Zastosowanie metody Mapowania Strumienia Wartości w celu identyfikacji podstawowych wad i skrócenia czasu trwania procesu produkcyjnego

Transkrypt

1 Barbara Galińska 1 Politechnika Łódzka, Wydział Organizacji i Zarządzania Oskar Saciński 2 Zastosowanie metody Mapowania Strumienia Wartości w celu identyfikacji podstawowych wad i skrócenia czasu trwania procesu produkcyjnego 1. WPROWADZENIE Współczesny, dynamiczny świat biznesu jest coraz bardziej wymagający. Zmiany i przeobrażenia systemowe obejmują fazy zaopatrzenia, produkcji i dystrybucji. Są one w głównej mierze determinowane koniecznością podnoszenia efektywności gospodarowania dostępnymi zasobami, w celu osiągnięcia przewagi konkurencyjnej firmy. W dzisiejszych czasach coraz większą uwagę skupia się na logistyce produkcji, która stanowi środek łańcucha logistycznego w przedsiębiorstwie wytwórczym. Głównym zadaniem logistyki produkcji jest organizacja cyklu produkcyjnego, a mianowicie: planowanie przepływu surowca oraz kontrola i zarządzanie parkiem maszynowym. Prawidłowo zorganizowana dąży do optymalnego wykorzystania dostępnych zasobów, a tym samym do racjonalizacji procesów wytwórczych. Większość problemów związanych z marnotrawstwem na etapie logistyki produkcji wymaga wdrożenia nowoczesnych metod zarządzania produkcją, w tym sposobów i narzędzi koncepcji Lean Manufacturing. W wyniku ich implementacji możliwe jest osiągnięcie przez przedsiębiorstwo wyraźnej przewagi konkurencyjnej w porównaniu do innych firm. Lean Manufacturing jest systemem zarządzania produkcją w przedsiębiorstwie wytwórczym. Podstawowym założeniem szczupłej produkcji jest identyfikacja i redukcja marnotrawstwa poprzez wyeliminowanie zbędnych czynności i procedur. Ponadto jest ona nastawiona na minimalizację kosztów oraz permanentne zwiększanie jakości produktu czy usługi. Skłania się również ku dobrej atmosferze w pracy. Za pewnego rodzaju paradygmat przyjmuje orientację na klienta [2, s. 2]. Do podstawowych metod Lean Manufacturing zalicza się między innymi: 5S, 5W, TPM, Mapowanie Strumienia Wartości. Implementacja tych narzędzi może przyczynić się do zmniejszenia kosztów produkcji oraz poprawy jakości oferowanych usług czy towarów. Wdrażając którąkolwiek z powyższych metod do praktyki przedsiębiorstwa należy pamiętać, że równie ważne, jak przestrzeganie ich zasad, jest zaangażowanie odpowiednich osób przekonanych do Lean-u, które mogą przesądzić o ewentualnym sukcesie całej firmy. Menadżerów, dyrektorów, kierowników, brygadzistów, mistrzów.- osób na każdym szczeblu drabiny hierarchicznej. Ludzi, którzy są zdolni do motywowania innych i pracy zespołowej [12, treść wykładowa]. 2. ZARZĄDZANIE PROCESEM PRODUKCYJNYM Zarządzanie procesem produkcyjnym obejmuje działania mające na celu prognozowanie i planowanie produkcji, kierowanie produkcją, zarządzanie przedsięwzięciami, alokację zasobów, motywowanie, kierowanie personelem oraz kontrolę i weryfikację pracy [1, s. 96]. W całym procesie dużą uwagę poświęca się na czas trwania operacji. Podstawowa zasada to: proces produkcyjny jest tym efektywniejszy, im krótszy jest czas jego przebiegu [11, s. 167]. W 1 barbara.galinska@p.lodz.pl 2 oskar.sacinski@gmail.com Logistyka 2/

