Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją z wykorzystaniem kart kanban

Transkrypt

1 Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją 39 Arkadiusz GOLA, Anna KORZAN Katedra Organizacji Przedsiębiorstwa, Politechnika Lubelska E mail:a.gola@pollub.pl, anna.korzan@gmail.com Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją z wykorzystaniem kart kanban Streszczenie: Kanban jest japońską techniką wspomagającą funkcjonowanie tak zwanych ssących systemów produkcyjnych, których ideą jest produkowanie jedynie tego co jest w danym czasie potrzebne. Podstawowymi elementami tej techniki są karty kanban służące do sterowania przepływem materiałów, za pomocą których przesyłane są sygnały o występującym zapotrzebowaniu oraz konieczności rozpoczęcia produkcji. Współcześnie stosowanie techniki kanban jest coraz częściej wspomagane komputerowo, co umożliwia między innymi szybszy przesył informacji oraz możliwość monitorowania i ewidencjonowania zdarzeń, a tym samym efektywniejsze sterowanie produkcją. 1. Wprowadzenie Aktualne wymagania rynkowe przejawiające się m.in. w rosnącej konkurencji w skali globalnej, zmienności oczekiwań klientów czy też zwiększaniu nacisku na jakość wyrobów nakładają konieczność zmiany paradygmatu myślenia, a tym samym nowego spojrzenia na problematykę zarządzania produkcją. Zagadnieniem o dominującym znaczeniu staje się organizacja procesów produkcyjnych w taki sposób, by możliwa była produkcja oparta na konkretnych zleceniach klientów, w możliwie najkrótszym czasie, bez zbędnego magazynowania wyrobów, przestojów produkcji, powstawania braków produkcyjnych czy minimalizacji liczby i czasu operacji kontroli i transportu. Tym samym, co obserwowane jest już od kilkudziesięciu lat, coraz większe znaczenie zyskują systemy sterowania typu ssącego (z ang. pull), umożliwiając produkcję dokładnie tych wyrobów, na które istnieje aktualnie zapotrzebowanie przy jednoczesnej minimalizacji czasu realizacji zlecenia i, co nie mniej ważne, minimalizacji poziomu zapasów produkcji w toku i wykorzystywanej powierzchni produkcyjnej. W sposób ciągły trwają też prace nad opracowaniem systemów sterowania produkcją umożliwiających zwiększenie efektywności i elastyczności procesu wytwarzania przy jednoczesnej minimalizacji kosztów wytwarzania. Jednym z pierwszych systemów sterowania produkcją w systemie ssącym, był system kart kanban zastosowany w firmie Toyota. System ten, oparty na papierowych kartkach

2 40 Arkadiusz Gola, Anna Korzan wędrujących w ściśle określony sposób po terenie zakładu, umożliwiał płynną realizację procesu produkcyjnego według zasady just in time dając niespotykane dotąd w przedsiębiorstwach konkurencyjnych efekty w postaci wysokiej wydajności i elastyczności procesu, krótkich terminów realizacji zleceń oraz minimalnego poziomu zapasów produkcji w toku. Tym samym system kanban w szybki sposób zyskał popularność i został zaimplementowany w wielu przedsiębiorstwach produkcyjnych na całym świecie. Jednocześnie rozpoczęły się poszukiwania możliwych sposobów usprawnienia tej koncepcji, m.in. zastępując tradycyjne kartki innymi formami przekazu informacji. W ostatnim okresie na rynku zaczynają pojawiać się oferty programów komputerowych wspomagających proces zarządzania produkcją opartych na idei kart kanban. W niniejszym artykule zaprezentowano elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją. W szczególności omówiono ideę systemów tłoczących i ssących, przedstawiono zasadę sterowania produkcją z wykorzystaniem kart kanban a także przedstawiono komputerowe systemy wspomagające zarządzanie produkcją w tym systemie. 