Projektování výrobních buněk

Projektování výrobních buněk Prezentace Studijní program Průmyslové inženýrství Brno Dušan Dostál API Akademie produktivity a inovací Institut průmyslového inženýrství 2005-2015

Obsah prezentace» Výroba v dávkách versus OPF» Charakteristika výrobních buněk» Principy výrobních buněk» Metodika projektování výrobních buněk Varianty layoutu Flexibilita buňky Balancování operací Rozmístění pracovníků»zajištění kvality ve výrobních buňkách»jak zajistit plynulý náběh 3P proces» Praktické příklady

Výrobní buňky» Co jsou výrobní buňky?» Proč výrobní buňky zavádět?» Typy výrobních buněk» Štíhlé výrobní buňky» Varianty uspořádání pracovišť

Jaké problémy řeší výroba Máme velkou rozpracovanost v procesu? Máme dlouhou průběžnou dobu? Máme problémy s výkyvy v odvolávkách? (sezónnost) Máme specialisty na organizování toku výrobku? Máme problémy se stabilním výkonem a produktivitou? Jsme závislí na vysoké kvalifikaci pracovníků? Máme nedostatek prostoru? Máme opakovaný proces? Jsme schopni definovat skupinu výrobků podle technologie? Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz

Buňka Buňka (lat. cellula) je základní stavební a funkční jednotka těl organizmů Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-lbc.cz 5

Buňky Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 6

A P C D Ideas Continuous Improvement board Performance Charts & Customer feedback Skills Matrix Team meetings Station 3 Station 4 Station 5 Trust and respect Line-side deliveries Station 2 Station 6 5S; a place for everything Poka-Yoke & 1 Piece Flow Station 1 End of Line Test Stock replenishment Production// scheduling board Takt Time Packing / delivery Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz

Abychom štíhle vyrovnávali potřeby trhu, musíme mít v rámci výrobního systému zavedeny prvky flexibilní výroby. Málo zakázek Hodně zakázek Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 8

Definice montážní buňky Montážní buňka se skládá ze dvou a více operací nebo pracovišť určených k výrobě definovaného počtu finálních výrobků (výrobkové rodiny). Buňka je chápána jako funkční jednotka výrobního provozu a je založena na prvcích samořízení (minifactory). Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 9

Co je výrobní buňka? Výrobní buňka se skládá ze dvou nebo více operací nebo pracoviště věnované zpracování omezeného počtu částí nebo výrobku do více nebo méně kompletní složky nebo shromáždění. To je potom uspořádané k tomu, aby pracovalo jako jednotka výrobního zařízení. Buňka je často považována za mini továrnu. Důležitou vlastností je mobilita a flexibilita. Cílem buňkově uspořádané výroby je hledat a využívat každou příležitost ke zlepšení. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 10

Předpoklady výrobních buněk Skupiny výrobků» Výrobky, které sdílí nebo mohou sdílet stejné výrobní procesy nebo zařízení. Opakovaný výrobní proces» Vytvoření výrobních buněk je náročné na čas, energii a finanční prostředky. Proto je nutné, aby produkovali větší série součástek, které zákazník opakovaně objednává. Když tým získá potřebné zkušenosti s redesignem buněk - vytvoří buňku z mobilních zařízení, čímž se zredukuje čas na prostředky, které se do toho investovaly. Malé pohyblivé zařízení» Zasouvatelné kolečka, rychlospojky pro připojení energie (vzduch, voda, elektrika apod.). Flexibilní pracovníci, vhodní a ochotní pro absolvování tréninků a další zvyšování kvalifikace Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 11

Příklady buněk Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 12

Typy výrobních buněk Buňky pro výrobu součástí (obrábění, lisování, kování, apod.)» výrobní jednotky s integrací veškerého technologického zařízení i nástroje řízení potřebné pro komplexní výrobu» jedním z typu těchto buněk je buňka ve tvaru písmene U Montážní buňky» mohou být ve svou hierarchických úrovních (předmontážní buňka a buňka finální montáže). Procesní buňky (lakování, tepelné zpracování, povrchová úprava)» budovány na základních technologických procesech, kterými zajišťují služby ostatním oblastem výroby» většinou jsou založeny na rozměrných a nemobilních zařízeních, která zajišťují jeden proces pro ostatní buňky» budovány v různých uspořádáních s ohledem na objem, velikost a komplexnost Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 13

