Mapování toku hodnot VSM (Valeu Stream Mapping) Petr Školař Abstract In the first part the author is focused on the concept of hte lean production, on the basic principles and on the single step of realization of the concept. Next part delas with one of the most important step and it describes it more in details. It it value stream mapping method. The reader will find out how to proceed to value stream mapping, which questions need to be answered and wha can be reached. Abstrakt V úvodní části se autor zaměřuje na koncept štíhlé výroby, základní principy a jednotlivé kroky, při jeho realizaci. Následuje rozebrání jednoho ze stěžejních kroků a jeho detailnímu popisu. Jedná se o metodu mapování hodnotového toku. Čtenáři se doví, jak postupovat při mapování toku hodnot, na jaké otázky je nutno si odpovědět při aplikaci a co mohou získat. Key words Lean production, value stream mapping, value, current state map, future state map Klíčová slova Štíhlá výroba, mapování toku hodnot, hodnota, mapa současného stavu, mapa budoucího stavu Úvod Pojem konkurenceschopnost slyšíme v dnešní době opravdu na každém kroku. Dokonce většina odborných textů začíná pojednáním a konkurenceschopnosti nebo se jí přímo zabývá. Na to, aby podniky byly konkurenceschopní, potřebují vykonávat několik málo základních činností. Jsou to omílané, ale velmi důležité pojmy: snižovat náklady, být flexibilní, zvyšovat zisk, reagovat na potřeby zákazníků, zákazník řídí výrobu atd. To jsou však základní věci, které zná každý podnikatelský subjekt. Každý ví, že bez těchto činností nemá šanci udržet se na trhu a dále se rozvíjet. Jedinou otázkou však zůstává, jak dokázat to, aby byli flexibilní, snižovali náklady atd. Autor se domnívá, že odpovědi na tyto otázky, respektive návodem jak si udržet své místo na trhu nabízí v podstatě mladá vědní disciplína a to je průmyslové inženýrství. Tento vědní obor se právě zabývá odpověďmi na výše položené otázky. Samozřejmě není to jediný vědný obor a jediná cesta, jak dosáhnout konkurenceschopnější pozice. Průmyslové inženýrství se zabývá zvyšování efektivnosti jakýchkoli činností v podniku. Využíváním různých metod může podnik dosáhnout požadované konkurenceschopnosti a zvýšit své zisky. Cíl a metodika Cílem této práce je seznámit čtenáře s problematikou mapováním toku hodnot (VSM 1 ) a provést rešerši dostupných literárních a internetových zdrojů, které se zabývají danou oblastí. Tyto teoretické poznatky se autor pokusí obohatit o praktické zkušenosti získané ve dvou 1 VSM anglická zkratka pro Value Stream Mapping tedy Mapování toku hodnot 1
významných firmách působících na českém trhu. Ty byly získány pozorováním, sběrem informací v daných podnicích a jejich následnou analýzou. Výsledky 1. Štíhlá výroba Mapování toku hodnot je součástí metodiky zavádění štíhlé výroby (Lean Production, Lean Manufacturing), proto je důležité seznámit čtenáře nejprve s problematikou štíhlé výroby a následně pokračovat s definováním metodiky VSM. Štíhlá výroba se zaměřuje na odstraňování plýtvání v jakékoli části výroby, tedy od kontaktu se zákazníkem a převzatí jeho požadavku, přes dodavatelské sítě, samotný výrobní proces až k předání hotového výrobku zákazníkovi. A to způsobem flexibilním, hospodárným za současného zohlednění zákaznických potřeb. Za první firmu, která poprvé aplikovala metody a techniky štíhlé výroby, je považována automobilka Toyota, která je známá svým přístupem k odstraňování plýtvání. Za autory tohoto konceptu jsou považováni Taiichi Ohno a Shingeo Shingo. Výrobní systém Toyoty (Toyota Production Systém) je dnes považován za jeden z nejlepších výrobních systémů vůbec. Je mnoho firem po celém světě, které přejímají určité podněty z tohoto systémy, aby potom sami dosahovaly lepších výsledků a vyšší výkonnosti. Lean manufacturing je: systematický přístup k identifikování a