2. Idea systemów produkcyjnych typu push i pull Wśród systemów produkcyjnych umożliwiających sterowanie zasobami oraz kontrolę przebiegu produkcji można wyróżnić dwa zasadnicze typy: system typu push (tłoczący) oraz system typu pull (ssący). Jak sama nazwa wskazuje funkcjonowanie systemów produkcyjnych typu push oparte jest na zasadzie pchania. Kluczową rolę odgrywa w tym przypadku harmonogram, zgonie z którym ma miejsce przepływ materiałów oraz półproduktów. System produkcyjny pełni tutaj rolę tłoka (rysunek 1). Produkcja następuje zgodnie z przyjętym planem, a poszczególne wytwory są przekazywane na kolejne odcinki produkcyjne bez względu na to czy są one potrzebne w danym momencie. W związku z tym, takie rozwiązanie generuje znaczny czas oczekiwania poszczególnych komponentów wyrobu na ich dalsze wykorzystanie w procesie produkcyjnym. Czas ten z reguły jest kilkakrotnie dłuższy niż czas stricte związany z produkcją. Słabość systemu typu push wynika niewątpliwie z faktu, iż plan produkcji, a następnie jej harmonogram, są sporządzane w oparciu o prognozy zapotrzebowania, a nie o aktualne zamówienia. System produkcyjny typu push jest efektywny wówczas, gdy zapotrzebowanie na wyroby finalne jest przewidywalne, a zatem gdy można mówić o stałym popycie, a także wtedy, gdy organizacja produkcji charakteryzuje się niewielką złożonością. Stosowanie tego rozwiązania jest jednak ryzykowne, gdyż jeśli ustalona wielkość prognozy okaże się za wysoka wówczas w magazynach będą się gromadziły zapasy materiałowe, a więc przedsiębiorstwo nie będzie mogło zbyt szybko upłynnić zamrożonych środków. W przeciwnym wypadku, gdy antycypowana wielkość produkcji okaże się niższa niż w rzeczywistości, bufor zapasów okaże się niestarczający i zamówienia klientów nie będą mogły być zrealizowane [5]. W związku z tym, że specyfiką systemu tłoczącego jest produkcja nie w oparciu bieżące potrzeby a o harmonogram ustalony na podstawie prognoz, system ten jest stosowany w przypadku gdy środowiskiem produkcyjnym jest produkcja na magazyn, czyli gdy

3 Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją 41 najpierw produkowany jest wyrób a dopiero potem znajduje nabywców. Jest on zatem stosowany głównie w produkcji masowej i wielkoseryjnej. Znacząca rola harmonogramu sprawia również, że systemy tłoczące stosowane są systemami z grupy MRP [3]. PRODUCENT WYRÓB KLIENT Rys. 1. Schemat systemu tłoczącego Opozycyjnym systemem produkcyjnym w stosunku do systemu push jest tak zwany system pull. System ten nazywany jest także systemem ssącym, systemem ciągnionym, czy też systemem produkcji na zamówienie. Jest on ściśle związany z filozofią lean manufacturing (odchudzonego wytwarzania), czyli krótko mówiąc produkowania jedynie tego co jest w danym momencie potrzebne, a także warunkuje on skuteczność strategii just in time (dokładnie na czas), której istotą jest dążenie do obniżenia kosztów produkcji poprzez oddziaływanie na poziom zapasów w przedsiębiorstwie. Zasada działania tego systemu polega na tym, że produkcja jest ciągniona od zamówienia klienta. Uruchomienie produkcji jest w tym przypadku odpowiedzią na zapotrzebowanie zgłoszone przez odbiorcę, a nie wynikiem realizacji planów produkcyjnych opartych na prognozowanym popycie, co zasadniczo różni system pull od systemu push. Zgodnie z zasadą systemu pull zakup wyrobu przez klienta oznacza, że wyszedł on z magazynu i musi zostać zastąpiony przez nowo wyprodukowany wyrób. Informacja ta przechodzi kolejno od magazynu finalnego przez poszczególne stanowiska aż do pierwszego stanowiska produkcyjnego. Przepływ materiałów i półproduktów oraz podjęcie działalności produkcyjnej na danym stanowisku następuje dopiero w momencie gdy został wyczerpany bufor zapasów wytworzonych na tym stanowisku. W ten sposób ma miejsce zasysanie materiałów z poprzedniego stanowiska oraz produkcja jedynie tego co zostało zassane, dlatego też system ten jest określany mianem systemu ssącego. Zaletą systemu pull jest wytwarzanie produktów w ilości pozwalającej na zaspokojenie bieżących potrzeb klienta, bez konieczności gromadzenia zapasów celem zaspokojenia prognozowanego popytu. Można zatem powiedzieć, że system ten opiera się na produkowaniu tego co zostało już formalnie sprzedane (rysunek 2). Zastosowanie tego systemu ma pozytywny wpływ na alokację zarówno zasobów materiałowych jak i finansowych poprzez umożliwienie kontroli ilości materiałów i półfabrykatów, a także zapobieganie występowaniu nadprodukcji poszczególnych elementów wyrobu finalnego i tym samym zbędnemu zamrażaniu środków finansowych. Niemniej jednak warunkiem efektywnego funkcjonowania tego systemu jest sprawny przepływ informacji, elastyczność oraz koordynacja stanowisk produkcyjnych, gdyż każde opóźnienie w przepływie informacji powoduje wydłużenie czasu dostawy [11].