Typy výrobních buněk Výrobní linkové buňky» tento typ buňky má mnoho vlastností tradiční montážní linky Skupiny buněk dle technologie» nejstarší a nejběžnější typ buněk. V této souvislosti skupinové technologie se odkazuje na výsledek» třídění položek nebo částí do skupin, které navzájem obsahují běžné společnou oblast Funkční buňky» sestávají se ze dvou nebo více strojů vykonávající běžný typ procesu nebo operace» jsou vhodné k procesu, který je do určité míry specializovaný, vyžadující zvláštní zařízení. Funkční buňky jsou často spojené s obsluhou specialisty, testováním a citlivými operacemi. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 14

Principy

Proč zavádět výrobní buňky? Dávková výroba Kontinuální tok Úspora 18 min!!! Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 16

Tok jenoho kusu Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 17

Tok jednoho kusu Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 18

Tok jednoho kusu Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 19

Takt zákazníka Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz

Tok jednoho kusu Výhody toku jednoho kusu Problémy s kvalitou se rychleji zjistí. Odstraňuje plýtvání z přepravy. Zkracuje průběžnou dobu výroby výrobku. Zlepšená komunikace mezi pracovníky a vzájemné zaškolení. Snižuje stav rozpracované výroby. Umožňuje obsluhu více procesů jedním pracovníkem. Umožňuje pružnost pracovní síly pro případ výkyvů odběratelské poptávky. Snižuje potřebnou podlahovou plochu. Nutí k rychlé výměně/přípravě pracoviště a nastavení. Rychlejší reakce na časové ztráty z poruch strojů. Odstranění plánování pro jednotlivé stroje. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 21

Muda Muri Mura MUDA plýtvání MURA neplynulost MURI přehřátí Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.c z 22

Muda Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 23

Sklad Operátoři mohou snadno provádět více operací PŘED: PO: Balení & expedice Sklad Sklad Sklad Dopravní pás Sklad 1 Sklad Sklad 2 5 Sklad Sklad 4 Sklad 3 Balení & expedice Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 24

Operace by měly probíhat jako tok jednoho kusu (optimální dávky) Čeká na zpracování Ve zpracování KONEC START Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 25

Operátoři musí být multiprofesní PŘED: PO: Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 26

Do pracovní trasy nesmí vyčnívat části strojů PŘED: Bolí mě nohy a záda! PO: Market Area Perfektní! Tahle podlaha je dobrá! 1 výstupek 5 výstupek 1 5 2 výstupek 4 2 4 3 3 Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 27

Operátoři musí pracovat uvnitř buňky PŘED: PO: Market Area 5 1 1 5 4 2 2 4 3 3 Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 28

Suroviny Suroviny Zásobování od zadní strany strojů PŘED PO Suroviny Suroviny Suroviny Podávání Podáv. Podáv. Suroviny Suroviny Suroviny Podáv. Podáv. Suroviny Suroviny Pracovní trasa Pracovní trasa Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 29

Pracovní úkony musí být prováděny v rámci obálky dosahu paží Malá žena - pohled shora Přípustný dosah Upřednostňovaný dosah Malá žena - pohled zboku Side View Přípustný dosah Upřednostňovaný dosah Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 30

Prostor pro opravy by neměl být součástí buňky PŘED: PO: Prostor oprav Opravit v rámci chodu linky nebo linku zastavit a řešit problém. Směr pohybu díla Směr pohybu díla Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 31

VÝROBEK Zajištění FIFO PŘED Který výrobek sem byl umístěn první??? PO VÝROBEK Nejstarší výrobek první. 4 3 2 1 Směr podávání?? Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 32

Plnění Centrální tržnice s včasným doplňováním materiálu PŘED C Centrální sklad B Sklady provozu A Sklady u linky A Start A PO Dodávka do místa spotřeby Start Konec Centrální tržnice B A A A Konvenční linka A A A B A A A Plnění Plnění Plnění Plnění Plnění Plnění A A A C Konec A Trasa doplňování zásob Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 33

Pravidlo: výstup z buňky se mění přidáním/uvolněním operátorů 1 5 2 3 4 6 1 2 3 4 5 6 CT Výrobku A = 55 sec. CT = doba cyklu CT Výrobku B = 45 sec. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 34

Pravidlo: v ideálním případě je jedna buňka jeden výrobní tým. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 35

Principy štíhlých výrobních buněk Pracuje podle taktu zákazníka Aplikuji tok jednoho kusu pokud je to možné Minimalizace předmontáží vše do linky (pokud to jde) Implementace standardní práce Kvalita je součástí procesu Poka Yoke Successive inspection kontrola následným pracovištěm Andon proces součástí linky Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 36

Principy štíhlých výrobních buněk Výstup jedné operace je vstupem druhé operace. Těsné uspořádání a orientace strojů s cílem vícestrojové obsluhy. Existují úzké tvary stojů a zařízení, které umožňují umístění řídícího panelu ve výšce a vertikální otevírání dveří. Při U- buňce první a poslední operace by měla být při sobě aby to mohl vykonávat 1 operátor. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 37

