ZASTOSOWANIE WYBRANYCH METOD LEAN MANUFACTURING DO DOSKONALENIA PRODUKCJI PALET TRANSPORTOWYCH

Transkrypt

1 /0 Technologia i Automatyzacja Montażu ZASTOSOWANIE WYBRANYCH METOD LEAN MANUFACTURING DO DOSKONALENIA PRODUKCJI PALET TRANSPORTOWYCH Dorota STADNICKA, Piotr STĘPIEŃ Właściwa organizacja procesów produkcyjnych ma wpływ między innymi na terminową realizację zamówień klientów, efektywne wykorzystanie posiadanej infrastruktury, przestrzeni pracy i pracowników, na koszty produkcji czy uzyskanie właściwej jakości wytwarzanych wyrobów. Znane są różne metody i narzędzia służące do analizy organizacji pracy i wspomagające jej doskonalenie. Mają one na celu identyfikację i eliminację strat wynikających między innymi: z utrzymywania nadmiernych zapasów materiałów, wyrobów w toku produkcji czy wyrobów gotowych, z zajęcia przestrzeni roboczej zapasami, ze zbędnych przemieszczeń operatorów, z niewykorzystania potencjału pracy ze względu na niezbilansowanie pracy operatorów. Wśród najczęściej stosowanych w praktyce metod i narzędzi, wykorzystanych również w niniejszej pracy, można wyróżnić: chronometraż wykorzystywany przy obserwacji procesu pracy do określania czasów trwania poszczególnych operacji produkcyjnych oraz czasów przechodzenia pracowników, czy czasów realizowanego transportu wewnętrznego; jest podstawą do normowania czasu pracy [, ], mapowanie strumienia wartości, które pokazuje przepływ wyrobu przez poszczególne procesy produkcyjne i pozwala zidentyfikować marnotrawstwo w procesach [, ], czas taktu, który pozwala określić tempo produkcji zapewniające terminową realizację zamówień [, ], Just In Time i system Kanban pozwalające na realizację produkcji tylko tego, co jest potrzebne, tylko wtedy, gdy jest to potrzebne i w takiej ilości, jaka jest potrzebna [, 5, 0], wykres spaghetti, pozwalający ocenić długość tras pokonywanych przez operatorów w czasie pracy oraz przebieg wyrobu przez poszczególne stanowiska pracy, bilansowanie pracy operatorów, pozwalające równomiernie rozłożyć pracę pomiędzy pracowników określonej linii produkcyjnej [], rozwiązania Poka Yoke pozwalające na zapobieganie błędom pracowników [], sesje Kaizen pozwalające identyfikować problemy i poszukiwać rozwiązań przy zaangażowaniu operatorów i kadry kierowniczej [], 5S wspomagające utrzymanie porządku na stanowiskach pracy [], standardowe instrukcje pracy zapewniające realizację zadań produkcyjnych w ustalonej sekwencji [, 7]. Celem niniejszej pracy była analiza organizacji produkcji realizowanej na jednej z linii produkcyjnych w firmie zajmującej się wytwarzaniem palet transportowych oraz przedstawienie propozycji doskonalenia organizacji produkcji. Metodyka pracy W ramach niniejszej pracy zrealizowano następujące zadania:. Opracowano konfigurację wyrobu produkowanego na analizowanej linii produkcyjnej.. Zidentyfikowano procesy, przez które wyrób przechodzi.. Przeprowadzono chronometraż dla określenia czasów cykli poszczególnych procesów i czasów transportu elementów wyrobu przemieszczanych pomiędzy stanowiskami.. Obliczono czas taktu, wykorzystując informacje o wielkości zamówień i oceniono, czy czasy procesów mieszczą się w czasie taktu. 5. Opracowano mapę przepływu strumienia wartości, aby zidentyfikować przepływ i ewentualne miejsca powstawania zapasów.. Opracowano wykresy spaghetti dla przejść operatorów oraz przemieszczania się elementów wyrobu między stanowiskami pracy. 7. Dokonano oceny obciążenia pracą operatorów.. Przeprowadzono bilansowanie pracy operatorów.. Zaproponowano zmiany w organizacji pracy i w rozmieszczeniu maszyn na hali produkcyjnej. 0. Przedstawiono wskazówki do dalszych analiz i udoskonaleń. Charakterystyka wyrobu i procesu produkcji Analizie poddano organizację produkcji wyrobu, którym jest paleta transportowa do przewożenia elementów samochodowych. Paleta ta wykonana jest z blachy zwykłej zimnowalcowanej o grubości 0,7 mm oraz z profili wykonanych ze stali zwykłej. Palety wykorzystywane są do transportu części samochodowych, takich jak np. nadkola czy zderzaki. Schemat wyrobu przedstawiono na rys., natomiast rys. prezentuje konfigurację wyrobu. W firmie takie palety produkowane są w trzech typach: duże, średnie i małe.