4 42 Arkadiusz Gola, Anna Korzan PRODUCENT WYRÓB ZAPOTRZEBOWANIE KLIENT Rys. 2. Schemat systemu ssącego Rys. 2. Schemat systemu ssącego Wśród systemów pull można wyróżnić takie systemy jak [2, 8]: Kanban, CONWIP, OPT, LOC, DBR, I/O, POLCA. W odróżnieniu od systemu produkcyjnego typu push, system produkcyjny typu pull doskonale sprawdza się w przedsiębiorstwach wytwarzających produkty o zmiennym popycie. Ze względu na to, że zapotrzebowanie na dany wyrób staje się zapłonem do uruchomienia produkcji, jest stosowany w przypadku takich środowisk produkcyjnych jak produkcja na zamówienie, konstrukcja na zamówienie czy montaż na zamówienie. Systemy ssące można wprowadzać bez względu na skalę produkcji. 3. System produkcyjny kanban Klasycznym przykładem ssącego systemu sterowania produkcją jest kanban. Etymologia słowa kanban wywodzi się języka japońskiego, gdzie w wolnym tłumaczeniu oznacza ono kartkę. Technika kanban jest ściśle związana z systemem produkcyjnym Toyoty (TPS), który rozwijał się szczególnie po II wojnie światowej. Wdrożenie tej techniki przypisuje się jednemu z dyrektorów Toyota Motor Company, Taiichi Ohno, celem kontrolowania procesu produkcyjnego oraz jako narzędzie służące implementacji systemu just in time [4]. Niekonwencjonalne wówczas podejście Toyoty przejawiało się przede wszystkim w dostosowaniu procesu produkcyjnego do występującego popytu, a nie tylko na bezpośredniej koncentracji na wykorzystaniu zdolności produkcyjnych bez względu na koszt utrzymywania magazynów. W efekcie w przedsiębiorstwach Toyoty zapasy magazynowe części, jak również gotowych samochodów były utrzymywane na niskim poziomie, a partie produkcyjne charakteryzowały się niewielkimi rozmiarami. System produkcyjny Toyoty był zatem niezwykle elastyczny, co umożliwiało szybkie reagowanie na zmieniające się potrzeby rynku. W ramach tego systemu wypracowane zostały różnorodne techniki i narzędzia sterowania produkcją jak między innymi kaizen, kanban, jidoka, poka-yoke, które pozwalają na redukcję kosztów, poprawę efektywności produkcji oraz mają pozytywny wpływ na jakość wytwarzanych wyrobów. System produkcyjny Toyoty jest też uważany za prekursora koncepcji lean manufacturing [2].

5 Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją 43 Wdrożony po raz pierwszy w fabryce Toyoty system kanban był systemem organizacji dostaw części, półfabrykatów, materiałów do produkcji w momencie faktycznego zapotrzebowania na te elementy [7]. System ten był inspirowany koncepcją funkcjonowania supermarketu, gdzie klienci kupują towary znajdujące się obecnie na półkach, a gdy zostaną one wykupione, półki są uzupełniane taką samą ilością nowych towarów [6]. Zgodnie z założeniami systemu kanban analogicznie funkcjonuje proces produkcyjny. Wyroby gotowe, czy też poszczególne ich składniki wytwarzane są jedynie w momencie gdy pojawia się zapotrzebowanie na nie. Jeżeli brak jest zapotrzebowania na poszczególne wyroby skutkuje to zaprzestaniem produkcji tych wyrobów i tym samym wstrzymaniem operacji na stanowiskach roboczych. Zatrzymanie produkcji nie powoduje jednak zupełnej bezczynności pracowników, gdyż wówczas skupiają się na przykład na rozwiązywaniu problemów organizacyjnych, jak występowanie wąskich gardeł produkcyjnych, czy też podejmują próby skracania czasu przezbrojeń, zajmują się porządkowaniem stanowisk roboczych lub pracą w kołach jakości [9]. Jak wspomniano wcześniej kanban jest techniką wspomagającą funkcjonowanie systemu just in time. Podstawowym jej elementem są karty kanban, służące do sterowania zarówno czasem jak i ilością przepływu materiałów oraz części. Karty te krążą między magazynem materiałów, stanowiskami produkcyjnymi oraz magazynem wyrobów gotowych. Wyróżnić można dwa główne rodzaje kart kanban funkcjonujących w obiegu karty produkcji (rysunek 3) oraz karty przepływu (pobrania) (rysunek 4). W systemie produkcji dokładnie na czas charakterystyczne jest też stosowanie specjalnych kontenerów, służących do transportu części z jednego stanowiska produkcyjnego na kolejne, których pojemność warunkuje wielkość partii produkcyjnej jaka może zostać wytworzona. Kontenerami mogą