як вони спричинять дефіцит на складанні.

Виробничий канбан і канбан відбору дають дозвіл на різні дії

У виробництві канбан — це не просто картка, яка рухається на дошці між колонками «До виконання», «У роботі» та «Виконано». Він дає дозвіл на конкретну дію з поповнення. Зазвичай разом використовують два сигнали:

Сигнал	На що дає дозвіл	На що не дає дозволу
Виробничий канбан	Попередній процес виготовляє зазначені деталі в заданій кількості, щоб поповнити відібраний запас.	Виготовляти деталі для додаткових контейнерів лише для того, щоб верстат не простоював.
Канбан відбору, який також називають транспортним канбаном або канбаном переміщення	Працівник внутрішньої логістики переміщує зазначену кількість із місця постачання до місця споживання.	Виготовляти чергову партію лише тому, що надійшов запит на перевезення.

Супермаркет — це місце зберігання контрольованого проміжного запасу між процесами. Для кожної деталі визначено місце та кількість поповнення. Наступний процес забирає те, що йому потрібно, а попередній поповнює відібраний запас.

Отже, канбан не вимагає нульових запасів. Запас у супермаркеті забезпечує наявність деталей, поки триває поповнення. Важливо контролювати цей запас, а не постійно нарощувати його.

Простежмо шлях одного контейнера в системі з двома картками

Уявімо складальну лінію, яка використовує кронштейн регулярного випуску зі згинального верстата, спільного для різних робіт. Кронштейни надходять у контейнерах по 20 штук. Контейнери з готовими деталями чекають у супермаркеті біля дільниці згинання, а на складанні є власний запас безпосередньо на місці використання.

У цьому прикладі сигнал відбору надсилають, коли на складанні відкривають новий контейнер, а не коли використано останній кронштейн. Це дає внутрішній логістиці час привезти наступний контейнер, поки складальники використовують деталі з відкритого.

1. На складанні починають використовувати деталі з контейнера. Оператор знімає з нього картку відбору й кладе її в пункт збору. Ця картка є запитом на ще один контейнер із 20 кронштейнами із супермаркету.

2. Працівник внутрішньої логістики забирає запит. У супермаркеті він бере повний контейнер із потрібними кронштейнами. З контейнера знімають виробничу картку й кладуть її в пункт збору виробничих карток. Картку відбору прикріплюють до контейнера, який доставляють на складання.

3. Дільниця згинання отримує виробничий сигнал. Повернута виробнича картка дає дозвіл виготовити 20 кронштейнів для одного контейнера на поповнення запасу. Вона не дозволяє продовжувати випуск без обмеження кількості.

4. Деталі для поповнення виготовляють і перевіряють. Коли потрібна кількість придатних кронштейнів готова, контейнер разом із виробничою карткою повертають на його місце в супермаркеті.

5. Цикл повторюється в міру споживання деталей на складанні. Якщо виробничі картки більше не повертаються, дозволу виготовляти додаткові деталі для цього контуру немає.

На картках зазначають номер деталі, кількість, місця постачання та споживання, а також ідентифікатор, який відрізняє один дозвіл від іншого. Електронний сигнал має бути так само однозначним: оцифрування нечіткої вказівки не перетворює її на надійне правило поповнення.

В інших схемах сигналом слугує порожній контейнер. Це теж може працювати, якщо залишкового запасу вистачає на весь час реагування. Визначте, яка подія запускає сигнал, і навчіть усіх дотримуватися одного правила. Якщо змішувати події «контейнер відкрито» та «контейнер порожній», час, який контур має на реагування, змінюватиметься.

Обирайте деталі, запаси яких можна надійно поповнювати

Для початку варто обрати компонент регулярного випуску зі сталим споживанням, незмінною специфікацією та достатньо передбачуваним маршрутом поповнення. Типовий кронштейн, який використовують у кількох складальних вузлах, може підходити краще, ніж деталь під конкретного клієнта, яку замовляють раз на рік.

Перш ніж запроваджувати картки, переконайтеся, що процес-постачальник спроможний задовольняти середній попит. Якщо складання постійно споживає деталі швидше, ніж дільниця згинання їх виготовляє, додаткові картки лише відтермінують дефіцит. Потрібне рішення щодо потужностей або попиту, а не більша кількість дозволів.

Час налагодження також має значення. Одна картка може відповідати одному контейнеру, але це не означає, що для кожного контейнера потрібно окремо налагоджувати верстат. Якщо кілька повернутих карток об’єднують у виробничу партію, визначте умову її запуску та врахуйте час очікування в часі виконання замовлення на поповнення. Не доповнюйте партію незапитаними деталями без узгодження.

