METODY ANALIZY I USPRAWNIANIA PROCESÓW PRACY Opracowanie: mgr inż. Michał Górski mgr inż. Marcin Kowalski Warszawa 2013
LITERATURA 1. Liker J. K.: Droga Toyoty. MT Biznes, Warszawa 2005 2. Muhlemann A. P., Oakland J. S., Locker K. G.: Zarządzanie. Produkcja i usługi. PWN, Warszawa 2001 3. Rother M., Shook J..: Naucz się widzieć. Lean Enterprise Institute, USA 2001 4. Rother M., Harris R.: Tworzenie ciągłego przepływu. Lean Enterprise Institute, USA 2001 5. Wilson E.., Harris R.: Doskonalenie przepływu materiałów. Lean Enterprise Institute, USA 2001 6. Womack J.P, Jones D.T: Odchudzanie firm. Eliminacja marnotrawstwa kluczem do sukcesu. Centrum Informacji Menedżera, Warszawa 2001 7. Waters D.: Zarządzanie operacyjne. PWN, Warszawa 2001 8. Bieniok H.: Metody sprawnego zarządzania. PLACET, Warszawa 1997 9. Brzeziński M.: Organizacja i sterowanie produkcją. PLACET, Warszawa 2002 10. Burchart D.: Zarządzanie produkcją I usługami. WPŚ, Gliwice 2007 11. Durlik I.: Inżynieria zarządzania cz. I. PLACET, Gdańsk 1993 1. WSTĘP Podstawowe pojęcia Produktywność - stosunek wielkości produkcji wytworzonej i sprzedanej (Wy) w rozpatrywanym okresie do ilości wykorzystanych zasobów (We) Skuteczność Miara osiągania celów postawionych przez organizacją Wydajność Zdolność do wytworzenia lub czynienia tego co wymaga klient 79
4 METODY POPRAWY PRODUKTYWNOŚCI: 1. Poprawianie wydajności Stosujmy mniejsze nakłady, aby osiągnąć te same efekty 2. Inne metody Lepsza Jakość, mniejsza wypadkowość (BHP),mniejsza liczba zakłóceń 3. Podnoszenie skuteczności podejmujmy lepsze decyzje 4. Poprawa morale pracowników Stosowanie zachęt i zwiększenie kooperacji 2. LEAN MANUFACTURING Wstęp 3 PODSTAWOWE ELEMENTY LEAN MANUFACTURING 1. Redukcja marnotrawstwa - Muda 2. Tworzenie wartości dla klienta - Value 3. Ciągłe doskonalenie procesów Kaizen 7 Kategorii MUDA (Marnotrawstwa,Strat) 1. Nadprodukcja Produkowanie czegoś co nie jest teraz potrzebne 2. Zbędne ruchy Układanie I po chwili przekładanie w inne miejsce, przenoszenie pudełek z wyrobami 3. Zapasy Magazynowanie części, których nie potrzebujemy w krótkim czasie 4. Zbędny transport Ustawić otoczenie tak, aby nie trzeba było chodzić 5. Oczekiwanie Czekanie na coś co powinno być już tu I teraz (np. na zakończenie poprzedniej operacji) 6. Zbędna praca Robienie czegoś co I tak za chwile będzie zmienione 7. Braki/przeróbki Poprawianie lub wyrzucanie braków Kaizen Ciągłe doskonalenie (procesów, ergonomii, BHP) wpisane w codzienną pracę każdego pracownika. Są to drobne i tanie usprawnienia (przeciwieństwo innowacji). Podstawa działania Kazein to budowanie świadomości pracowników poprzez np. szkolenia. 80