być między innymi skrzynie, kosze, pudełka, pojemniki, palety, a także wózki i wagoniki. Miejsce pobrania Miejsce zdania Etap produkcji Nazwa materiału Numer materiału Wyrób gotowy Rys. 3. Karta kanban produkcji [10] Karty kanban produkcji są zleceniem produkcyjnym na wytworzenie określonej liczby wyrobów. Otrzymanie tej karty jest równoznaczne z upoważnieniem do obróbki jednego kontenera danych części na stanowisku roboczym. W dalszej kolejności kontener ten ma być przekazany na kolejne stanowisko robocze w zamian za kartę kanban przepływu, zwaną również kartą pobrania, która stanowi dokument potwierdzający pobranie kontenera z poprzedniego stanowiska produkcyjnego. Karta ta, określana także jako karta materiałowa lub logistyczna, jest upoważnieniem do przekazania kontenera zawierającego określoną ilość części ze stanowiska na którym zostały one wytworzone, do stanowiska na którym powinny zostać zużyte [12]. Na kartach kanban jest wyszczególniony numer indeksu karty, a także często znajdują się takie informacje jak identyfikator referencji materiałowej, pojemność kontenera, czyli ilość komponentów, jakie mogą się

6 44 Arkadiusz Gola, Anna Korzan w nim znajdować oraz wskazane stanowiska lub wydziały między którymi następuje przepływ kart i części. Miejsce pobrania Miejsce zdania Etap poprzedzający Nazwa materiału Numer materiału Wyrób gotowy Pojemność pojemnika Rodzaj Liczba pojemników Rys. 4. Karta kanban przepływu [10] Liczbie kart kanban produkcji odpowiada ta sama liczba kart kanban przepływu i tym samym liczba kontenerów znajdujących się w obiegu. Można ją określić w następujący sposób: gdzie: d k= ( t + t )( 1 r) p d + k liczba kart kanban = liczba kontenerów, d średnie zapotrzebowanie na dany wyrób na jednostkę czasu, t p czas produkcji, wykorzystania części znajdujących się w kontenerze, c t d czas dodatkowy (związany z napełnieniem kontenera, przemieszczeniem go od dostawcy do odbiorcy, opróżnieniem i powrotem do dostawcy), r poziom rezerwy, c pojemność kontenera. Klasyczny obieg kart kanban przedstawia się w następujący sposób. W momencie pojawienia się zapotrzebowania na danym stanowisku produkcyjnym na określony wyrób, opróżniony kontener wraz z kartą przepływu zostaje skierowany do magazynu znajdującego się za stanowiskiem wytwarzającym ten wyrób. Należy wspomnieć, że między każdą parą stanowisk, na których dokonywane są kolejne operacje, znajdują się magazyny z kontenerami zawierającymi części wytworzone w wyniku wcześniejszych operacji. W momencie gdy pusty kontener dotrze do magazynu wyrobów wytwarzanych w ramach wcześniejszych operacji, następuje zamiana kart produkcji i kart przepływu. Z pełnego kontenera zostaje zdjęta karta produkcji i zostaje na nim umieszczona karta przepływu. Z kolei karta przepływu zostaje ściągnięta z tego pustego kontenera i zostaje zastąpiona kartą produkcji. Pełny kontener wraz z umieszczoną na nim kartą przepływu jest transportowany na stanowisko, które zgłaszało zapotrzebowanie na znajdujące się w nim części. Natomiast pusty kontener wraz z kartą produkcji trafia na wcześniejsze stanowisko produkcyjne i stanowi sygnał do rozpoczęcia produkcji kolejnej partii części. Jeżeli na danym stanowisku brakuje części umożliwiających wytworzenie wyrobów zamówionych przez kolejne stanowisko, wówczas ponownie wystawiana jest karta kanban w celu uzupełnienia kontenera i w ten sposób proces przebiega w dół linii produkcyjnej, aż do magazynu surowców (rysunek 5). W ten sposób wszystkie stanowiska (1)

7 Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją 45 wraz ze znajdującymi się między nimi buforami magazynowymi tworzą tak zwane ogniwa łańcucha produkcyjnego [17]. Rys. 5. Przepływ kart kanban [17] Istnieje wiele odmian funkcjonowania systemu kanban. Stosowane są między innymi rozwiązania wykorzystujące tylko jedną kartę kanban, a także wykorzystujące więcej niż dwie karty. W przypadku stosowania tylko jednego rodzaju kart kanban, w momencie opróżnienia kontenera, karta jest z niego zdejmowana i umieszczona na tablicy kanban, stanowiąc sygnał do produkcji brakującej partii części. Istotne jest to, że kolejność ułożenia kart