2 związku z powyższym usprawnienia w sferze produkcji dokonywane są w głównej mierze poprzez skracanie cykli produkcyjnych, w tym czynności nie dodających wartości np. likwidację przerw techniczno - organizacyjnych, skracanie czasu trwania czynności pomocniczych na skutek lepszej organizacji pracy oraz poprzez ich automatyzację. Skrócenie cyklu wytwórczego następuje w myśl koncepcji Lean Manufacturing, przy wykorzystaniu m.in. metody Mapowania Strumienia Wartości. Jej celem jest identyfikacja czynności zbędnych, nie dodających wartości elementowi. W efekcie takiego postępowania ma miejsce skrócenie czasu trwania produkcji. 3. MAPOWANIE STRUMIENIA WARTOŚCI Narzędzie Mapowania Strumienia Wartości zostało wprowadzone w Toyota Production System. Od jego implementacji rozpoczyna się większość inicjatyw szczupłej produkcji. Jest to formalny sposób analizowania metod produkcji oraz identyfikowania zadań lub obszarów, które nie tworzą żadnej wartości dodanej [9, r.; 7, r.]. VSM (Value Stream Mapping) jest popularną, interaktywną techniką używaną do wskazania elementów procesów zachodzących w przedsiębiorstwie, w celu rozróżnienia czynności, które dodają wartość produktowi i tych, które tego nie robią. W bardzo przejrzysty sposób przedstawiany jest przepływ informacji i materiałów oraz wszystkie połączenia między klientami i dostawcami a firmą oraz jej środowiskiem wewnętrznym. Dzięki identyfikacji tych operacji na specjalnie przygotowanej mapie procesów można łatwo zauważyć miejsca, które wymagają poprawy [3, s. 36]. Mapowanie Strumienia Wartości polega na stworzeniu szczegółowej mapy procesów przedsiębiorstwa. W tym celu należy zebrać zespół pracowników i przeanalizować poszczególne operacje zachodzące przy produkcji danego wyrobu. Dalej należy zaznaczyć przepływ towaru i informacji, podać wszystkie czasy operacji technologicznych i transportu oraz najważniejsze informacje dotyczące umów z klientami i dostawcami. Po stworzeniu mapy zespół musi ją przeanalizować, celem identyfikacji miejsca, w którym mogłaby nastąpić poprawa. Jeżeli takowe zostanie znalezione, przeprowadzana jest burza mózgów, aby wybrać najbardziej optymalny wariant rozwiązania usprawniającego [3, s. 36]. Rys. 1. Przepływ wyrobu w procesie produkcyjnym z wydzieleniem czynności dodających i nie dodających wartości Źródło: J.K. Liker, The Toyota Way: 14 Management Principles from the World s Greatest Manufacturer, McGraw-Hill, University of Michigan 2004, s. 37; r. Można, zatem wywnioskować, że Mapowanie Strumienia Wartości może skutkować bardzo pozytywnymi zmianami w przedsiębiorstwie. Pozwala ono na rozwój osobisty pracowników 152 Logistyka 2/2015

3 odpowiedzialnych za jego zastosowanie, a co więcej na rozwój firmy. Ważne jest, aby pamiętać, że skuteczność metody zależy od kompetencji wybranych pracowników, którzy są odpowiedzialni za analizę procesów, odnalezienie miejsc potencjalnych zmian oraz zastosowanie odpowiednich narzędzi do ich racjonalizacji. Strumieniem wartości nazywa się wszystkie elementy procesu, które są niezbędne do wytworzenia usług lub produktów podobnych pod względem technologii realizacji. Są to wszystkie działania wymagane, by wykonać produkt, zarówno dodające jak i nie dodające wartości z perspektywy klienta [8, r.]. Przy mapowaniu strumienia wartości zaznacza się czynności dodające wartość, jako Gemba oraz czynności nie nadające wartości, jako Muda. Przykładowy przepływ wyrobu w procesie produkcyjnym został pokazany na rysunku 1 [10, s. 36]. Powstawanie marnotrawstwa w procesie wydłuża cykl produkcyjny i wpływa bezpośrednio na wzrost kosztów wytworzenia. Przedstawione podejście różni się znacznie od doskonalenia czynności w ujęciu tradycyjnym, które nakierowane jest na skracanie odcinków czasu w obrębie działań uznanych za dodające wartość. Ideę tę schematycznie zaprezentowano na rysunku 2 [10, s. 36]. Rys. 2. Schematyczne zestawienie tradycyjnego podejścia do doskonalenia z doskonaleniem opartym na eliminacji czynności nie dodających wartości Źródło: J.K. Liker, The Toyota Way: 14 Management Principles from the World s Greatest Manufacturer, McGraw-Hill, University of Michigan 2004, s. 36; r. Istotą przedstawionego porównania jest wskazanie, że doskonalenie tylko aspektów związanych z ich efektywnością, przy zaniedbaniu istoty przepływu w całym systemie, może spowodować wydłużenie produkcyjnych czasów przejścia [10, s. 37; 4, r.]. Do najważniejszych korzyści, które wynikają z zastosowania analizy MSW należą [5, r.]: - zobrazowanie przepływu informacji i zasobów w firmie, dzięki czemu możliwa jest identyfikacja marnotrawstwa i tym samym obniżenie kosztów, - zintegrowanie działań przedsiębiorstwa z potrzebami klienta, maksymalizacja wartości dodanej dla odbiorcy, - skrócenie czasu przepływu produktu lub usługi przez firmę nawet do 80%, - poprawa płynności finansowej przedsiębiorstwa, - usprawnienie organizacji pracy w firmie. VSM jest narzędziem uniwersalnym i może być używane nie tylko w przedsiębiorstwach produkcyjnych, ale również w logistyce, informatyce, służbie zdrowia i wielu innych gałęziach gospodarki. By wprowadzić mapowanie w życie należy zaopatrzyć się w zbiór wielu informacji na temat produkcji [6, r.]. Logistyka 2/