odstraňování plýtvání pomocí neustálého zlepšování, produkce výrobků, která je tažená zákazníkem, a snahy k dokonalosti. [2] Pánové Kysel, Košturiak a Debnár definují štíhlou výrobu jako: způsob organizační změny, který je nejčastěji spojen s cílem zvýšení zisku. Toho je možné dosáhnou zaměřením se na snížení nákladů. [7] Existují dva způsoby, jakými může firma přistupovat k dosahování zisku: [1] 1. tradiční způsob firma dosahuje určitého zisku za konstantních nákladů. Aby svůj zisk zvýšila, zvýší prodejní cenu. To má však za následek pokles prodeje z důvodu vysoké ceny. Prodejní cena Výrobní náklady Malý zisk Náklady + Zisk = Cena Vyšší zisk Obrázek č. 1: Strategie růstu cen 2
2. způsob štíhlé výroby firma dosahuje určitého zisku za konstantních nákladů. Avšak k dosažení vyššího zisku sníží své náklady a prodejní cenu nechá stejnou. Zákazníci přetrvávají u dané společnosti Prodejní cena Výrobní náklady Malý zisk Cena Náklady = Zisk Vyšší zisk Obrázek č. 2: Strategie redukce nákladů Štíhlé myšlení je zaměřeno na odstranění veškerých činností, které nepřidávají zákazníkovi hodnotu (hodnotu definovanou zákazníkem). Při aplikaci štíhlé výroby do praxe, by si měly podniky uvědomit několik základních principů lean production. 1.1 Principy štíhlé výroby Pět základních principů štíhlé výroby jsou: [7, 8] 1. Porozumění pojmu hodnoty z pohledu zákazníka musíme se zaměřit na pojem hodnota. Jedině to, co zákazník považuje za hodnotu, je pro nás důležité. 2. Analýza toku hodnot jakmile porozumíme hodnotě tak, jak ji chápe zákazník, je důležité správě definovat hodnotové toky (opět z pohledu zákazníka) v našem výrobním procesu. Určíme kroky, které hodnotu přidávají a kroky, které ne. Ty, co nepřináší hodnotu je důležité odstranit z celého procesu. 3. Plynulý tok všude tam, kde je to možné, zavedeme plynulý tak materiálu (bez zbytečných meziskladů a rozpracované výroby). 4. Aplikace tahového systému podniky nevyrábí na sklad, ale samotná výroba je podmíněna požadavkem zákazníka. 5. Dokonalost po aplikaci všech předcházejících principů, hledáme možnosti jak je dovést k dokonalosti. Jak je viditelné ze základních principů štíhlé výroby, je mapování toku hodnot velmi důležitým krokem pro její zavedení a plnění její podstaty. Tedy odstraňování činností, které nepřidávají hodnotu výrobku z pohledu zákazníka a zákazní není samozřejmě ochoten za tyto činnosti zaplatit. 3
2. Hodnotový tok 2.1 Definice Na základě průzkumu jak literárních zdrojů tak i zdrojů internetových bylo zjištěno, že všichni autoři 2 se vesměs shodují na tom, co to hodnotový tok je. Uvedu tedy jen dvě definice, které jsou trochu rozdílné a je možné všechny další pod tyto dvě zahrnout. Hodnotový tok je to souhrn všech aktivit v procesech, které umožňují vlastní transformaci materiálu na produkt, který má hodnotu pro zákazníka. Patří sem jak aktivity, které přidávají hodnotu, tak aktivity, které hodnotu nepřidávají. [7] Jiní říkají, že hodnotový tok je veškeré dění (ať již kroky přidávající hodnotu, tak hodnotu nepřidávající) v současné době nutné k tomu, aby výrobek prošel hlavními toky: 1) výrobní tok od suroviny po náruč zákazníka 2) tok návrhu od koncepce po náběh výroby [5] Jak sám název metody napovídá, mapováním hodnotového toku se budeme zajímat o toky hodnot. Každého ihned napadne, že je důležité zmapovat tok materiálový (transformační), který představuje přeměnu matriálu a surovin v konkrétní výrobek pro zákazníka. Nesmíme však také zapomínat na tok informační, který každému jednotlivému procesu říká, co se má vyrobit a co bude následovat. Informační tok je stejně tak důležitý jako je tok materiálový. [4] 2.2 Postup Postup při mapování toku hodnot: [7, 5, 1] Ad. 1 1. výběr výrobkové řady 2. znázornění současného stavu 3. znázornění budoucího stavu 4. realizace Zaznamenat hodnotový tok všech výrobků, které jsou v podniku