na tablicy determinuje kolejność wytwarzania wyrobów. Kiedy partia części jest już gotowa, wówczas umieszcza się ją w kontenerze wraz z kartą kanban i wysyła na stanowisko, na którym jest ona niezbędna do dalszej produkcji wyrobu. System kanban operuje niekiedy także kartami ekspres, awaryjnymi, transportowymi, czy też kartami dostawy. Karty kanban ekspres, określane niekiedy również jako karty sygnału, wykorzystywane są w przypadkach gdy pojawiają się niespodziewane braki części i konieczne jest natychmiastowe wszczęcie ich produkcji. Karty awaryjne stosowane w nagłych przypadkach, kiedy dochodzi do zmiany warunków produkcji, na przykład zmiany ilości produkowanych części lub gdy istnieje konieczność nagłego zasygnalizowania pojawienia się wadliwych wyrobów czy nieprawidłowości funkcjonowania maszyn. Niekiedy także stosuje się karty, które można określić mianem kart transportowych (trough kanban), które stanowią połączenie kart przepływu oraz kart produkcji. Gdy kolejne stanowiska produkcyjne zlokalizowane są obok siebie nie ma potrzeby zamieniania tych dwóch typu kart i używa się wówczas tylko jednej karty w celu skrócenia czasu trwania procesu. Można spotkać również tak zwane karty dostawy, które pochodzą od dostawców zewnętrznych i są dołączane do pochodzących od nich materiałów [3]. Chociaż system kanban może być dostosowywany do warunków panujących w przedsiębiorstwie poprzez wykorzystywanie różnorodnych technik sterowania przepływem kontenerów, to należy pamiętać, że powinny być jednak zachowane pewne standardy, będące przesłankami jego efektywności. Przede wszystkim do jednego kontenera powinna być dołączona w danym czasie tylko jedna karta. Dołączenie więcej niż jednej karty powoduje bowiem zamieszanie informacyjne. Ponadto należy pamiętać, że system kanban jest systemem ssącym, którego specyfika opiera się na produkcji elementów zgodnie z występującym zapotrzebowaniem, a zatem nie należy niczego produkować bez karty kanban a także w innych ilościach niż jest to wskazane na karcie kanban. Wytwarzanie poszczególnych

8 46 Arkadiusz Gola, Anna Korzan komponentów powinno przebiegać z zasadą FIFO, czyli w pierwszej kolejności powinno być produkowane to, na co najwcześniej zgłoszono zapotrzebowanie [12]. W efekcie właściwe wdrożenie systemu kanban gwarantuje eliminacje strat, określanych jako muda, i tym samym spełnienie tak zwanej zasady siedem razy zero, czyli zero braków, zapasów, bezczynności, zbędnych operacji technologicznych, zbędnych przemieszczeń, kolejek i zero opóźnień [2]. Wszystko to możliwe dzięki zastosowaniu względnie prostego rozwiązania jakim są karty kanban. Ich ilość znajdująca się w obiegu wykazuje dodatnią korelację z poziomem zapasów produkcji w toku, co ułatwia kontrolę stanu zapasów znajdujących się w magazynach. Dzięki temu możliwe jest wyeliminowanie zbędnych czynności związanych z produkcją czy transportem części, które w efekcie prowadzą do generowania zapasów i tworzenia się kolejek, a co za tym idzie kosztów związanych z utrzymaniem magazynów. Zastosowanie mechanizmu w postaci obiegu kart kanban umożliwia natychmiastowe sygnalizowanie szeroko rozumianych potrzeb materiałowych i zapobiega występowaniu długoterminowych braków części, które prowadzą do opóźnień w produkcji i bezczynności pracowników oczekujących na materiały. W systemie kanban charakterystyczne jest, że poszczególnym stanowiskom produkcyjnym nie narzuca się z góry określonego harmonogramu pracy, lecz harmonogram tych stanowisk jest tworzony z zestawienia kart kanban produkcji. Harmonogram montażu ciągnie więc cały system produkcyjny, wpływając na harmonogramy poszczególnych stanowisk. Zastosowanie systemu kanban umożliwia więc utworzenie autonomicznego systemu planowania produkcji i podziału zadań, sterowanego bezpośrednio zdarzeniami występującymi podczas produkcji. 4. Alternatywne rozwiązania w ramach systemu kanban. Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją. W ramach systemu kanban do sterowania przepływem materiałowym oprócz kart kanban mogą zostać wykorzystane różne techniki wizualizacji. Często przedsiębiorstwa w celu przekazywania sygnałów posługują się kolorowymi piłeczkami, żetonami, liczydłami, flagami, oznaczeniami na podłodze, czy sygnałami świetlnymi i dźwiękowymi. Przykładowo piłeczki golfowe były stosowane między innymi w fabryce silników Kawasaki. W przypadku gdy obserwowano zapas graniczny danego zestawu części, wrzucano piłeczkę, która toczyła się specjalnym kanałem docierając do stanowiska wykonawczego informując w ten sposób o konieczności rozpoczęcia produkcji. Natomiast w fabryce sprzętu komputerowego w Minneapolis posługiwano się czerwonymi oraz niebieskimi żetonami oraz liczydłami. W tym rozwiązaniu koraliki symbolizowały poszczególne zestawy części. Jeżeli obserwowano, że zasoby części wkrótce zostaną wyczerpane, a są niezbędne do dalszej produkcji sygnalizowano to niebieskim żetonem, jeśli natomiast stan części był wystarczający czerwonym. Niektóre przedsiębiorstwa zamiast stosowania kart kanban po prostu wyznaczają miejsca do przechowywania określonej liczby części na podłodze hali produkcyjnej, w magazynie, regale, na półce

9 Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją 47 czy na stole montażowym. Wolne miejsce stanowi wówczas sygnał, że ich uzupełnianie jest dozwolone. Powszechnie stosowane są także flagi czy sygnały świetlne i dźwiękowe. W momencie pojawienia się zapotrzebowania na danym stanowisku produkcyjnym wywiesza się przy nim flagę lub zapala światło często w połączeniu z sygnałem dźwiękowym. Niekiedy sygnały świetlne wykorzystywane są w ramach zdalnego systemu sterowania produkcją. Rozwiązanie to polega na tym, że w podajniku maszyny odbierającej montuje się lampki kontrolne, które zapalają się w momencie gdy występuje wystarczająca ilość części do wykonywania następnych operacji i następuje zatrzymanie maszyny znajdującej się na stanowisku dostarczającym te części. Jeśli zostanie zużyta graniczna liczba części wówczas lampka gaśnie i zostaje uruchomiona maszyna wytwarzająca te części [14]. Nie sposób jest wspomnieć o wszystkich technikach stosowanych w ramach systemu kanban, ale warto zwrócić uwagę na jeszcze jedną z nich. Mianowicie bardzo powszechne jest umieszczanie na tradycyjnych kartach kanban kodu kreskowego, lub zastępowanie kart naklejkami z kodem umieszczonym na kontenerach z częściami (rys. 6). W kodzie kreskowym są zawarte informacje między innymi takie jak rodzaj elementu, numer partii produkcyjnej, jej wielkość oraz miejsce produkcji i miejsce zużycia. Rozkodowanie tych informacji jest możliwe przy użyciu specjalnego czytnika. Informacje te gromadzone są w systemie komputerowym, który umożliwia ich szybki przepływ na każdym etapie procesu produkcji. Zastosowanie tego typu rozwiązań pozwala zatem na szybką identyfikację potrzeb materiałowych, a także ewidencjonowanie historii produkcji oraz monitoring przepływu materiałów i rejestracji zdarzeń produkcyjnych, co nie zawsze jest możliwe przy zastosowaniu tradycyjnych rozwiązań. Dodatkową zaletą jest eliminacja sytuacji takich jak zgubienie czy zaginięcie karty, a także szybkie odnalezienie kontenerów, gdy zdarzyłoby się ich zaginięcie. Jak widać system kanban, który przyczynił się do usprawnienia procesu produkcyjnego wielokrotnie sam został poddawany usprawnieniom. Rozwój automatyzacji i informatyzacji, który stał się obecny niemal w każdej dziedzinie, miał również znaczący wpływ na ewolucje tego systemu. W przedsiębiorstwach obok układów automatyki kierowanych sterownikami PLC, zaczęto także wykorzystywać oprogramowanie komputerowe. Współcześnie coraz częściej używa się terminu elektroniczny kanban (e-kanban). Wykorzystanie wspominanych kodów kreskowych jest klasycznym przykładem tak zwanego elektronicznego kanban, czyli techniki wykorzystującej możliwości technologii informacyjnej w celu usprawnienia komunikacji w całym łańcuchu dostaw, a co za tym idzie bardziej efektywnego sterowania przepływem informacyjnym oraz materiałowym. Dzięki czytnikom kodu kreskowego wyposażonym w interfejs, możliwe jest natychmiastowe wysyłanie sygnałów o kończących się zasobach niezbędne do dalszej produkcji. Coraz częściej dochodzi także do łączenia metodologii kanban z systemami z grupy MRP, najczęściej MRP II i ERP, umożliwiającymi planowanie potrzeb materiałowych, które wspomagają działanie systemów tłoczących. Początkowo integracja tych dwóch systemów może wydawać się paradoksalna, jednak de facto systemy MRP umożliwiają sprawniejsze funkcjonowanie systemu kanban. Chociaż często jako przewagę systemów ssących oraz wspierającego ich funkcjonowanie systemu kanban wskazuje się produkowanie tego, co jest w danej chwili potrzebne i tym samym negowanie potrzeby spo-