Principy štíhlých výrobních buněk Vyvážený materiálový tok s jednoduchou manipulací na další operaci. V případě, že je možné plynulý materiálový tok jednoho typu součástky bez zásobníků. Tok výroby je jedním směrem. Max. využití gravitace při manipulaci mezi operacemi. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 38

Principy štíhlých výrobních buněk Malé manipulační zařízení. Nářadí, pomůcky a dodavatelé jsou umístěni co nejblíže, přípravky jsou rozdělené na jednotlivé zařízení Strike Zone. Neklást překážky (dopravníky, zábradlí, skříňky, řídící panely apod.) podél trasy operátora v rámci buňky nebo mezi nimi. Maximální výška objektů 150 cm. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 39

Principy štíhlých výrobních buněk Polotovary a vstupující součástky jsou skladované blízko místa spotřeby a jsou jednoduše dosažitelné operátorem. Mezisklady jsou umístěny blízko buněk, které zásobují. Zásobování materiálu neomezuje operátora při práci. V případě multi buněk, kde jedna dodává součástky druhé je důležité, aby výstupy z jedné buňky byly co nejblíže vstupu druhé buňky. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 40

Principy štíhlých výrobních buněk Manipulace s materiálem je oddělena od výrobních operací. Flexibilita pro rychlou a jednoduchou reorganizaci buňky. Připojení energií na rychlospojky. Po ukončení strojního času výrobek automaticky vystoupí z pozice. Balancování operací na 95%. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 41

LCA a průmyslová automatizace Projektování výrobních systémů 42

Dodržujeme principy v našem podniku?... LCA a průmyslová automatizace Projektování výrobních systémů 43

Cíl projektování buněk»efektivní práce»plýtvání a jeho důsledky»co přináší eliminace plýtvání»příklady plýtvání ve výrobě

Zvýšení efektivity (nebo produktivity) Pracovat efektivně neznamená provádět něco rychleji, ale provádět něco správně!!! Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 45

Které činnosti nezvyšují výrobku hodnotu? Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 46

Základní charakteristiky štíhlého pracoviště Optimální materiálový tok Pohyby pracovníka Flexibilita pracoviště Nulové plýtvání Minimální pracovní prostor Ergonomie Standardizace Efektivita stroje Vizualizace Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 47

Projektování montážních buněk

příprava podkladů pro analýzu operací příprava podkladů pro návrh layoutu Postup při projektování montážních buněk START analýza operací balancování návrh nového layoutu mikrologistika buňky metody štíhlé výroby NÁVRH sestavení týmu zahájení projektu zákazník a jeho potřeby analýza sortimentu (XYZ analýza) popis současných operací analýza operací procesní matice časové studie počet operátorů diagram cyklů (BI) scénáře (různé takty) diagramy cyklů (vybalancování) návrh nového lay-outu buňky varianty lay-outu (min. 2) pohyb operátorů (vybalancování) mikrologistika buňky (BOM) prostředky materiálového toku na pracovištích specifikace zásob na pracovištích aplikace vybraných metod štíhlé výroby pracovní standardy 5S pohybová ekonomie vizuální řízení kontrolní list potenciál pro zákazníky rychlé změny sortimentu Jidoka TPM-AU LCA akční plán harmonogram identifikace plýtvání a návrhy na jeho eliminaci prezentace diskuse doplnění REALIZACE Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 49

Analýza sortimentu Při analýze sortimentu je nutné zjistit, jak často jsou (budou) jednotlivé výrobky vyráběny. Výrobní mix Často vyráběné výrobky (high-runners) Zřídka vyráběné výrobky (low-runners)?? Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 50

Analýza sortimentu Jak často jsou které výrobky z výrobního mixu vyráběny, zjistíme pomocí analýzy sortimentu (XYZ analýza). Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 51

Flexibilní takt Flexibilní takt = takt dle potřeb zákazníka Hodně zakázek Rychlý takt Málo zakázek Pomalý takt Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 52

Flexibilní takt Pokud zpracujeme XYZ analýzu, jsme schopni vypočítat tzv. zákaznické takty, které využijeme při dalším návrhu buňky. = uvažujeme 450 min/směnu Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 53

Flexibilní takt Zákaznické takty Výrobek rychlý takt (s/ks) střední takt (s/ks) pomalý takt (s/ks) POLO 27 41 59 SLW 35 70 96 PQ 35 48 76 108 Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 54

Procesní matice

Abychom mohli specifikovat stroje a zařízení, ze kterých se bude skládat buňka, musíme definovat elementy operací, resp. operace, které se týkají dané rodiny podsestav či finálních výrobků. Tuto analýzu provedeme pomocí tzv. procesní matice. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 56