4 4. PRZYKŁAD WYKORZYSTANIA METODY MSW W każdym przedsiębiorstwie można zauważyć istotne problemy, w wyniku których powstaje tzw.,,muda. W analizowanej firmie zidentyfikowanym, głównym negatywnym aspektem był brak płynności produkcji spowodowany częstymi awariami, czyszczeniem maszyny oraz przerwą wynikającą z procesu ważenia pojemnika z wyrobem gotowym, w celu weryfikacji zgodnej liczby sztuk. Do zbadania braku płynności procesu produkcyjnego zastosowano metodę Mapowania Strumienia Wartości. Za jej pośrednictwem dokonano graficznego przedstawienia całego przebiegu realizacji zlecenia. W celu sporządzenia mapy wykorzystano dane dotyczące wielkości zamówienia: - wielkość zamówienia: szt. (5 pojemników), - ilość gotowego produktu w pojemniku: szt. Forma do produkcji danego elementu posiada 4 gniazda. W czasie jednego cyklu trwającego 12sek. wypadają cztery gotowe elementy. Czas wykonania sztuk wynosi 200min. Rys. 3. Mapowanie strumienia wartości w badanym przedsiębiorstwie Źródło: opracowanie własne Legenda: produkcja wyrobu, awarie, weryfikacja liczby gotowych produktów w pojemniku, dodatkowa produkcja, której celem jest uzupełnienie braków, czyszczenie maszyny. Rysunek nr 3 przedstawia mapę procesu produkcyjnego, składającego się na gotowe zamówienie. Poniżej przedstawiono obliczenia czasów poszczególnych czynności: Produkcja wyrobu Całkowity czas produkcji wyrobu oblicza się dzieląc wielkość zamówienia przez liczbę gniazd w formie, a następnie mnożąc przez czas jednego cyklu. Wynik wyrażony jest w minutach. (1) tp (( 20000szt. 4szt.) 12s) min Całkowity czas produkcji wyrobu wynosi 1000 minut. Awarie W czasie realizacji zamówienia cztery razy wystąpiło automatyczne zatrzymanie maszyny. Czasy usunięcia awarii trwały: 5min., 4min., 7min., 2min. (2) ta 5min. 4min. 7min. 2min. 18min. Łączny czas przypadający na eliminację usterek wynosi 18min Logistyka 2/2015