10 48 Arkadiusz Gola, Anna Korzan rządzania zbędnych planów, to niekiedy może okazać się że planowanie przynosi wiele korzyści i jest zaletą a nie wadą systemu. Przykładowo systemy MRP stanowią narzędzie do tworzenia szczegółowych planów produkcji, które z kolei wspomagają zarzą- dzanie ilością kart kanban w obiegu. Systemy te pozwalają na estymację wielkości popytu za pomocą prognoz lub na podstawie wcześniejszych danych transakcyjnych. Dzięki temu tworzone jest tyle kart kanban,, ile wynika z planu zapotrzebowania w danym okresie. Identyfikacja potrzeb produkcyjnych, ułatwiona dzięki zastosowaniu systemów MRP umożliwia także wyznaczanie zapasów bezpieczeństwa oraz zapobie- ganie występowaniu przeciążeń wynikających z wąskich gardeł produkcyjnych i co za tym idzie kolejkowaniu zapasów. Przykładowo predykcja dużej liczby zamówień po- zwala na taką organizację systemu produkcyjnego, aby ich realizacja była możliwa w nadgodzinach. Ponadto na podstawie gromadzonych i przetwarzanych przez systemy MRP danych statystycznych, obejmujących na przykład dane technologiczne czy dostępny czas pracy możliwe jest wyznaczanie parametrów opisujących proces produkcyjny takich jak czas cyklu, czas taktu, czas przezbrojeń, czas dokonywania przeglądów technicznych ma- szyn, co zapobiega występowaniu przestojów wynikających z tego powodu. Systemy te dają możliwość tworzenia harmonogramu i ustalenie takiej kolejności wykonywanych operacji aby możliwe było jak najrzadsze dokonywanie przezbrojeń, a więc są narzę- dziem zarządzania długością cyklu produkcyjnego. Rys. 6. Przykład karty kanban z umieszczonym kodem kreskowym [15] Systemy MRP pozwalają także na zarządzanie obsługą kart kanban poprzez generowanie i drukowanie kart, śledzenie transakcji z udziałem tych kart, automatyczne tworzenie dokumentacji obrotowej, zwłaszcza dokumentacji pobrań materiałowych, przekazu materiałów na magazyn, a także symulowanie i analizowanie poziomu zapasów, które

11 Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją 49 mogą być odłożone (rysunki 7 i 8). Zastosowanie systemów informatycznych pozwala na zebranie w jednym miejscu wszystkich informacji o kartach kanban, co w praktyce było niemożliwe przy zastosowaniu tradycyjnych rozwiązań. Takie rozwiązania umożliwiają prowadzenie bardzo szczegółowej ewidencji przepływu materiałów oraz kart kanban, z dokładnym wskazaniem miejsca, czasu, a także pracownika który był odpowiedzialny za wyszczególnione czynności. Zastosowanie systemów wizualizacyjnych, w postaci ekranów w magazynach i przy stanowiskach pracy dostarcza pracownikom natychmiastowych informacji jakie elementy powinny zostać pobrane, zużyte, czy prze- sunięte. Ponadto kadra menadżerska ma również możliwość śledzenia cyklu życia wszystkich kart kanban. Niesie to ogromne zalety między innymi pozwalając na wska- zanie lokalizacji karty kanban i pojemnika z materiałami czy identyfikację miejsca, w którym wystąpiły braki oraz umożliwia szybkie podjęcie działań korygujących. Rys. 7. Wgląd d w karty kanban w systemie QAD Implementacja systemów MRP w ramach systemu ssącego usprawnia także kontakty z dostawcami. Niekiedy stosowanie systemów ssących w czystej postaci, czyli dokonywanie zamówień dopiero w momencie wystąpienia zapotrzebowania jest niemożliwe. Dzieje się tak w sytuacjach, gdy sieci zaopatrzeniowe, dostarczające surowce oraz częobligatoryjnie wymagają takich planów, w celu ustalenia harmonogramu dostaw. ści, W takich przypadkach zastosowanie systemów MRP znacznie ułatwia sporządzanie długoterminowych planów produkcyjnych. Niektóre systemy z grupy MRP, jak na przykład system QAD, mają możliwość tak zwanego wyjścia na zewnątrz. Oznacza to, że poprzez zastosowanie właściwych aplikacji dostawcy mają możliwość wglądu w system produkcyjny, śledzenia obiegu kart kanban,, wglądu w te karty oraz identyfikacji potrzeb materiałowych. Dostawcy zewnętrzni mają także możliwość drukowania