3. METODYKA POPRAWY PRODUKTYWNOŚCI 5 etapów KAIZEN (CIĄGŁE DOSKONALENIE SYSTEMU) 0. PRZYGOTOWANIE 1.DIAGNOZA 2.PLANOWANIE 3.WDRAŻANIE 4.KONTROLA 0. Przygotowanie projektu 1. Planowane zyski 2. Budowanie zespołu projektowego 3. Szkolenia wstępne 1. Diagnoza stanu obecnego 2. Projektowanie stanu przyszłego 2.1. Analiza celów projektu 3. Wdrażanie projektu 4. Kontrola, utrzymanie i ciągłe doskonalenie 3 tygodnie 13 tygodni 3 tygodnie Rys 1. Metodyka poprawy produktywności 4. ANALIZA I DIAGNOZA STANU OBECNEGO 4 OBSZARY ANALIZ:ANALIZA PROCESU PRODUKCYJNEGO, ANALIZA PRODUKTU, ANALIZA OBSADY, ANALIZA KOSZTÓW 1. ANALIZA PROCESU PRODUKCYJNEGO NARZĘDZIA 1. Obserwacja migawkowa Obserwacja rzeczywistości (np. produkcji) w losowo wybranych momentach np. co 1,2min. Analiza czasu pracy pod kątem czynności: Tworzących wartość, Nietworzących wartości,ale koniecznych (uboczne), Marnotrawstwa (7 kategorii strat) Daje informacje dot. udziału czasu dodawania wartości w czasie całkowitym oraz procentowe udziały poszczególnych kategorii strat w stratach ogółem. Informacje o obszarach, o nieodpowiedniej ergonomii pracy oraz obszarach niebezpiecznych dla zdrowia. Wykorzystane do analizy celów projektu oraz wyboru odpowiednich narzędzi Lean do redukcji strat Dzialania uboczne Muda Skladowe pracy Czynnosci dodajace wartosc Rys 2. Podział czasu pracy 81
2. Mapowanie strumieni wartości (Mapa stanu obecnego) VSM Value Stream Mapping (Mapowanie Strumienia Wartości) Strumień wartości, jest to zespół wszystkich czynności, zarówno dodających wartość jak i nie dodających wartości, podejmowanych w procesie wytwarzania wyrobu, począwszy od surowca, a skończywszy na wyrobie gotowym CEL: Zobaczyć przepływ materiału oraz informacji w procesie wytwarzania wyrobu wzdłuż jego strumienia wartości. Znaleźć potencjalne usprawnienia w procesie (zarówno pod kątem wytwarzania jak i BHP oraz Ergonomii) 8 KROKÓW MAPOWANIA STANU OBECNEGO: 1. Zdefiniowanie wymagań klienta 2. Narysowanie kroków procesu produkcji 3. Zebranie danych dotyczących procesu produkcji 4. Zebranie danych dotyczących zapasów 5. Określenie przepływu materiału (Zewnętrzny) 6. Określenie przepływu materiału (Wewnętrzny) oraz przepływu informacji 7. Obliczenie tzw. Czasu Przejścia (Lead Time) 8. Zaznaczenie potencjalnych usprawnień 3. Diagram spaghetti Narzędzie do szczegółowej analizy marnotrawstwa wynikającego z transportu i zbędnego przemieszczania (złej ergonomii). Polega na obserwacji wybranego operatora podczas wykonywania operacji i zaznaczenie na kartce papieru wszystkich momentów, w których operator musi gdzieś się przemieszczać w celu np. pobrania, odłożenia części itp.. 4. Wskaźnik OEE: OEE (ang. Overall Equipement Effectiveness) Kompleksowy wskaźnik do pomiaru efektywności działania maszyn i urządzeń Wykorzystywany do analizy problemów które występują na danej maszynie i reagowaniu na te problemy w odpowiednich miejscach i z odpowiednimi priorytetami Uwzględnia również wypadki. 4 poziomy wskaźnika OEE: I. Wskaźnik dostępności Procent czasu, w którym stanowisko jest dostępne do produkcji Wskaźnika wykorzystania czasu pracy Udział rzeczywistego czasu pracy urządzenia w czasie dostępnym do produkcji. Wskaźnika efektywności Stosunek pomiędzy wydajnością aktualną a teoretyczną maksymalną Wskaźnika jakości produkcji Procentowy udział wyrobów dobrych w całej produkcji 82