Procesní matice výrobky pracovní elementy (operace) prováděné v buňce XX X X XX X X X Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 57

Určit výrobek - produktovou skupinu SLUŽBA A B C D E F G PROCES 1 2 3 4 5 6 7 8 VÝROBKOVÁ RODINA Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 58

vstup Pomocí procesní matice získáme odpověď na otázky: z čeho bude složena buňka? jaké operace budou součástí buňky? jaké stroje a zařízení? výstup Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 59

Montážní diagram

Montážní diagram je grafické znázornění postupu montáže, která se běžně skládá z činností na sebe navazujících, a z činností, které jsou do určitého kroku nezávislé. Grafický popis postupu montáže a identifikace nezávislých kroků montáže nám umožňuje identifikovat jednotlivé pracovní elementy, izolovat montážní operace a později přerozdělit pracovní elementy mezi pracovníky, vybalancovat práci v buňce apod. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 61

Montážní diagram dodávaný díl operace (činnost vykonávaná jedním pracovníkem nebo jedním strojem) pracovní element nejmenší přirozený díl práce pravidelný nepravidelný Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 62

Element (work element): určitý (malý) počet základních pohybů prováděných v přirozeném sledu jedním pracovníkem, který je zřetelný, popsatelný a měřitelný. Jde o jakousi jednotku práce, která by mohla být s ohledem na postup v daném procesu klidně předána i dalšímu pracovníkovi. Takže zatímco například práce vzít z paletky jeden šroub a vložit ho do otvoru je jeden pracovní element, činnost vzít z paletky jeden šroub pracovním elementem není. Identifikace a časové ocenění pracovních elementů je základem studia pracovních metod. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 63

Montážní diagram část šroubek vložit do závitu a zašroubovat vizuálně zkontrolovat přilepit kryt na šroubek vybrat plastový kryt natřít ho lepidlem Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz

Analýza stávajícího technologického postupu Pochopení stávajícího technologického postupu, tak aby následně mohlo být řešeno sloučení operací, jejich záměna, eliminace apod. s cílem vytvořit one pice flow proces. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 65

Procesní analýza Slouží k popisu účinnosti a výkonnosti operací obsahujících větší podíl přesunu, čekání a překážek. Účinná při analýze postupu výroby produktu, procházejícího několika technologickými procesy. Obecný postup při procesní analýze:» 1. krok předběžná studie (objem výroby, popis produktu, standardy kvality, standardy kontroly, organizace pracoviště, procesní toky, materiál)» 2. krok analýza toku (pohybu) produktu» 3. krok záznam všech relevantních informací» 4. krok analýza současného stavu» 5. krok plán zlepšení» 6. krok implementace a hodnocení» 7. krok standardizace Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 66

Symboly procesní analýzy Operace Změna tvaru nebo charakteristik materiálu, polotovaru, produktu Transport Skladování Čekání Kontrola množství Změna umístění materiálu, polotovaru nebo produktu Plánované shromažďování materiálů, polotovarů, součástí a produktů Neplánované shromažďování materiálů, polotovarů, součástí a produktů Kontrola kvality Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 67

Procesní analýza Během výrobního procesu pouze 5 operací přidávajících hodnotu, 10 x proveden transport, 7 x provedeno skladování. Produkt urazí 144 metrů. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 68

Montážní diagram Operace Komponent čas Tok Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 69

Analýza operací pomocí časové studie

Analýza operací pomocí časové studie Pro další postup musíme znát časy pracovních elementů, které určíme pomocí metod přímého měření práce (stop-watch study). Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 71

Analýza operací pomocí časové studie Mezní bod Je to bod, kdy konec jednoho elementu je automaticky začátkem elementu následujícího. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 72

Analýza operací pomocí časové studie Plynulá chronometráž měření jednotlivých elementů (průběžné časy) zahájení/konec měření Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 73

Analýza operací pomocí časové studie Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 74

Naměřené hodnoty zakreslíme do grafu vytížení Jaká je kapacita linky? Které pracoviště je nejvíc nevytíženo? OP 1 OP 2 OP 3 OP 4 OP 5 Nejčastější formou zobrazení vytíženosti jednotlivých operátorů v lince je sloupcový graf. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 75

Určení teoretického počtu pracovníků

Určení teoretického počtu operátorů teoretický počet operátorů = celkový normální čas (pracnost) čas taktu pro daný výrobek Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 77

Příklady výpočtů teoretického a praktického počtu operátorů (buňka sací pumpy) Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 78