vyráběny, do jedné mapy, je téměř nemožné. V případě, že je vyráběn jeden výrobek, tak to samozřejmě jde. Proto je nutné se zaměřit pouze na jednu výrobkovou řadu. Výrobkové řady se určují od zákaznického konce hodnotového toku. Řada je skupina výrobků, která prochází podobnými kroky zpracování a většinou i společnými zařízeními. [5] V praxi si vedení podniku nebo vyšší management sám vybere, kterou výrobkovou řadu sledovat. Jedná se většinou o řadu pro podnik velmi důležitou (výrobky jsou pro velmi významného zákazníka a je nutné mu dodávat výrobky v takové hodnotě, za kterou je ochoten zaplatit). Mapování toku hodnot je také vhodně při zavádění nového výrobku nebo návrhu nových procesů. 2 Mašín, Košturiak, Kyseľa, Debnár, Rother, Shook, Ohno, Shingo 4
Ad. 2 Prvním a nejdůležitějším krokem, při začátku mapování toku hodnot, je uvědomit si, pojem hodnoty pro zákazníka. Přesněji jaké procesy při výrobě jeho výrobku hodnotu přidávají a které ne. Z tohoto důvodu je nutné začít mapování od zákazníka. Dalším krokem při mapování je zaznamenání základních výrobních procesů. Každý proces je zaznamenán jedním symbolem, který ho representuje. K jednotlivým procesům také přiřadíme potřebné informace. Jedná se o: 1) cyklový čas je to čas, který uběhne mezi od jednoho kusu, který opustí proces po další kus, který proces opustí 2) čas potřebný pro přetypování čas potřebný pro přetypování stroje z jednoho typu výrobku na další 3) užitná doba zařízení vyžádaná doba, po kterou by mělo zařízení pracovat 4) počet operátorů počet pracovníků, potřebných pro provoz procesu 5) pracovní čas čas za směnu snížený o zákonné přestávky V průběhu mapování (zaznamenávaní jednotlivých procesů a potřebných informací) přímo na pracovišti, se určitě objeví několik míst, kde se hromadí zásoba rozpracované výroby. Tyto místa je důležité si zaznamenat, protože nám ukazují, kde se materiálový tok zastavuje. Je to také část hodnotového toku, který nám (zákazníkovi) nepřináší přidanou hodnotu a je proto nutné jej eliminovat. Je to první impuls, při znázorňování mapy budoucího stavu, kde se má něco zlepšit. Pro porovnání časů přidávajících hodnotu a časů, které ne, je nutné množství zásoby přepočítat do časových jednotek, abychom toho porovnání mohli provést. Toho dosáhneme tak, že podělíme velikost zásoby s denním požadavkem zákazníka. V praxi spočítat zásobu rozpracované výroby nemusí být vůbec lehká záležitost. Spočítat velké množství drobných součástí může zabrat i několik hodin. Je však nutné, aby získané informace byly úplné a pravdivé. Záleží na nich další kroky při zlepšování současného stavu. Jakmile máme zaznamenány všechny procesy a všechny zásoby (materiálu, rozpracované výroby, atd.), tak se zaměříme na mapování toku materiálu od našeho dodavatele ke konečnému zákazníkovi. Jedná se především o informace o pravidelnosti dodávek, velikosti dodávek atd. Jak již bylo dříve uvedeno stejně tak důležitý jako je tok materiálový je tok informační. To je dalším krokem při mapování současného stavu. Cílem zmapování toku informací je zjistit jak se jednotlivé materiály dodávají, jak mezi s sebou komunikují jednotlivé procesy a zmapovat systém plánovaní a řízení výroby. Nyní nám již nic nebrání v tom, abychom porovnali časy, které nám hodnotu přidávají s celkovým časem průběžné doby výroby. Tento index nám udává kolik procent z celkové průběžné výroby je plýtvání a kolik procent je práce přidávající hodnotu. 5