5 Weryfikacja liczby gotowych produktów w pojemniku Weryfikacja ilości gotowych produktów w pojemniku miała miejsce dziewięć razy na całe zamówienie, czasy kontroli ilościowej wynosiły około trzech minut. Na ten czas składały się takie zabiegi, jak: ważenie oraz obliczenie z proporcji, na podstawie masy wzorcowej, liczby brakujących detali. (3) tw 9 3min. 27min. Weryfikacja liczby gotowych produktów w pojemniku pochłania 27 minut czasu trwania całej produkcji. Dodatkowa produkcja, której celem jest uzupełnienie braków W procesie wytwarzania detali wtryskarka została zaprogramowana na 1000 cykli. Po osiągnięciu zadanej liczby cykli maszyna automatycznie się zatrzymuje. W związku z występowaniem braków operator urządzenia musi uruchamiać dodatkową produkcję. Liczba braków wynosiła następująco: 200szt., 120szt., 420szt., 180szt., 160szt. (4) lb 200szt. 120szt. 420szt. 180szt. 160szt. 1080szt. Łączna liczba braków wynosi 1080szt. Według założeń produkcyjnych (forma posiada cztery gniazda, a jeden cykl wynosi 12sek.), czas dodatkowej produkcji uzupełniającej braki wynosi 54 minuty. (5) tpd ( 1080szt. 4szt.) 12s 3240s 54 min. Czyszczenie maszyny Czyszczenie maszyny w całym procesie wykonywania zlecenia wystąpiło trzy razy. Czasy trwania czynności były w znacznej mierze uzależnione od liczby zalegających detali między mechanizmami wtryskarki i wynosiły odpowiednio: 10min., 15min., 8min. (6) tcz 10min. 15min. 8min. 33min. Łączny czas trwania czynności związanych z usuwaniem detali z maszyny wynosi 33 minuty. Identyfikacja czynności za pośrednictwem metody Mapowania Strumienia Wartości wskazała dwa rodzaje tych czynności: - dodające wartość Gemba o produkcja wyrobu 1000min. - nie dodające wartości Muda o awarie 18 min, o weryfikacja liczby gotowych produktów w pojemniku 27min, o dodatkowa produkcja wyrobu (uzależniona od ilości braków) 54 min, o czyszczenie maszyny 33 min. Celem przedstawienia skali marnotrawstwa wszystkie czynności składające się na realizację danego zlecenia zostały przedstawione na poniższym grafie (czasy podano w minutach). Logistyka 2/

6 Mapowanie strumienia wartości produkcja wyrobu dodatkowa produkcja czyszczenie maszyny weryfikacja ilości detali awarie [WARTOŚĆ] min. [WARTOŚĆ] min. [WARTOŚĆ] min. [WARTOŚĆ] [WARTOŚĆ] min. min. Rys. 4. Mapowanie strumienia wartości z uwzględnieniem czasów trwania czynności Źródło: opracowanie własne W wyniku przeprowadzenia badania metodą Mapowania Strumienia Wartości wyselekcjonowano czynności dodające oraz nie dodające wartości. Udział procentowy tych czynności w skali całego procesu produkcyjnego trwającego 1132 minuty, czyli 18 godzin 52 minuty przedstawiono na diagramie nr 5. Udział procentowy Gemby i Mudy w przebiegu całego cyklu produkcyjnego GEMBA: 88% MUDA: [PROCENTOWE] 3% 2% 2% 5% produkcja wyrobu dodatkowa produkcja czyszczenie maszyny weryfikacja ilości detali awarie Rys. 5. Udział procentowy Gemby i Mudy w przebiegu całego cyklu produkcyjnego Źródło: opracowanie własne Zgodnie ze schematem nr 5 widać, że 12% czasu realizacji zlecenia to czynności nie podnoszące wartości danego elementu (uznawane za marnotrawstwo). Efektywność wtryskarki w przypadku tego zlecenia jest na poziomie 88%. Biorąc pod uwagę czas realizacji całego zamówienia czyli 18 godzin i 52 minuty, 12% (2 godziny i 12minut) stanowią czynność zmniejszające rentowność produkcji danego detalu oraz wydłużające cały cykl wytwórczy. Ważnym czynnikiem zmniejszającym poziom dochodowości jest liczba braków. Łączna suma braków powstałych w czasie całego cyklu produkcyjnego wynosi 1080 sztuk. W skali całego zlecenia, składającego się z sztuk, liczba ta stanowi 5,4% produkcji. Ich występowanie wymusza uruchamianie dodatkowej produkcji. 156 Logistyka 2/2015