2 Technologia i Automatyzacja Montażu /0 Rys.. Schemat wyrobu Rys.. Konfiguracja wyrobu Wyrób produkowany jest w następujących procesach, dla których zebrano czasy cykli (C/T) z wykorzystaniem chronometrażu (na czas cyklu składają się czasy jednostkowe oraz czasy przygotowawczo-zakończeniowe): cięcie blachy na wymiar w zależności od typu produkowanej palety wykorzystywane są różne wymiary arkuszy blach; dostawca dostarcza blachy w dwóch wielkościach: 50x0 mm oraz 0x0 mm; blachy cięte są na gilotynie czas C/T wynosi 0 s, a ponieważ potrzebne są dwie blachy na boki długie i dwie blachy na boki krótkie całkowity czas trwania operacji cięcia dla jednego wyrobu gotowego wynosi 0 s; ze względu na rozmiary blachy operacja wykonywana jest przez dwóch pracowników. odcinanie rogów operacja realizowana jest z wykorzystaniem szlifierki kątowej; w każdym arkuszu blachy odcinane są dwa rogi, co zajmuje s, a ponieważ operacja powtarzana jest na szt. blach, czas całkowity wynosi 5 s; operacja wykonywana jest również przez dwóch pracowników, gięcie blachy operacja realizowana jest na prasie i trwa 5 s, co dla szt. blachy daje s; operacja wykonywana jest przez dwóch pracowników, cięcie profilu realizowane jest równolegle na pile ramowej, gdzie jest ciętych profili, czyli komplet profili potrzebny do wyprodukowania jednej palety, co zajmuje s, nacinanie profilu realizowane jest z wykorzystaniem szlifierki kątowej; nacinanie jednego profilu trwa s, a całkowity czas dla profili to 50 s, wiercenie otworów w profilach czas dla jednego profilu to 57 s, a więc czas całkowity dla kompletu profili to 0 s, cięcie kątownika na gilotynie realizowane jest równolegle; do wyprodukowania jednej palety transportowej potrzeba kątowników, co zajmuje s, ponieważ czas cięcia jednego kątownika zabiera s, spawanie kielichów do kątownika operacja ta zajmuje s, Rys.. Czasy trwania poszczególnych procesów produkcyjnych dla liczby elementów niezbędnych dla wyprodukowania jednej palety transportowej 7

3 /0 Technologia i Automatyzacja Montażu spawanie szkieletu palety z profili operacja ta zajmuje 0 s, spawanie boków operacja ta zajmuje s, spawanie spodów operacja ta zajmuje 0 s, składanie palety ze względu na duże wymiary wyrobu gotowego operacja wykonywana jest przez dwóch pracowników; czas jej trwania wynosi 7 s, montaż jest również wykonywany przez dwóch pracowników; czas trwania montażu jednego wyrobu gotowego to s. Czasy trwania poszczególnych procesów produkcyjnych niezbędne dla wytworzenia jednej palety transportowej przedstawiono na rys.. Na rys. zaznaczono również czas taktu, który wynika z zamówień klienta. Na produkcję analizowanych palet transportowych firma zawarła stałą umowę i na jej podstawie tygodniowo realizowanych jest dla klienta szt. wyrobów gotowych. Firma pracuje 5 dni w tygodniu przez godzin z 0-minutową przerwą. Jeżeli przyjmiemy średnią dzienną produkcję na poziomie 0 palet, to czas taktu wyniesie 0 s. Na podstawie analizy czasów trwania poszczególnych procesów produkcyjnych można wyciągnąć pierwszy wniosek, że wszystkie z czasów mieszczą się w czasie taktu, więc firma, przy właściwej organizacji produkcji nie powinna mieć problemów z realizacją zamówień dla klienta. Mapowanie strumienia wartości Dla oceny przepływu strumienia wartości opracowano mapę przepływu strumienia wartości, którą zaprezentowano na rys.. Analizując mapę, można zauważyć występujący przepływ ciągły. Na linii znajduje się pięć supermarketów, w tym cztery na materiały do produkcji: blacha, profile, kątowniki i kielichy oraz jeden na wyroby gotowe. Materiały do produkcji dostarczane są przez jednego dostawcę raz na tydzień w wielkości potrzebnej do realizacji tygodniowego zamówienia dla klienta. Supermarket na wyroby gotowe ma pojemność