2. ANALIZA PRODUKTU 1. Analiza ABC CEL ANALIZY: Znaleźć w grupie wszystkich wyrobów produkty dominujące pod względem sprzedaży, tak aby na nich skoncentrować priorytety usprawnień i działań Zasada Pareto (80/20) Wg. Zasady Pareto 20% czynników (np. produktów, problemów) powoduje 80% skutków (np. wartości sprzedaży, strat z tyt. wystąpienia problemu) Analiza ABC Wywodzi się z zasady Pareto. Stosowana do analizy sprzedaży, dystrybucji, zapasów lub innych problemów. Np. podział wyrobów na 3 klasy: o A 20% asortymentu wyrobów generujące 80% sprzedaży (Duża uwaga) o B 50% asortymentu generującego 15% sprzedaży (Mniejsza uwaga) o C 30% asortymentu generującego 5% sprzedaży (Bardzo mała uwaga) KROKI ANALIZY ABC: Wybrać określone kryterium podziału np. wielkość sprzedaży Utworzyć zestawienie asortymentowe malejąco wg. Tego kryterium Obliczyć faktyczne i skumulowane udziały w wielkości sprzedaży dla każdej pozycji Przydzielić każdej pozycji asortymentowej grupę A,B lub C ANALIZA PARETO - LORENZA POTENCJALNYCH WYPADKÓW W PRACY 100,00% 96,6% 90,00% Skumulowany udział stra t [%] 80,00% 70,00% 60,00% 50,00% 40,00% 30,00% 80% A - 20% wypadków ( 80% strat) B - 50% wypadków ( 16,6% strat) C - 30% wypadk ów (3,4% str at) * Numer przyczyny odpowiada numerow i porzą dko wemu w tabeli A B C 20,00% 10,00% 0,00% 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 20% 50% Numer przyczyny 30% Rys 3. Analiza Pareto - Lorenza 3. ANALIZA KOSZTU Obszar istotny z punktu widzenia potencjału finansowego jaki mamy poprzez wprowadzenie usprawnień. ANALIZA CZYNNIKÓW GENERUJĄCYCH KOSZT WYTWORZENIA PRODUKTU ORAZ ICH WPŁYWU NA TEN KOSZT Wzrost/spadek produktywności = wzrost/spadek kosztu jednostkowego wytworzenia produktu 83
5. PROJEKTOWANIE STANU PRZYSZŁEGO 3 etapy planowania:mapowanie stanu przyszłego. Analiza celów, Audyt systemu Rys 4. Planowanie stanu przyszłego Mapowanie stanu przyszłego Mapa stanu przyszłego jest wizją nowego, idealnego strumienia wartości (wolnego od 7 kategorii strat) Mapa stanu przyszłego powstaje na podstawie mapy stanu obecnego oraz kreatywnego wykorzystania narzędzi LEAN Dane o wskaźniku OEE, czasach operacji oraz analiza celów projektu są podstawą do projektowania stanu przyszłego i wyboru narzędzi LEAN 1. Jaki jest czas taktu? Pytania główne przy opracowywaniu map stanu przyszłego: Takt spływu produkcji oznacza, co jaki czas schodzi z procesu wyrób gotowy Takt jest wyrażony przez jednostkę [s/szt] i określa dokładnie, co ile sekund powinna spływać z procesu gotowa sztuka wyrobu gotowego, aby zaspokoić popyt klienta WĄSKIE GARDŁO Operacja technologiczna, której czas jednostkowy przekracza czas taktu. Uwaga: Wąskim gardłem nie jest najdłuższa operacja w procesie. 84