7 5. ELIMINACJA ZIDENTYFIKOWANYCH WAD PROCESU PRODUKCYJNEGO Zastosowanie metody Mapowania Strumienia Wartości wskazało nieefektywne czynności występujące w procesie wytwórczym. Podstawową z nich jest konieczność uruchomienia dodatkowej produkcji, która jest powodowana występowaniem braków produkcyjnych. Zidentyfikowany problem można wyeliminować przy zastosowaniu prostych rozwiązań, jak np. nakierowanie działań firmy na ciągły rozwój pracowników. Przykładem usprawnienia mogą być dodatkowe szkolenia oraz instrukcje postępowania w przypadku nagłych, nieprzewidywanych sytuacji. Świadomość pracowników, co należy w takich okolicznościach zrobić może bezpośrednio wpłynąć na szybsze przeciwdziałanie niekorzystnym zjawiskom (czynnościom nie dodającym wartości). Efektem działania będzie redukcja czasu trwania cyklu wytwórczego i wzrost rentowności produkcji. 6. PODSUMOWANIE Jedną z metod efektywnego zarządzania produkcją, zgodnie z zasadami filozofii Lean Management, jest Lean Manufacturing. Jej celem jest ograniczenie marnotrawstwa. Oczekiwane korzyści to: wysoka jakość produktu, dostawy na czas, racjonalne wykorzystanie zasobów przedsiębiorstwa, redukcja zapasów magazynowych. Podstawowymi elementami tej metody są [11, s. 190]: - standaryzacja 5S, - efektywne zarządzanie sprzętem i maszynami TPM, - definicja wartości dodanej, - definicja i redukcja marnotrawstwa. Zastosowanie narzędzi Lean Manufacturing może bardzo pozytywnie wpłynąć na funkcjonowanie przedsiębiorstwa. Filozofia szczupłej produkcji opiera się głównie na redukcji w obszarze wytwarzania, dzięki której firma uzyska szereg korzyści. Jednym z powszechnie stosowanych narzędzi jest Mapowanie Strumienia Wartości. Za jego pośrednictwem następuje identyfikacja podstawowych wad procesu produkcyjnego. W następstwie takiego postępowania możliwe jest dokonanie szeregu usprawnień, które bezpośrednio przyczynią się do skrócenia czasu trwania cyklu wytwórczego i podniosą rentowność produkcji. Tym samym zapewnią wzrost konkurencyjności firmy na rynku. Stosowanie narzędzi Lean Manufacturing przynosi przedsiębiorstwom bardzo dużo korzyści, w tym daje gwarancję ich stałego rozwoju. Streszczenie Artykuł prezentuje rolę i znaczenie metody Mapowania Strumienia Wartości w celu identyfikacji głównych wad procesu produkcyjnego. Wiedza na ich temat może przyczyniać się do implementacji szeregu usprawnień je eliminujących. W wyniku takiego postępowania możliwe będzie ustalenie optymalnego harmonogramu produkcji, skrócenie czasu jej trwania oraz wzrost rentowności. Przedsiębiorstwo zredukuje koszty produkcyjne poprzez efektywniejsze wykorzystanie zasobów oraz będzie w stanie szybciej reagować na potrzeby klientów i sprawniej realizować ich zamówienia. Słowa kluczowe: lean, mapowanie strumienia wartości, racjonalizacja, produkcja, marnotrawstwo Applying the Value Stream Mapping to identify the basic flaws and shortening the duration of manufacturing process Abstract The article presents the role and importance of Value Stream Mapping method for the identification of the major flaws the production process. Knowing about them can contribute to the implementation of improvements to eliminate them. As a result of such proceedings will be possible to determine the optimal production schedule, shortening its duration and profitability increase. The company will reduce production costs through more efficient use of resources and will be able to respond more quickly to customer needs and efficiently implement their orders. Keywords: lean, value stream mapping, rationalization, production, mismanagement Logistyka 2/

8 LITERATURA [1] Gajdzik B., Kuczyńska Chałada M., Sosnowski R.: Organizacja i zarządzanie w przemyśle. Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, Gliwice 2011 [2] Grycuk A.: Lean Government, czyli koncepcja szczupłego zarządzania w administracji publicznej. Analizy BAS, nr 3 (47) 2011 [3] Hobbs D.: Applied Lean Business Transformation. J. Ross Publishing Inc., Ft. Lauderdale, FL 2011 [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] Liker J.K.: The Toyota Way: 14 Management Principles from the World s Greatest Manufacturer. McGraw-Hill, University of Michigan 2004 [11] Pasternak K.: Zarys zarządzania produkcją. PWE, Warszawa 2005 [12] Ziółkowski H.: Koncepcja Lean Manufacturing. Projektowanie Procesów Produkcyjnych. Łódź Logistyka 2/2015