Ad. 3 Na základě praktických zkušeností autorů, zabývajících se problematiku VSM, které získali při zavádění této metody do praxe, vznikl souhrn otázek, který by nám měl pomoci při kreslení mapy budoucího stavu. Při postupném odpovídání na tyto jednotlivé otázky budeme získávat představu, jak by měl budoucí stav vypadat a usnadní nám to jeho navržení. Jedná se o tyto otázky: 1. Jaká je doba taktu? Doba taktu je čas, za který musíme vyrobit výrobek, abychom uspokojili požadavek zákazníka v čas a v požadovaném množství. Vypočítá se jako podíl disponibilního pracovního času za směnu a požadavkem zákazníka za směnu. Každý proces má určitý cyklový čas. Pokud se tento cyklový čas rovná času taktu tak je vše v pořádku. Pokud je nižší, znamená to, že vyrábíme výrobky na sklad a vzniká nám zbytečná zásoba a pokud je vyšší znamená t, že nedokážeme splnit požadavky zákazníka. Je proto důležité srovnat všechny cyklové časy tak, aby byly co nejblíže taktu zákazníka. 2. Budou se hotové výrobky přímo expedovat nebo se mají uložit do KANBAN zásobníku? Pokud máme nestabilní požadavky od zákazníka na počet našich výrobků, zvolíme raději uplatnění zákaznického kanbanového zásobníku na výstupu, abychom se tak vyhnuli tomu, že nebudeme mít, co zákazníkovi dodat. Většina objednávek se dělá na nějakou dobu dopředu a velikost expedičních dávek a frekvence jejich dodávek je známá, proto bude jednoduché určit také velikost zásoby při expedici. 3. Kde se dá použít plynulého materiálového toku? Zavést plynulý materiálový tok je možné například tam, kde se různé procesy vyrábí pouze jeden druh výrobku. Tyto procesy by také měly být blízko zákaznickému taktu. 4. Kde budeme muset použít systému tažení se supermarketem? Je zřejmé, že tam, kde není možno zavést plynulý materiálový tok mezi výrobními procesy, bude nutné zavést kanbanového systému. Nejedná se o systém jaký byl v otázce č. 2 (to byl zákaznický kanban). Kanbanového systému budeme muset využít tam, kde například technologicky nelze zavést již zmíněný plynulý materiálový tok. Například jednotlivé procesy jsou daleko od sebe a není možné je k sobě přiblížit. Nebo určitý proces má příliš krátkou dobu cyklu a vyrábí i pro jiné procesy než je náš sledovaný hodnotový tok, atd. 5. Ve kterém bodě výrobního řetězce (proces udávající krok) se bude plánovat výroba? V tomto bodě dochází k zavedení plynulého materiálového toku. Tento bod (proces) potom řídí celý hodnotový tok pro danou výrobkovou řadu. Jedná se o metodu DBR 3. Tato metoda pojedná o tom, že nejslabší článek celé výroby, tuto výrobu řídí. 3 DBR anglická zkratka pro Drum, Buffer, Rope, tedy buben, zásobník, lano 6
Pokud jsou procesy před tímto článkem rychlejší, bude se vytvářet před nejpomalejším procesem zásoba. Proto je celý systém řízen tahem. Za tímto úzkým místem potom není problém zavést plynulý materiálový tok, protože všechny procesy jsou výkonnější než samotné úzké místo. 6. Jak se bude rozdělovat výrobkový mix v taktovacím procesu? Z pohledu procesu by bylo nejlepší vyrábět jeden typ výrobku, vyrobit denní potřebu a následně vyrobit další typ atd. Vypadá to jako nelepší možné řešení, protože spotřeba času na přetypování stroje je minimální. Z hlediska zavádění konceptu štíhlé výroby to však není vhodné. Dávková výroba prodlouží průběžnou dobu výroby a navíc je nutné tyto výrobní dávky někde skladovat. Zvyšují se náklady na skladování, řízení a atd. Je proto vhodnější vyrábět jednotlivé typy po malých částech. A častěji. To klade zase velké nároky na přetypování stroje. Při využití metody SMED 4 je však možné tyto časy zkrátit na minimum, které nám vyhovuje. 7. Jaké zlepšení procesu budou nutná, abychom mohli splnit všechny předcházející návrhy v mapě budoucího stavu? Změny, které je nutné provést, aby mapa budoucího stavu vypadala tak, jak si představujeme, zaznamenáme přímo do mapy budoucího stavu a zvýrazníme si je. Při samotném zlepšování kritických procesů je nutné, aby operátoři odpovědní za daný proces pochopili nutnost zlepšení procesu a ztotožnili se s touto myšlenkou. Ad. 4 Samotná realizace celého konceptu VSM je nejdůležitější. Pokud jsme již absolvovali předcházející tři kroky a nerealizovali naše návrhy v mapě budoucího stavu, byla veškerá práce zbytečná. Mapa budoucího