Graficzne wsparcie Lean Manufacturing

Przeprowadzając analizę procesów strumienia wartości i tym samym przygotowując diagram Value Stream Mapping jak najbardziej zaleca się, aby tworzyć go w miejscu występowania badanego procesu (na produkcji, w magazynie). Wtedy jak najbardziej wskazane jest robienie schematów za pomocą zwykłej kartki papieru i ołówka (nie zapominając o gumce), gdyż będąc w miejscu występowania procesu będziemy go najlepiej widzieli.

Natomiast głębszą analizę zebranych danych, można zrealizować za pomocą graficznych narzędzi wspierających przygotowanie diagramów VSM. Dzięki nim jesteśmy w stanie usystematyzować zebrane dane i stworzyć dokument, który następnie może nam posłużyć do wykonywania prezentacji, czy wprowadzenia zmian w istniejącym procesie .

Do tego celu możemy wykorzystać na przykład oprogramowanie LEAN-CAQ, które ułatwia opracowanie diagramów Value Strem Mapping. Oprogramowanie Lean-CAD powstało z myślą o stworzeniu narzędzia umożliwiającego usprawnienie pracy pracowników różnych działów w firmie, w szczególności chcących wprowadzać różne narzędzia ułatwiające pracę zgodnie z filozofią Lean Manufacturing.

Więcej na temat programu Lean-CAD

Lean-CAD obok narzędzia ułatwiającego tworzenie diagramów VSM zawiera również szereg innych bibliotek, które ułatwiają poznanie i opisanie procesów wewnętrznych w firmie (mapy i diagramy procesów, schematy blokowe, schematy organizacyjne). Ważne przy tym jest też to, że raz stworzony dokument możemy później edytować, zmieniać i w ten sposób dysponujemy narzędziem które wspiera nas w procesie ciągłego doskonalenia.

Szczupłe procesy przekładają się bezpośrednio na koszty, które w dzisiejszych czasach mają olbrzymi wpływ na wynik finansowy firmy. Dlatego prowadząc projekty związane z wdrażaniem Lean Management warto stosować właściwe narzędzia, które z jednej strony przyspieszą nasze działania, a z drugiej strony pozwolą nam lepiej dostrzec potencjał możliwych zmian w organizacji.

VSM - Value Stream Mapping

Komputerowe narzędzia wspierające Lean Manufacturing

Systemy informatyczne coraz częściej znajdują zastosowanie w projektach związanych z wdrażaniem Lean Manufacturing w organizacjach. Szczupła organizacja to przede wszystkim organizacja zdolna do ograniczania czynności i operacji, które nie podnoszą wartość wyrobu i jednocześnie zwiększają koszty jego wytworzenia. Za pośrednictwem kontroli i optymalizacji kosztów operacyjnych organizacja jest w stanie utrzymać konkurencyjną pozycję na rynku w dynamicznie zmieniającym się otoczeniu biznesowym.

Dzięki systemom informatycznym jesteśmy w stanie:
– znacząco przyspieszyć realizację projektów optymalizacyjnych (organizacja, logistyka, produkcja, jakość, technologia, sprzedaż),
– wprowadzić kulturę ciągłego doskonalenia (5S, Six Sigma, Kaizen),
– minimalizować ilość stanów magazynowych we wszystkich obiegach logistycznych (Value Stream Mapping, Kanban),
– integrować działania różnych działów i organizacji w firmie (wymiana informacji, dostęp do danych, koordynacja projektów),
– wykorzystać bazę wiedzy, jaka została uzyskana w ciągu wcześniejszych projektów (zarządzanie wiedzą),
– uzyskać szybki dostęp do informacji z innych działów (raporty, analizy, audity, specyfikacje, wymagania prawne, wymagania techniczne),
– zarządzać zasobami związanymi z przebiegiem projektów oraz kontrolować ich wyniki.

Narzędzia Lean Manufacturing

Wśród najważniejszych narzędzi możliwych do wykorzystania podczas realizacji projektów Lean Manufacturing warto wymienić:
CAD/CAM (Computer Aided Design/ Computer Aided Manufactring) – czyli oprogramowanie wspierające zarządzanie projektowaniem i wytwarzaniem,
CAQ (Computer Aided Quality) – czyli oprogramowanie wspierające zarządzanie jakością,
SPC Software (Statistical Process Control) – oprogramowanie pozwalające na ocenę procesów technologicznych pod kątem statystycznej zdolności procesów,
Projekt Management Software – oprogramowanie wspierające zarządzanie projektami (zasoby, środki).

Każda organizacja mająca w planach wprowadzanie szczupłego zarządzania powinna prawidłowo zaplanować ten proces, w szczególności zastosować właściwe środki i narzędzia. Popełnienie błędów na etapie planowania może doprowadzić do problemów finansowych i tym samym przynieść odwrotne skutki od zaplanowanych.

Kanban

Kanban jest kartą krążącą między klientem i dostawcą (mogą to być również obiegi wewnątrz firmy, jak na przykład produkcja – logistyka – magazyn).

Karta Kanban zwykle zawiera co najmniej następujące informacje:
dane identyfikacyjne wyrobu lub detalu,
– dostarczana ilość.
miejsce dostawy.

Dostawca dołącza kartę Kanban do swojej wysyłki i klient wysyłając ponownie kartę Kanban do dostawcy dokonuje jednocześnie zamówienia (dotyczy towaru w ilości opisanej na karcie Kanban).

System Kanban powstał w japońskim przemyśle samochodowym i samo słowo Kanban oznacza kartkę.

Zawsze gdy klient (również wewnętrzny, czyli np. magazyn wewnątrz firmy) pobiera wyrób, dostawca (lub komórka wewnątrz firmy) zostaje o tym poinformowany za pośrednictwem przesłanej do niego karty Kanban.