szt. wyrobów, które raz na tydzień wysyłane są do klienta. Na linii produkcyjnej nie ma zbędnych zapasów. Każde ze stanowisk pracy dostaje informacje o tygodniowym harmonogramie produkcji. Analizując mapę przepływu strumienia wartości, można by było wyciągnąć wniosek, że produkcja jest zorganizowana w sposób idealny. Jednakże w praktyce pojawiają się problemy, które wiążą się z koniecznością realizacji pracy w nadgodzinach. Aby zidentyfikować przyczyny tych problemów, należy przeprowadzić dalsze analizy. Rozmieszczenie maszyn w hali produkcyjnej Kolejna analiza dotyczyła następujących zagadnień: rozmieszczenia maszyn w hali produkcyjnej, tras pokonywanych przez operatorów, tras pokonywanych przez wyrób i jego składowe. Rys. 5 przedstawia schematycznie rozmieszczenie maszyn w hali produkcyjnej wraz z przemieszczeniami poszczególnych operatorów realizujących określone procesy, co przedstawiono za pomocą wykresu spaghetti. Natomiast na rys. przedstawiono przemieszczanie się wyrobu i jego składowych. Należy podkreślić, że wykresy spaghetti sporządzono na podstawie fotografii jednego dnia pracy. Analizując przemieszczenia operatorów i elementów wyrobu, można wyciągnąć następujące wnioski: przy produkcji palet transportowych bierze udział operatorów, operatorzy realizujący cięcie blachy, odcinanie rogów blachy oraz gięcie blachy mają długą trasę do pokonania pomiędzy stanowiskami, szczególnie między stanowiskiem i, proces spawania realizowany jest na trzech stanowiskach pracy:, i, przy czym nie ma specjalizacji tych stanowisk i praca na te stanowiska jest przydzielana w zależności od potrzeby chwili, trasy przemieszczeń operatorów krzyżują się, co powoduje zagrożenia wypadkowe, pytania budzi duża liczba pracowników obsługujących linię z jednoczesną koniecznością realizacji pracy w nadgodzinach, co zdarza się prawie każdego tygodnia, operatorzy realizują produkcję omawianych palet, ale również są wykorzystywani do produkcji innych wyrobów, co powoduje dezorganizację pracy. Bilansowanie pracy operatorów Aby ocenić potrzeby linii na siłę roboczą, dokonano analizy pracy wykonywanej przez poszczególnych operatorów. Dla zbilansowania pracy operatorów, w pierwszej kolejności obliczono niezbędną liczbę operatorów na linii produkcyjnej. Suma czasów procesów produkcyjnych dla wykonania jednej sztuki wyrobu wznosi s. Jeżeli czas ten podzielimy przez czas taktu, który wynosi 0 s, otrzymamy wartość,, co daje w zaokrągleniu 5 operatorów. Ponieważ jednak procesy cięcia blach, odcinania rogów i gięcia blachy, a także procesy składania i montażu palety muszą być wykonywane przez dwóch operatorów jednocześnie, otrzymujemy liczbę 7 operatorów. Jeżeli jednak uwzględnimy czas potrzebny na przemieszczenia, liczba operatorów może być większa. Aby ocenić możliwość zmniejszenia liczby operatorów na linii, dokonano analizy ich obciążenia pracą, co przedstawiono na rys. 7. Analizując wykres przedstawiony na rys. 7, zauważa się minimalne obciążenie operatorów 5 i, a duże obciążenie operatora, który realizuje swoje procesy pracy, wychodząc poza czas taktu. Proces spawania realizowany równocześnie przez operatorów, i mieści się w czasie taktu i nie ma absolutnie potrzeby angażować w jego realizację trzech stanowisk pracy, ani też trzech operatorów. Proces składania i montażu jest realizowany równolegle na dwóch stanowiskach