До початку пілотного впровадження узгодьте правила роботи:

• Виготовляйте або переміщуйте деталі лише за відповідним чинним сигналом і в зазначеній у ньому кількості.
• Забезпечте простежуваність дозволу, поки він очікує виконання, перебуває в роботі або супроводжує готові деталі.
• Не передавайте браковані деталі на наступний етап і не враховуйте запас на карантині як придатні деталі для поповнення.
• Призначте відповідальних за дефіцит, втрачені картки та термінові винятки. Перш ніж видавати заміну дозволу, з’ясуйте статус оригіналу, щоб одна потреба не перетворилася на два замовлення.
• Змінюйте кількість карток обґрунтовано, а не додавайте неофіційні картки щоразу, коли в роботі контуру виникають труднощі.

Саме ці правила роблять обмеження дієвим. Без них канбан перетворюється на ще один локальний список на додачу до наявного виробничого плану.

Розраховуйте контур за попитом протягом часу поповнення

Для виробничого контуру з фіксованою кількістю деталей у контейнері початковий розрахунок можна виконати так:

Кількість виробничих карток = округлення вгору [(D × L + S) ÷ C]

Де:

• D — середня інтенсивність попиту в точці відбору контуру, у деталях за одиницю часу.
• L — час виконання замовлення на поповнення в тій самій одиниці часу: від відбору, що запускає виробничий сигнал, до моменту, коли придатні деталі для поповнення стають доступними в цьому супермаркеті.
• S — додатковий страховий запас у деталях для покриття коливань, які ви плануєте врахувати.
• C — кількість придатних деталей, якій відповідає одна картка або один контейнер.

Логіка проста: покрийте очікуване споживання за час поповнення, додайте обраний страховий запас, а потім переведіть отриману кількість у цілі контейнери. Округлюйте вгору, адже частка картки не дає дозволу на цілий контейнер.

Приклад розрахунку виробничих карток

Припустімо, для виробничого контуру кронштейнів задано такі вихідні дані:

Параметр	Значення для прикладу
Середня інтенсивність відбору із супермаркету дільниці згинання	40 кронштейнів за годину роботи
Час від відбору до появи придатних деталей для поповнення	3 години роботи
Додатковий страховий запас	30 кронштейнів
Кількість у контейнері	20 кронштейнів

Очікуваний попит за час поповнення становить 40 × 3 = 120 кронштейнів. Додаємо страховий запас у 30 кронштейнів і отримуємо 150. Ділимо на 20 та округлюємо 7,5 вгору до 8 виробничих карток.

Ці вісім карток відповідають загальній дозволеній кількості 160 кронштейнів у виробничому контурі. Ця кількість розподілена між готовим запасом у супермаркеті та поповненням, яке очікує виготовлення або вже перебуває в роботі. Це не означає 160 кронштейнів на полиці плюс ще 160 у виробництві. Коли повний контейнер забирають, його виробнича картка повертається й дає дозвіл на поповнення; нову постійну картку при цьому не створюють.

Цей розрахунок охоплює лише виробничий контур дільниці згинання. Контур відбору, що обслуговує складання, має власний час транспортування та потребу в запасі на місці використання. Не вважайте, що ті самі вісім карток визначають також обсяг запасів на всіх наступних дільницях або обсяг незавершеного виробництва всього підприємства.

Страховий запас у 30 кронштейнів — це умовне рішення для прикладу, а не універсальний відсоток чи гарантований рівень обслуговування. Визначайте страховий запас з урахуванням фактичних коливань попиту й поповнення, наслідків дефіциту та потрібного рівня обслуговування. Переглядайте його в міру підвищення надійності процесу.

Вимірюйте весь час реагування, а не лише час різання чи згинання

Закладені в розрахунок три години на поповнення мають охоплювати не лише час роботи на верстаті. Врахуйте збирання сигналів, опрацювання замовлень, очікування партії або вивільнення виробничого ресурсу, налагодження, обробку, контроль якості та повернення до супермаркету запасів. Також врахуйте всі операції транспортування та приймання в межах обраного вами контуру.

Узгодьте часову базу розрахунків. Якщо потребу виражено на годину роботи, час виконання замовлення має враховувати робочі періоди та перерви між змінами, які впливають на поповнення. Не можна поєднувати два календарні дні постачальника з погодинним споживанням на складанні без відповідного перерахунку.

Формула дає початковий ліміт. Вимірюйте фактичний відбір деталей, час поповнення та випадки вичерпання запасів, щоб перевірити, чи працює цей ліміт. Навіть бездоганний розрахунок не компенсує маршрут збирання сигналів, на якому частину з них пропускають, або чергу до верстата, яка регулярно подвоює закладений час реагування.

Забезпечте реалістичний час поповнення на верстатах, що виконують різні роботи

Повернімося до прикладу з кронштейнами. Кількість карток у контурі розрахували на тригодинний час реагування, але згинальний верстат також виконує замовлення клієнтів. Якщо через ці роботи поповнення розтягується до п’яти годин, початковий розрахунок уже не відповідає реальному процесу.