12 50 Arkadiusz Gola, Anna Korzan kart kanban,, które umieszczają na wysyłanych opakowaniach, czego zaletą jest szybkie rozpoznawanie dostaw przy przyjęciu. Rys. 8. Tworzenie e wydruku etykiety na produkt do oznaczania pojemników dzięki zastosowaniu sowaniu systemu HDF [14] 5. Wnioski Biorąc pod uwagę aktualne trendy na rynku, wydaje się, że systemy typu ssącego będą stanowić podstawową formę dla realizacji procesu wytwarzania. Tym samym niezbędne jest ciągłe poszukiwanie rozwiązań zwiększających efektywność sterowania produkcją w systemach ssących. Przykładem ewolucji tego typu koncepcji jest rozwój systemu sterowania produkcją oparty na kartach kanban,, które w pierwszej fazie oparte były wyłącznie na kartkach papieru, zastępowanych dalej przez sygnały wizualne, by wreszcie dać fundament do opracowania systemów komputerowych wykorzystujących ideę kart kanban. Jak wynika z przeprowadzonych w treści pracy analiz, wykorzystywanie elementów komputerowego wspomagania sterowania produkcją w ramach systemu kanban pozwala na wykorzystanie jego szerszych możliwości oraz niewątpliwie zwiększa jego efektywność, niemniej jednak czyni go bardziej skomplikowanym. Pada zatem pytanie, czy przedsiębiorstwa zainteresowane wykorzystaniem tej japońskiej techniki do procesu sterowania produkcją powinny dokonywać usprawnień małymi krokami i początkowo korzystać z tradycyjnego, tak zwanego ręcznego kartkowego systemu? Odpowiedź brzmi nie, nie jest to konieczne. Jednakże mimo braku takiej konieczności oraz wielu zalet, które niesie zastosowanie rozwiązań informatycznych przedsiębiorstwa decydują się na pozostanie przy tradycyjnych rozwiązaniach. Dzieje się tak dlatego, że pomimo wielu korzyści płynących z zastosowania systemów elektronicznych ich wadą są wyżkoszty wdrożenia i eksploatacji w stosunku do systemu sze kartkowego.

13 Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją 51 Literatura 1. Bednarz L., Planowanie produkcji, [w:] Zarządzanie Produkcją Skrypty AE im. Oskara Langego we Wrocławiu pod red. Zbigniewa Jasińskiego, Wrocław Borkowski S., Ulewicz R., Zarządzanie produkcją. Systemy produkcyjne, Oficyna Wydawnicza Humanitas, Sosnowiec Dorf R. C., Kusiak A., Handbook of Design, Manufacturing and Automation, USA Gross J. M., Kennet R. M., Kanban made simple: demystifying and applying Toyo-ta s legendary manufacturing process, New York Holweg M., Rich N., Managing the Flow of Material Across the Supply Chain, [w:] The Internet Encyclopedia, Vol 2, Hoboken, John Wiley&Son Inc, New Jersay Kanban for the shopflor, The Productivity Press Development Team, New York Martyniak Z. (red.), Nowoczesne systemy zarządzania produkcją, AGH, Kraków Moghe E.A., Time Slicing: Effects On Push And Pull Manufacturing Systems, Pune Muhlemann A.P., Oakland J.S., Lockyer K.G., Zarządzanie produkcja i usługami, PWN, Warszawa Sariusz Wolski Z., Sterowanie zapasami w przedsiębiorstwie, PWE, Warszawa Słowiński B., Wprowadzenie do logistyki, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Koszalińskiej, Koszalin Sterowanie produkcją, pod red. Marka Brzezińskiego, Wydawnictwo Politechniki Lubelskiej, Lublin [data dostępu ] [data dostępu ] [data dostępu ] [data dostępu ] Elements of computer-aided production management process using kanban cards Summary Kanban is the name of a Japanese technique that is used for supporting the so-called pull systems the basis of which is production according to the current demand. Kanban cards are the key elements of this technique; those are used for managing of material flow by enabling to signalize the current demand and the necessity to start the production. At this time, computer aid is increasingly used with the kanban technique, some of the advantages being faster information flow and the possibility of monitoring and registering production occurrences, which in turn leads to more effective management of production.