4 Technologia i Automatyzacja Montażu /0 Zamówienie tygodniowe Kierownik Zamówienie tygodniowe DOSTAWCA Harmonogram tygodniowy Kątownik Profile Cięcie kątownika Tygodniowy harmonogram wysyłki x tydzień Kątownik 70 szt. C/T = s Po szt. Cięcie profilu 0 Nacinanie profilu Wiercenie Profil 00 szt..50 x.0 szt..0 x.0 szt. 5-0 dni 5-0 dni C/T = s Po szt. Cięcie blachy C/T = 0 s C/T = s Po szt. Odcinanie rogów C/T = s C/T = 57 s Po szt. Gięcie C/T = 5 s Spawanie Składanie + Montaż Po szt. Po szt. Po szt. 0 Po szt. Po szt. 0 0 s x szt. 0 s 0 s x szt s x szt s x szt. s x szt. 5 s x szt. 0 s. s C/T = 0 s 00 szt. 7 C/T = s Rys.. Mapa przepływu strumienia wartości w produkcji palet transportowych szt. KLIENT szt./tydzień palety duże palety średnie palety małe x tydzień Dział Zbytu Wysyłka 0-5 dni Czas przejścia 5 dni Czas przetwarzania s

5 /0 Technologia i Automatyzacja Montażu Op. Op. Op. Op. Op. Op.7 Op. Op. Op. Op. otworami Pocięte profile 0 Op.5 Op. Magazyn Rys. 5. Rozmieszczenie stanowisk w hali produkcyjnej i przemieszczenia operatorów oraz miejsca odkładcze na wyroby w toku produkcji: stanowisko do odcinania rogów blachy, stanowisko do gięcia blachy, stanowisko do cięcia kątownika,,, stanowiska spawalnicze, stanowisko wiertarskie, stanowisko do nacinania profili, stanowisko do cięcia blachy, 0 stanowisko z piłą ramową do cięcia profili,, stanowiska montażowe; przemieszczenia operatorów: operatorzy i, operator, operatorzy i, operator, operator 5, operatorzy 7 i, i, operator otworami Pocięte profile 0 Magazyn Rys.. Przemieszczanie się elementów wyrobu po hali produkcyjnej: blacha, profil, kątownik Rys. 5. Rozmieszczenie stanowisk na hali produkcyjnej i przemieszczenia operatorów oraz miejsca pracy, odkładcze na stanowisku na wyroby w i na toku stanowisku produkcji;, przy stanowisko czym do Na odcinania rys. przedstawiono rogów blachy, propozycję stanowisko zbilansowania do gięcia blachy, stanowisko do cięcia kątownika,,, stanowiska spawalnicze, stanowisko ze względu na rozmiary wyrobu gotowego proces musi pracy operatorów, a na rys. przedstawiono trasy operatorów po wprowadzeniu zaproponowanych zmian. Jedną wiertarskie, stanowisko do nacinania profili, stanowisko do cięcia blachy, 0 stanowisko z być realizowany przez dwóch operatorów piłą jednocześnie. ramową do cięcia profili,, stanowiska montażowe; przemieszczenia operatorów: z poważniejszych. zmian była zamiana - operatorzy usytuowania i stanowisk i,,. co zmniejszyło czas - operator przemieszczania, się Taki sposób organizacji daje możliwość realizacji procesu - operator, - operatorzy w czasie taktu, więc - operator musi tutaj 5, być. zaangażowanych - operatorzy operatorów 7 i, i, i oraz zwiększyło bezpieczeństwo - operator, pracy czterech pracowników. ze względu na wyodrębniony obszar obróbki blach. 50

6 Technologia i Automatyzacja Montażu /0 Rys. 7. Obciążenie operatorów pracą stan aktualny: Operator + Operator St. cięcie blachy (0 s x szt.) 0 s Transport ze st. na st. 0 s St. odcinanie rogów ( s x szt.) 5 s Transport ze st. na st. 5 s St. gięcie blachy (5 s x szt.) s Transport ze st. na st. 0 s Operator 5 Transport profili z magazynu 0 s St. 0 cięcie profili ( szt.) s Operator Transport profili ze st. 0 na st. 0 s St. nacinanie profili ( s x szt.) 50 s Transport ze st. na st. 0 s St. wiercenie otworów (57 s x szt.) 0 s Operator Transport kątowników z magazynu 5 s St. cięcie kątowników ( s x szt.) s Transport kątowników ze st. na st. lub st. lub st. 0 s Operator // St. // spawanie kielichów s Przyniesienie profili 0 s St. // spawanie szkieletu palety z profili 0 s Przyniesienie blachy s St. // spawanie spodów i boków 5 s Operator 7+/+ Przyniesienie elementów na szt. palety 0 s St. 7+/+ składanie 7 s St. 7+/+ montaż s Rys.. Obciążenie operatorów pracą stan przyszły: Operator + Operator St. cięcie blachy (0 s x szt.) 0 s Transport ze st. na st. 0 s St. odcinanie rogów ( s x szt.) 5 s Transport ze st. na st. 5 s St. gięcie blachy (5 s x szt.) s Transport ze st. na st. 0 s Operator 5 Transport profili z magazynu 0 s St. 0 cięcie profili ( szt.) s Transport profili ze st. 0 na st. 0 s St. nacinanie profili ( s x szt.) 50 s Transport kątowników z magazynu na st. 5 s St. cięcie kątowników ( s x szt.) s Transport kątowników ze st. na st. 0 s Operator Transport ze st. na st. 0 s St. wiercenie otworów (57 s x szt.) 0 s Operator St. spawanie kielichów s Przyniesienie profili 0 s St. spawanie szkieletu palety z profili 0 s Przyniesienie blachy s St. spawanie spodów i boków 5 s Operator 7+/+ Przyniesienie elementów na szt. palety 0 s St. 7+/+ składanie 7 s St. 7+/+ montaż s 5