2. Gdzie może zostać zastosowany przepływ ciągły? (Balansowanie linii) Balansowanie = równoważenie (synchronizacja) czasu pracy operatorów Cel: Redukcja marnotrawstwa związanego z oczekiwaniem (na poprzednią operację) + określenie wielkości obsady dla danego popytu Rys 5. Balansowanie pracy operatorów Analiza celów Cele wynikające z mapy stanu przyszłego: Redukcja zapasów, skrócenie czasu przejścia poprzez wdrożenie przepływu ciągłego, wyrównoważenie linii i zredukowanie strat związanych z oczekiwaniem, poprawa stabilności procesu w miejscach krytycznych, redukcja wąskich gardeł, poprawa terminowości dostaw i wdrożenie systemu ssącego zgodnie z czasem taktu, poprawa ergonomii i bezpieczeństwa pracy Cele wynikające z obserwacji migawkowej - Redukcja MUDA. Koncentracja na kategoriach powodujących najwięcej strat czasu tworzenia wartości i oszacowanie ich redukcji, a następnie wybór odpowiednich narzędzi aby te straty zredukować podstawa do poprawy produktywności. 85
6. Wdrażanie projektu 3. Podczas etapu wdrażania wykorzystane zostają narzędzia Lean Manufacturing wybrane podczas etapu planowania stanu przyszłego. Źródła wyboru narzędzi: Mapa strumienia wartości stanu przyszłego i analiza celów Balansowanie linii aby zredukować marnotrawstwo związane z oczekiwaniem, zmniejszyć wielkość zapasów produkcji w roku oraz wprowadzić przepływ ciągły Supermarket i kanban (metoda ABC/XYZ) Redukcja marnotrawstwa związanego z zapasami i nadprodukcją oraz wprowadzenie kontroli zapasów i systemu ssącego Diagram Ishikawy i metoda 5xdlaczego aby np. zredukować problemy związane z niskim poziomem wskaźnika OEE, zapobiec wypadkowi w miejscach zagrożonych, poprawić ergonomię SMED Narzędzie Lean Manufacturing do redukcji czasu przezbrojeń maszyn i urządzeń Narzędzie Elastyczności obsady Narzędzie do utrzymania wysokiej produktywności przy zmiennym popycie 1. Diagram Ishikawy I metoda 5x dlaczego Metoda 5 x dlaczego i diagram Ishikawy są wykorzystywane do poszukiwania źródła występowania problemu (np. wypadków) 5 x dlaczego Polega na zadawaniu serii 5 pytań dlaczego? i zagłębianie się w problem coraz dalej np. Na maszynie zdarzają się częste wypadki (dlaczego?) 1. Ponieważ pracownik podczas zamykania pokrywy przycina sobie ręce (dlaczego?) 2. Ponieważ pokrywa nie ma zabezpieczenia przed przycinaniem rąk (dlaczego?) 3. Ponieważ mechanicy nie zaprojektowali, ani nie zamontowali zabezpieczenia (dlaczego?) 4. Ponieważ inżynier odpowiedzialny za produkcję nie zlecił im tego (dlaczego?) 5. Ponieważ inżynier zaniedbał obowiązki związane z BHP koncentrując się tylko na wykonaniu planu produkcyjnego 6. ROZWIĄZANIE: Zdefiniować szczegółowy zakres obowiązków inżyniera dot. BHP oraz procedurę kontroli ich wykonania Diagram Ishikawy lub inaczej diagram rybich ości polega na narysowaniu głównej osi, która reprezentuje problem do rozwiązania. Następny krok oznacza identyfikację przyczyn, które wpływają na powstawanie tego problemu i wyodrębnienie podprzyczyn, które wpływają na czynniki główne Rys 6. Diagram Ishikawy 86