Diagramu cyklů

Diagram cyklů (cycle times chart, balance chart, Yamazumi chart): sloupcový graf, který ukazuje délky jednotlivých časů cyklů operátorů ve výrobní buňce nebo lince. Pomocí tohoto grafu můžeme sledovat vytížení jednotlivých operátorů v rámci času taktu a zhodnotit úroveň vybalancování linky či buňky (také označován jako Yamazumidiagram). Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 80

Nakreslení diagramu cyklů (vybalancování buňky) čas (s) TT - čas taktu (s/ks) c T - časy cyklů (s/ks) operátor 1 operátor 2 operátor 3 operátoři Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 81

Ideální kreslení diagramu cyklů jsou znázorněny jednotlivé elementy jsou zahrnuty i nepravidelné činnosti čas (s) nepravidelná činnost (podíl času na 1 ks) TT - čas taktu (s/ks) c T - čas cyklu (s/ks) element operátor 1 operátor 2 operátor 3 operátoři Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 82

Po nakreslení diagramu cyklů určíme úroveň vybalancování pomocí tzv. balance indexu (BI) BI (%) = součet časů cyklu počet operátorů * takt pracoviště takt takt * 2 C T2 C T1 C T1 + C T2 High-runner.. BI více než 85% Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 83

Time (Minutes) Takt a OEE Stanovení indexového času balancování Current Line Balance 40 35 30 25 20 15 10 5 0 Work Station 1 2 3 4 5 Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 84

Jak balancovat Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 85

Taktování montážních buněk

Pro jednotlivé buňky musíme mít připravené různé scénáře ( = více rychlostí), které budou odpovídat různým zákaznickým taktům. V rámci projektování buněk si musíme položit otázky : kolik bude operátorů v buňce pro výrobek X a takt? jaké bude vytížení operátorů v daném scénáři? jaká kapacita za směnu/den/týden/měsíc?

Scénáře pro jeden výrobek a různé takty čas (s) pomalý takt čas (s) střední takt operátor 1 operátor 2 operátor 3 operátoři oper. 1 oper. 2 oper. 3 oper. 4 oper. 5 operátoři čas (s) rychlý takt 1 2 3 4 5 6 7 8 operátoři

Scénáře pro různé výrobky a různé takty čas (s) výrobek 1 čas (s) výrobek 4 čas (s) výrobek 3 1 2 3 4 5 operátoři čas (s) výrobek 2 1 2 3 operátoři 1 2 operátoři 1 2 3 4 5 6 7 operátoři

Vytváření scénářů probíhá pomocí tzv. balancování buňky, při kterém se soustředíme na: eliminaci činností nepřidávajících hodnotu přesun elementů mezi operátory větší rozpracovanost (WIP) další externí zdroje

Příklady scénářů (buňka sací pumpy)

Návrh nového layoutu linky

Tvary výrobních buněk Při návrhu layoutu výrobní buňky můžeme uvažovat o následujícím uspořádání výrobních zařízení:» Přímý tok» Tvar písmene U» Tvar písmene L» Spine tvar Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 93

Přímý tok Jednoduché na pochopení, plánování a řízení. Jednoduchá a nenákladná manipulace. Jednoduchý přístup z obou stran. Nehrozí nahromadění v bodě vstupu a výstupu. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 94

Uspořádání do tvaru písmene L Umožňuje delší série operací na limitovaném prostoru. Umožňuje podávat materiál přímo z komunikace a proces ukončit v místě spotřeby. Umožňuje izolaci nebezpečných a problematicky přemístitelných zařízení na roh. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 95

Spine tvar Dobře vyhovuje buňkám s velkou variabilitou výrobního postupu. Umožňuje dobré oddělení speciálního zařízení. Vyhovuje i funkčním (technologickým) buňkám. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 96

Uspořádání do tvaru písmene U Automatický návrat výrobku a mobilní manipulace do vstupu buňky. Společný vstupní a výstupní bod umožňuje pohodlnou manipulaci do buňky a z buňky. Pracovníci ve středu si mohou navzájem jednodušeji pomáhat. Jednoduché přiřazení vícero operací 1 pracovníkovi Lepší vybalancování linky. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 97

Layout buňky (cell layout): prostorové (dispoziční) uspořádání strojů, zařízení, nástrojů, měřidel a úložných míst ve výrobní nebo montážní buňce dle pravidel štíhlé výroby. Nejčastěji je využíván layout ve tvaru U (U-shape cell). Materiálový tok zpravidla proti směru otáčení hodinových ručiček. Vzdálenost mezi stroji zpravidla minimální. Umístění první operace (vstup) a poslední operace (výstup) zpravidla blízko sebe.