За тієї самої потреби та величини страхового запасу п’ятигодинний час дає початкову потребу в 12 картках, а не у восьми. Збільшення їх кількості може захистити від перебоїв у постачанні, але водночас змушує тримати більше запасів для покриття проблеми, причина якої може полягати в надмірному очікуванні. Спочатку з’ясуйте, що спричиняє додаткові витрати часу: неминучі обмеження потужностей, черги, яких можна уникнути, чи нестабільне виконання робіт.

Саме тут стане в пригоді SkyPlanner. Включіть прийняті до виконання замовлення на поповнення до єдиного графіка з урахуванням обмежених потужностей разом з іншими роботами, що потребують того самого верстата. Задайте необхідні строки завершення, маршрути, кількості та пріоритети. Arcturus — штучний інтелект SkyPlanner для календарного планування — розподіляє роботи між верстатами й розраховує час виконання технологічних операцій з урахуванням заданих потужностей, змін і залежностей. Цю послідовність наочно показує діаграма Gantt.

Якщо ввімкнено планування з урахуванням матеріалів, Arcturus також враховує їх наявність і майбутні надходження. Замовлення на поповнення кронштейнів не має виглядати готовим до запуску, якщо потрібного листового матеріалу немає. SkyPlanner інтегрується з будь-якою ERP або MES через відкритий REST API, пов’язуючи наявні дані про замовлення й виробництво з графіком. Тож вам не доведеться вести окрему, ізольовану систему планування.

Ви визначаєте пріоритети, а Arcturus розраховує графік. Коли обставини змінюються, перерахунок допомагає побачити, як узгодити поповнення з іншими замовленнями. Це зменшує потребу вручну визначати послідовність робіт і дає змогу усунути конфлікт, не зриваючи непомітно для себе іншу поставку.

Режими планування ASAP і JIT у SkyPlanner допомагають обрати час виконання. ASAP шукає ранній вільний інтервал, а JIT розміщує роботу ближче до потрібного строку завершення. Жодне з цих налаштувань не є сигналом споживання. Правила канбану визначають, які роботи дозволено виконувати, а календарне планування — коли ці прийняті до виконання роботи можна запустити.

Що змінило щоденне планування в KJH-Comp

KJH-Comp, контрактний виробник виробів із листового металу, раніше використовував C9000 та електронні таблиці для укрупненого планування тижневого завантаження. Роботи між верстатами на кожен день і далі розподіляли вручну: двоє керівників витрачали на планування щонайменше половину свого робочого часу кожен.

Компанія зберегла свою ERP і впровадила SkyPlanner для планування з урахуванням обмежених потужностей та автоматичного розподілу робіт між верстатами. За її відгуком, стало легше помічати накопичення навантаження на чотириметровому згинальному верстаті, а роботи з віддаленішими строками рідше витісняли замовлення, які потрібно відвантажити раніше. Плануванням замість двох керівників став займатися один, а другий перейшов до інших завдань.

Цей досвід показує, яке завдання календарного планування стоїть за обіцянкою поповнити запас у строк: загального тижневого завантаження недостатньо, щоб вирішити, яку роботу наступною запускати на верстаті, спільному для різних замовлень. SkyPlanner дає змогу керувати щоденною послідовністю робіт, навіть коли їх номенклатура розширюється.

Почніть з одного контуру й перевірте час реагування на практиці

Проведіть пілотний запуск для однієї деталі регулярного виробництва разом із працівниками, які її споживають, переміщують і виготовляють. Позначте місце супермаркету запасів, установіть стандартну кількість деталей у контейнері, видайте погоджені картки та однозначно визначте подію, що запускає сигнал. Звірте початковий запас і незавершені роботи з поповнення, щоб запустити контур з узгодженими обліковими даними.

Відстежуйте фактичний час від сигналу до повернення деталей, випадки дефіциту, придатний до використання запас, прострочені дозволи на поповнення та екстрені втручання. Якщо виникає збій, перевірте весь контур: чи отримали сигнал, чи запланували поповнення, чи були готові матеріали та чи надійшли придатні деталі в потрібне місце?

Якщо запас постійно перевищує потребу, спробуйте контрольовано зменшити кількість карток і простежте за результатом. Якщо дефіцит повторюється, перш ніж нарощувати запас, перевірте припущення щодо часу та потужностей. Переглядайте контур знову, коли змінюються потреба, місткість контейнера, правила налагодження або змінний графік.

Якщо на вашому підприємстві різні замовлення використовують спільні виробничі ресурси, оберіть SkyPlanner, щоб вести дозволені роботи з поповнення та замовлення клієнтів в одному виробничому графіку. Для демонстрації підготуйте приклад деталі регулярного виробництва: дані про темп її споживання, кількість у контейнері, маршрут та інші роботи, що потребують тих самих верстатів. Тоді ви зможете розглянути питання, від якого залежить працездатність контуру: чи вдасться завершити поповнення до того, як вичерпається запас, що забезпечує споживання?

Замовте демонстрацію SkyPlanner, щоб розглянути цю деталь в умовах вашого виробництва, або спробуйте SkyPlanner із демонстраційними даними, щоб побачити, як працює календарне планування.