stavu nám ukazuje, co je nutno změnit (zlepšit). Stejně jako jakýkoli jiný projekt je nutné si realizaci navrhovaných kroků pečlivě rozplánovat. Zvolit si cíle, časový harmonogram, kontrolní body atd. To je však už součástí projektového managementu. Diskuse Pokud podnik chce zavádět koncept štíhlé výroby, jedním z neodmyslitelných kroků je zmapování toku hodnot. Tento proces je rozdělen do několika kroků, jejichž posloupnost by se neměla měnit. Jsou to: 1. výběr výrobkové řady 2. znázornění současného stavu 3. znázornění budoucího stavu 4. realizace Uvedený teoretický přístup udává pouze základní pravidla, ale konkrétní aplikace závisí na jednotlivých podnicích. Každá praktická aplikace teoretického přístupu vytváří jedinečné řešení, které musí splňovat specifika daného oboru a podniku. Samotná realizace je velmi 4 SMED (Single Minute Exchange of Dies) výměna nástrojů v čase 1 až 9 minuta 12, str.212 7
důležitá, protože pokud by se provedli předcházející tři kroky bez uvedení návrhů v praxi, byla by veškerá předcházející činnost zbytečná. Autor doufá, že tato práce dostatečně vystihuje danou problematiku, a může být výchozí inspirací ostatním, při implementaci metody VSM. Závěr Jedním ze základních principů průmyslového inženýrství je odstraňování plýtvání v jakékoli fázi výrobního procesu. Jedním z konceptů, kterému se čím dál více dostává větší popularity, je koncept štíhlé výroby (lean manufacturing, lean production). Štíhlá výroba se však netýká pouze činností výrobních. Tento koncept se může aplikovat (a také se aplikuje) v činnostech administrativních. Pro úspěšnost zavedení lean production je důležité, aby všichni zaměstnanci pochopili její princip a snažili se tyto principy dodržovat. Samotná implementace je nikdy nekončící proces. Pořád se dá něco zlepšovat a odstraňovat nedostatky. Proto, abychom mohli zavést koncept štíhlé výroby, je nutno provést několik kroků. Jedním z nejdůležitějších z nich je zmapování toku hodnot. Je to stěžejní krok, který nám poskytuje informace o tom, co je možno zlepšit a částečně také, jak je to možno zlepšit. Ovšem samostatná aplikace není jednoduchá záležitost. Výsledky, které nám však tato metoda přinese, předčí počáteční problém. 8
Použité zdroje: [1] DEBNÁR, P., KYSEĽ. M. Mapovanie toku hodnôt vo výrobe. Školící materiál IPA Slovakia. 2005, bez ISBN [2] KILPATRICK, J. Lean Principles, Utah Manufacturing Extension Partnership, 2003, bez ISBN [3] MAŠÍN, I. Mapování hodnotového toku ve výrobních procesech, 1.vyd. Liberec: Institut průmyslového inženýrství, 2003, ISBN 80-902235-9-1 [4] MAŠÍN, I., VYTLAČIL, M. Nové cesty k vyšší produktivitě metody průmyslového inženýrství. 1.vyd. Liberec: Institut průmyslového inženýrství, 2000. 311 s. ISBN 80-902235-6-7. [5] ROTHER, M., Shook J. Learning to see. Lean enterprise institute, Brooklin 1999, ISBN 0966784308 [6] VESELKOVÁ, J. Projekt zavedení Lean Manufacturing na výrobní lince 23 v Siemens Automobilové systémy s.r.o., Diplomová práce. FaME. UTB ve Zlíně. 2005 [7] Ako efektívne mapovať hodnotový tok v podniku? IPA Slovakia, Žilina, 67 stan, bez ISBN [8] Lean Manufacturing, [online]. Publikováno 2001, [cit. 2006-04-10]. Dostupné na www: http://www.ifsworld.com/binaries/lean%20manufacturing_tcm31-12592.pdf [9] Value stream mapping [online]. [cit. 2006-04-10]. Dostupné na www: http://www.mamtc.com/lean/building_vsm.asp [10] Value Stream Mapping [online]. Publikováno 2003, [cit. 2006-04-10]. Dostupné na www: http://www.isixsigma.com/dictionary/value_stream_mapping-413.htm [11] Value Stream Mapping - Waste Visualisation, [online]. Publikováno 2005, [cit. 2006-04-10]. Dostupné na www: http://www.valuebasedmanagement.net/methods_value_stream_mapping.html [12] Výrobní systém společnosti Toyota, [online]. Publikováno 2003, [cit. 2006-04-10]. Dostupné na www: http://tcpa.cz/cz/about_factory_tps.php 9