Příprava podkladů Pro další fázi projektování je nutné připravit následující podklady a materiály: popis pracovišť, popis dílů a podkompletů, navrhovaný pracovní postup, výkresovou dokumentaci (současný lay-out) ve větším formátu, vystřižené obrysy všech zařízení a montážních stolů, rozměry regálů a prvků materiálové přípravy soubory CAD apod.

Příklad: Popis pracoviště Stůl rozměr: 1000x700x860 osvětlení : ano zásuvka 240V: ne pneumatika: ano horní rameno: ne police na materiál: ano pracovní poloha: ve stoje zařízení: ano (viz dále) Zařízení Zařízení pro testování držáku (viz další obrázek) Video sekvence: zpracována

Příklad: Popis pracoviště Rozměry testovacího zařízení: 520 200 Pohled ze spodu : 280 950 400 250

Příklad: Popis dílů a podsestav 1 2 3 4 5 1. podsestava-hrnec 2xbox (400x600x300) 2. podsestava - víko 2xbox (400x600x300) 3. plovák 2xbox (300x400x100) 4. 3 typy of endings v kontejnerech 5. podsestava pumpa z předcházející operace (dávka min. 4 ks) 5. Pružina (uvnitř) 2xbox(300x400x100)

Vychystávání materiálu v buňce Pro každý zásobník či regál je třeba vypracovat seznam jeho položek (dle BOM) označení zásobníku název položky číslo položky typ balení MAX

Pro vytvoření seznamu položek (kompletní BOM) se zpracuje materiálová mapa buňky označení zásobníku název položky číslo položky balení označení zásobníku název položky číslo položky balení označení zásobníku název položky číslo položky balení označení zásobníku název položky číslo položky balení označení zásobníku název položky číslo položky balení označení zásobníku název položky číslo položky balení označení zásobníku název položky číslo položky balení

Definovat velikost zásob Po zpracování mapy je nutné specifikovat velikost zásob na pracovištích (regálech a zásobnících pro jednotlivá pracoviště, resp. velikost rozpracované výroby). specifikovat MAX jednotlivých materiálů a dílů specifikovat MAX počet balení využít pro plánování rozměrů prostředků materiálového toku

Umístění materiálu na lince V tomto kroku je potřeba navrhnout (nová) řešení, tvar i rozměry jednotlivých prvků pro vychystání materiálu a dílů v montážní buňce.

Příklady úprav prvků materiálového toku pro buňku. Před Před Po Po

Návrh layoutu linky

Aplikace vybraných metod štíhlé výroby

K tomu, aby byl návrh buňky již od počátku štíhlý, musíme implementovat vybrané metody štíhlé výroby zaměřené na eliminaci plýtvání a zvýšení flexibility. Pracovní standardy Pohybová ekonomie 5S Vizuální řízení TPM-AU Rychlé změny sortimentu Jidoka LCA

Pracovní standardy Standard (standard): 1. popis nejlepšího známého postupu pro provedení daného pracovního úkolu, 2. jakékoliv akceptované pravidlo, hodnota ukazatele, model nebo kritérium, pomocí kterých je prováděno porovnávání, 3. technická specifikace. Standardizace (standardization): program, který se orientuje na vytváření a kontrolu standardních postupů a procedur v oblastech jako např. pracovní postupy, zajišťování jakosti výrobků, vytváření pracovních podmínek apod.

Kombinovaný diagram operace

Pohybová ekonomie Využití principů pohybové ekonomie (motion economy) eliminuje plýtvání pohyby, usnadňuje úkoly operátorům, redukuje únavu, pomáhá zvyšovat produktivitu a redukovat poškození zdraví z důvodu opakovaného zatížení (CMT/RMI: Cumulative Trauma Disorder / Repetitive Motion Injury).

Pohybová ekonomie Principy pohybové ekonomie definoval poprvé Ralph M. Barnes ve 30. letech dvacátého století. Pro správný návrh buňky musíme tyto principy dobře znát a využívat. 1. Využití lidského těla (9 principů) 2. Uspořádání pracoviště (8 principů) 3. Nástroje a zařízení (7 principů)

1. Využití lidského těla (9 principů) Obě ruce by měly zahájit pohyb současně. Obě ruce by neměly být nečinné současně mimo intervalu pro odpočinek. Pohyby rukou by měly být prováděny v opačném směru, symetricky a simultánně. Pohyby rukou by měly být omezeny na nejnižší možné klasifikaci, při které je možné práci uspokojivě provést. Pohybová energie by měla být využita pro pomoc pracovníkovi kdykoliv je to možné přičemž musí být minimalizována, jestliže musí být překonána svalovým úsilím. Plynulé kontinuální pohyby rukou jsou preferovány před cik-cak pohyby nebo přímými pohyby s náhlými a ostrými změnami směru. Balistické pohyby rukou jsou rychlejší, snadnější a přesnější než omezené (fixování) nebo kontrolované pohyby. Rytmus napomáhá hladkému a automatickému provádění operací. Umožněte proto pracovat v přirozeném rytmu.