7 /0 Technologia i Automatyzacja Montażu Op.7 Op. nacięciami Op. otworami Op. Op. Op. Op. 0 Op.5 Op. Magazyn Rys.. Rozmieszczenie stanowisk w hali produkcyjnej i przemieszczenia operatorów oraz miejsca odkładcze na wyroby w toku produkcji po reorganizacji; stanowisko do odcinania rogów blachy, stanowisko do gięcia blachy, stanowisko do cięcia kątownika, stanowisko spawalnicze, stanowisko wiertarskie, stanowisko do nacinania profili, stanowisko do cięcia blachy, 0 stanowisko z piłą ramową do cięcia profili,, stanowiska montażowe; operatorzy i, operator, operator 5, operatorzy 7 i, i Dodatkowo zmniejszono liczbę operatorów z do. Operatorzy ci będą realizować pracę tylko na linii produkcyjnej palet transportowych, dzięki czemu produkcja będzie realizowana zawsze na czas bez konieczności pracy w nadgodzinach. Trzech wygospodarowanych operatorów, jak również dwa z niewykorzystanych do produkcji palet transportowych stanowisk spawalniczych będzie wykorzystanych do realizacji innych zleceń produkcyjnych, w które do tej pory angażowani byli różni pracownicy linii palet transportowych. Wnioski Przeprowadzone analizy pozwoliły na identyfikację marnotrawstwa i wprowadzenie większej specjalizacji pracy oraz dedykowanie stanowisk do realizacji jednej rodziny wyrobów. W chwili obecnej firma nie jest gotowa na wprowadzenie bardziej radykalnych zmian. W przyszłości należałoby wprowadzić: 5S dla ścisłego dedykowania miejsc na wyroby w toku produkcji, rozwiązania Poka Yoke zapobiegające błędom w procesach, szczególnie przy cięciu blach, gdzie powstaje dużo odpadów, kolejne zmiany w rozmieszczeniu stanowisk pracy, aby zminimalizować czas przeznaczony na transport elementów i przemieszczanie się pracowników pomiędzy stanowiskami, standardowe instrukcje pracy z określonymi standardowymi czasami trwania operacji produkcyjnych i ewentualnych przejść operatorów. LITERATURA. 5S dla operatorów. The Productivity Press Development Team. ProdPress. Wrocław 00.. Identyfikacja marnotrawstwa na hali produkcyjnej. The Productivity Press Development Team. Prod- Press. Wrocław 00.. Just In Time dla operatorów. The Productivity Press Development Team. ProdPublishing. Wrocław 00.. Kaizen na hali produkcyjnej. The Productivity Press Development Team. ProdPablishing. Wrocław Kanban na hali produkcyjnej. The Productivity Press Development Team. ProdPress. Wrocław 00.. Muhleman P. A., Oakland J. S., Lockyer K. G.: Zarządzanie. Produkcja i usługi. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa Podręcznik TWI. Doskonalenie niezbędnych umiejętności przełożonych. Wydawnictwo Lean Interprise Institute Polska. Wrocław 00.. Rother M., Harris R.: Naucz się widzieć: eliminacja marnotrawstwa poprzez mapowanie strumienia wartości. Lean Enterprise Institute Polska. Wrocław 00.. Standaryzacja pracy na hali produkcyjnej. The Productivity Press Development Team. ProdPress. Wrocław Taiichi O.: System produkcyjny Toyoty: Więcej niż produkcja na dużą skalę. ProdPress. Wrocław 00.. Wołk R., Strzelecki T. J.: Badanie metod i normowanie pracy. Wydawnictwa Politechniki Warszawskiej. Warszawa.. Zapobieganie błędom dla operatorów. The Productivity Press Development Team. ProdPublishing. Wrocław 00. Dr inż. Dorota Stadnicka jest pracownikiem Wydziału Budowy Maszyn i Lotnictwa Politechniki Rzeszowskiej. 5