C od zi enn ie P roc es we w nętrzn y Pr odukcja po osiągnięciu pozi omu sygnal izacyj nego Po kryw y 2dn i P okryw y, ś ru by bl achy 2dn i 2 dni Poj emnik z kar tą Zamówienie raz na 2 dni B ra k or ga niz acj i dos ta w Mat eri ał y M on t aż A M o nt aż B +C Prze t wa rzan ie C M o nt aż k oń cow y M al ow an ie Te st ow a ni e + p ak ow an ie FIFO M A SZ Y NA M A SZ YN A 1 1 2 3 0szt. 1 C/ T=20s Takt = 23s C/ O= 0 mi nut Dostępne 7200 sekund Dostępność = 100% Liczba operatorów = 1 LIDER C /T =22s T akt = 23s C /O = 0 m i nut D ostępne 2 zm i any D ostępność = 1 00% L iczba operatorów = 1 SAP DZIENNY PLAN PRIORYTETÓ W A w ar i e C /T =6, 5s T akt = 23s C /O = 10 mi nut D ostępne 2 zmiany D ostępność = 50 % Li czba opera torów = 0 97,5s Fabryka A C /T =21s + 21s T akt = 23s C /O = 0 minu t D ostępne 2 zmian y D ostępność = 100 % Li czba oper at orów= 2 C /T= 7s Tak t = 23 s C /O = 30mi nut D ostęp ne 2 zmiany D ostę pność = 70% Li czba operat orów = 0 Zamówienie dzienne z wyprzedzeniem D łu gie prze zbroj en ia Prognoza na 30 dni < 670s C/ T=10,5s C/ O = 0 minut Dos tępne 2 zmiany Do stępność = 100% Lic zba oper at orów = 1 10,5s O 14 :00 codzi ennie Klient A Śred ni o 24 00sz t. / dzi eń P al et a 24 00s zt. = 88 p ude łe k P rodu kcj a przez 2 z mian y Ta kt = 2 3 s/ szt. R az dzi en ni e Wy sy łka 2dni 108s Najtrudniejszy etap projektu 7. Kontrola i ciągłe doskonalenie CEL GŁÓWNY: Utrzymanie wdrożonego systemu i narzędzi, tak aby nie cofnąć się do stanu przed projektem CEL DODATKOWY: Wdrożenie narzędzi wspomagających ciągłe doskonalenie, tak aby doprowadzić do długoterminowego, ciągłego wzrostu produktywności NARZĘDZIA I METODY: 5S, Audyty produkcji, Wizualizacja, Standaryzacja pracy 5S to filozofia zachowania czystości i porządku na linii produkcyjnej co przekłada się na usprawnienie organizacji pracy. 5 etapów 5S: 1. SORTOWANIE Wybranie potrzebnych narzędzi, części I usunięcie pozostałych (niepotrzebnych) przedmiotów ze stanowiska 5S 2. STABILIZACJA Staranna identyfikacja narzędzi, instrukcji przypisanych do stanowiska (np. wyznaczenie miejsc odkładczych na narzędzia itp.) 3. SPRZĄTANIE Zachowanie czystości 4. STANDARYZACJA Wprowadzenie standardów, aby utrzymać pierwsze 3S 5. SYSTEMATYKA Zachowanie zwyczaju stosowania się do pierwszych 4S (np. poprzez audyty) KORZYŚCI ZE STOSOWANIA 5S: 1. Lepsza organizacja pracy to eliminacja marnotrawstwa związanego z przemieszczaniem 2. Lepiej (bardziej ergonomicznie) zorganizowane stanowisko pracy 3. Eksponowanie problemów do rozwiązania 4. Łatwiej znaleźć potrzebne narzędzia, przedmioty 5. Większe bezpieczeństwo pracy 6. Redukcja zapasów produkcji w toku 7. Zmniejszona powierzchnia produkcyjna 8. Poprawa jakości produktów STANDARYZACJA PRACY I AUDYTY Standardy: Klin pozwalający na utrzymanie osiągniętych usprawnień oraz zapobieganie powrotowi do poprzednich przyzwyczajeń. Audyty:Kontrola utrzymania standardów i narzędzie ciągłego doskonalenia Dostawca zewnętrzny Usprawnienie Dzialanie Czas Rys 7. Standaryzacja 87