Využij pohyby v co nejnižší možné kategorii: Kategorie Kloub (bod otáčení) Segment lidského těla 1 2 3 4 Kloub prstu Zápěstí Loket Rameno prsty dlaň, prsty předloktí, dlaň, prsty nadloktí, předloktí, dlaň, prsty 5 Rameno tělo + nadloktí, předloktí, dlaň, prsty

2. Uspořádání pracoviště (8 principů) Na pracovišti musí být jednoznačné a pevné místo pro nástroje a materiál. Nástroje, materiál a kontrolní pomůcky by měly být umístěny blízko a přímo před operátorem. Gravitační zásobníky a přepravky by měly být využity tam, kde je to jenom trochu možné. Vychystání materiálu pádem by mělo být využito tam, kde je to jenom trochu možné. Materiál a nástroje by měly být umístěny tak, že pracovníkovi umožníme provádět nejlepší pracovní pohybovou sekvenci. Zajistěte adekvátní vizuální vnímání. Dobré osvětlení je prvním předpokladem. Zajistěte takovou výšku stolů a židlí, které umožní střídání práce v sedě a vestoje. Poskytněte pracovníků takové židle, které umožní vhodný pracovní postoj a polohu.

3. Nástroje a zařízení (7 principů) Ulehčete rukám od práce, která může být prováděna pomocí vodících přípravků, upínačů nebo nohou ovládaným zařízením Kombinujte nástroje tam, kde je to možné. Předumisťujte nástroje a materiál. Tam, kde prsty vykonávají nějaký specifický pohyb, jako např. psaní na stroji, rozložte zatížení dle vrozených dispozic prstů. Rukojeti (páka, velké šroubováky apod.) by měly umožnit, aby se jich ruka dotýkala na maximálním možné ploše (zejména při použití síly). V případě lehké montážní práce by rukojeti nástrojů měly být v dolní části menší. Páky, držadla a ruční kola by měly být umístěny v takové pozici, že operátor s nimi může manipulovat při co nejmenší změně postoje těla a co největší mechanickou přesilou.

5 S 5S (five S): metoda založená na pěti principech, pomocí kterých lze získat a udržet čisté a organizované pracoviště. Mezi tyto principy patří: Seiri vytřiď a odstraň nepotřebné věci Seiton uspořádej a označ vše potřebné Seiso čisti a identifikuj abnormality Seiketsu standardizuj činnosti Shitsuke udržuj disciplínu, trénuj a kontroluj

A relentless barrage of why s is the best way to prepare your mind to pierce the clouded veil of thinking caused by the status quo. Use it often. Production Preparation Process (3P)» Co je 3P»Historie 3P» Proč používat 3P?» Metodika 3P»Základní principy štíhlé výroby v 3P»Praktické ukázky 3P»Jak budeme postupovat

Znáte tyto problémy při zavádění výroby? Nekompletní dokumentace výrobek, přípravky..? Máte dlouhou fázi stabilizace sériové výroby? Děláte zásadní změny v průběhu několika měsíců po náběhu? Existuje zdlouhavá komunikace mezi odděleními v přípravné fázi? Máte problémy v komunikaci se zákazníkem o tom co je OK a co NOK? Zavádíte lean myšlenky až do hotového procesu? Máte problémy s kvalitou (se zákazníkem) na prvních kusech? Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 121

A znáte výroky Teď už je pozdě něco měnit, měli jste si to rozmyslet dřív. To nechápu kdo to mohl vymyslet. Myslel jsem si že to vyjde. To se nedalo předvídat. Ale za to je zodpovědný někdo jiný. Proč jste se nezeptali dříve? Ale já se tady nemohu vejít s tím vozíkem. Atd. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 122

Princip 3P Dvakrát měř a jednou řež. Vezmi si čas zastav se před finální realizací procesu/ výrobku poslední šance. Nebuď v tom sám vytvoř tým. Dívej se do budoucnosti - o více než jeden krok dále. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 123

Co je 3P Production Preparation Process Proces přípravy výroby je součástí celkového přístupu tzv štíhlého vývoje (designu) výrobku. Zaměřuje se na fázi mezi ukončením vývoje, návrhem výrobního procesu a náběhem výroby. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 124

Co je 3P? Výhody přístupu 3P procesu» Multi profesní přístup.» Rychlé testování ideí, námětů, návrhů.» Implementování principů štíhlé výroby do konstrukce výrobku a návrhu výrobního procesu. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 125

Co je 3P? Kaizen a další metody štíhlé výroby berou proces jako daný a vněm hledají zlepšení. 3P se zaměřuje na hledání plýtvání již ve fázi designu a definování procesu výroby (rozhraní mezi výrobou a vývojem). 3P hledá a prověřuje možnosti jak dosáhnout požadavků zákazníka při nižší časové náročnosti, materiálových požadavcích a celkových nižších kapitálových nákladech. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 126

Lean Design a 3P Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 127

Cíle 3P Realizace 3P procesu zajistí spokojeného zákazníka tím, že pomůže dosáhnout:» Požadovanou kvalitu výrobku definovanou zákazníkem.» Požadovanou úroveň plánovaných nákladů.» Dodržení termínu (harmonogramu náběhu). Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 128

Cíl 3P Využitím simulace a multiprofesních týmů zajistit implementaci principů štíhlé výroby do výrobního procesu a tím dosáhnout konkurenční výhodu. Integrovat produkt a výrobu (výrobní proces). Soustředit pozornost na předvýrobní fázi nikoliv lovit problémy (plýtvání) v průběhu reálné montáže. Inženýring se přiklání k 3P, aby zlepšili efektivitu v konstrukci a výrobě. Najít si čas na proaktivní přístup k řešení potenciálních problémů (plýtvání) v procesu. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 129

Budovat proces ze vnitř Budovat proces ze vnitř znamená definovat procesy, hardware (přípravky, výrobní zařízením nářadí a nástroje), software přesně na míru výrobku nic více nic méně. Produkt Proces Zařízení, přípravek Budování procesu z venku vede např k pořízení strojního zařízení (universálního ) se zbytečnou funkčností, složité, neodpovídající přesně požadavkům výrobku. Vede k budování zbytečně robusních a drahých procesů. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 130

Cíl 3P je štíhlá výroba Vyvinout výrobek pro štíhlou výrobu. Zahrnou přístup Poka Yoke a kvalitu v procesu. Zahrnout principy JIT. Garantovat spolehlivost procesu (standardizaci) a cyklový čas. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 131

3P proces Informační fáze Číslo dílu Výkresy Vzorek Objem Plán Takt Procesní kroky rozpočet Kreativní fáze 7 alternativ procesu Vytvoření modelu Simulace Modifikace procesu Tok materiálu TAKT Time Cycle Time Process Capacity Pracovní postupy Layout Náběh výroby Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 132

Kdy se 3P využívá / 5 hlavních příkladů Vývoj nového výrobku. Co nejdříve začít s implementací štíhlého myšlení. Ověření očekávaných nákladů na výrobu (investičních). Nepodepisovat kontrakty dokud není 3P realizovaný. Závažná změna designu výrobku. Nespouštět do výroby bez 3P. Zásadní z měny v objemech výroby. Ověření realizovatelnosti nutnosti úprav procesu. Přemístění výroby na jiné místo. Příležitost k zeštíhlení procesu. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 133

Zhodnocení návrhu

Po dokončení návrhu je nutné provést prověrku návrhu pomocí kontrolního listu

Fáze náběhu výroby» Dílčí části náběhu výroby» Zahájení zkušebního provozu» Optimalizace buňky

Fáze náběhu výroby Vstup Obsah Metoda Výstup Optimalizovaná linka Pracovníci Dodavatelé Linka Výsledky zkúšební výroby Optimalizovaná linka Zkušební výroba, korekce Trénink pracovníků Dopracování pravidel s dodavateli Zkušební výroba, korekce Korekce, zlepšování, standardizace Zkušební výroba, korekce Pozorování, analýza práce Trénink, školení WS Analýzy, audity WS, zlepšování Pozorování, analýza práce Korekce, nářadí, přípravky Připravení pracovníci Synchronizace dodávek Možnosti, zlepšení Stabilní výroba, standardní výroba korekce, nářadí, přípravky Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 137

Zahájení zkušebního provozu Analýza činnosti linky:» Přímé měření (porovnání s metodikou Basic MOST).» Sledování z hlediska dodržování pracovního postupu.» Sledování z hlediska kvality.» Uspořádání nástrojů.» Zásobování linky.». Trénink a školení obsluhy (změna materiálového toku, změna pracovního postupu, odmítavý postoj, změna norem. Neustálé zlepšování!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!! Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 138

Optimalizace Náběhová křivka. Optimalizační workshopy, TOC optimalizace úzkého místa linky. Prověření norem. Optimální rozmístění pracovníků. Projektování výrobních buněk www.e-api.cz www.ipi-liberec.cz 139