Im więcej kart Kanban znajduje się u dostawcy, tym mniejszy jest stan magazynowy dostępny dla klienta i tym samym tym pilniejsza jest w tym momencie produkcja. Stan magazynowy w łańcuchu dostawca – firma transportowa – klient odpowiada ilości opisanej na wszystkich kartach Kanban znajdujących się w obiegu.

Zamiast kart papierowych coraz częściej w produkcji stosuje się Kanban elektroniczny (ma on tą przewagę, że elektroniczna karta Kanban nie może być zgubiona i tym samym nie występują zakłócenia w przepływie informacji). System oparty na stosowaniu kart Kanban wprowadza na produkcji zdecentralizowane obiegi regulacyjne w zakresie planowania produkcji.

Jednym z elementów systemu produkcyjnego opartego na kartach Kanban może być „Milk run” czyli „mleczarz” zasilający produkcję z określoną częstotliwością (na podstawie zapotrzebowania wynikającego ze spływających do magazynu kart kanbanowych). Im większa częstotliwość zasilania tym z jednej strony mniej materiałów znajduje się na produkcji, a z drugiej strony lepsza kontrola nad stanami magazynowymi.

Kanban

Jidoka

Jidoka jest narzędziem umożliwiającym 100-% kontrolę wyrobu podczas trwania procesu produkcyjnego, a nie dopiero po jego zakończeniu.

Cel ten osiąga się poprzez daleko idącą automatyzację procesu produkcyjnego. Zakłada się, że dzięki automatyzacji wykorzystujemy niezawodne procesy produkcyjne i pracownicy mogą koncentrować się na osiąganiu założonych wydajności.

Automatyzacja z jednej strony pomaga w wizualizacji procesu, a z drugiej strony pozwala na śledzenie jego parametrów oraz ewentualnie problemów z wyposażeniem produkcyjnym (co przyspiesza analizę i usunięcie problemu).

Jidoka oznacza automatyzację w połączeniu z pracą człowieka. Ideą Jidoka jest wbudowanie jakości w proces i pracownicy interweniują tylko w przypadku wystąpienia odchylenia do procesu idealnego.

W przypadku wystąpienia problemu proces produkcyjny zostaje zatrzymany i wszyscy pracownicy skupieni są na rozwiązywaniu problemu oraz na doprowadzeniu go do stanu wyjściowego.

W firmie Rolls Royce produkującej silniki samolotowe również zastosowano narzędzie Jidoka na różnych etapach montażu i późniejszej pracy silnika. Oczywiście w procesie produkcyjnym każdy silnik podlega różnym testom i badaniom, ale na tym nie kończy się ich kontrola (jest to przypadek szczególny kontroli u klienta końcowego).
Ciekawym rozwiązaniem jest stworzenie systemu zbierania danych pomiarowych (m.in. temperatura, wibracji, …) silnika podczas jego pracy (w samolocie). Są one zbierane w czasie rzeczywistym i „on-line” analizowane przez komputery zlokalizowane w centrum obliczeniowym.

W przypadku wystąpienia jakiegokolwiek problemu z parametrami pracy silnika, wysyłany jest sygnał alarmowy o konieczności podjęcia działań korekcyjnych lub naprawczych.

Oczywiście taki system nadzoru niezbędny i pożądany jest w samolotach, bo wszyscy wiemy jakie ryzyko towarzyszy uszkodzeniu silnika samolotu.
Jednakże co ciekawe nadzór parametrów pracy silnika nie wykonuje linia lotnicza, będąca właścicielem samolotu, ale służby kontrolne firmy Rolls Royce (mające wiedzę w temacie analizy parametrów silników lotniczych).

Jidoka

Poka Yoke

Poka Yoke jest najlepszą strategią przeciwko wystąpieniu błędów nie tylko w procesie produkcyjnym, ale również w życiu codziennym.
Wykorzystuje się tym celu zarówno możliwości techniczne i organizacyjne dostępne w organizacji, jak również określone cechy wyrobu gotowego.
Możemy na przykład wykorzystać szablony lub rozwiązania, które idealnie pasują tylko do określonych wymiarów lub kształtów, czy też możemy zastosować przyrządy kontrolne które kontrolują części przed wykorzystaniem ich podczas następnej operacji technologicznej.

Czynnik ludzki niestety zwykle bywa zawodny, pomimo umieszczenia określonych uwag w instrukcjach montażu, czy wskazówkach postępowania zakupionego przez nas sprzętu gospodarstwa domowego (telewizora, żelazka, pralki).

Jeden z poddostawców firmy Toyota produkujący siedzenia dla różnych modeli ciągle miał problemy z jakością, spowodowane montażem niewłaściwych uchwytów (ponieważ dla każdego modelu siedzeń stosowano różne uchwyty).
Rozwiązanie „Poka yoke” w tym przypadku polegało na zastosowaniu na linii montażowej etykiet towarzyszących każdemu modelowi siedzenia. Po przyłożeniu etykiety do regału z uchwytami kod zawarty na niej wymuszał otwarcie właściwego pojemnika z uchwytami.
Dzięki takiemu rozwiązaniu pracownicy nie muszą już koncentrować się na wybieraniu właściwych części, a jedynie na ich prawidłowym montażu.

W życiu codziennym również spotykamy się z rozwiązaniami „Poka yoke”, jak chociażby wtyczka i gniazdo elektryczne. Obydwa elementy można połączyć ze sobą tylko w jednej określonej pozycji (konstrukcja obydwu elementów wymusza takie ich połączenie, żeby nie wystąpiło zwarcie lub inne niekorzystne zjawisko elektryczne).

Poka yoke

SMED (Single Minute Exchange of Dies)

SMED (Single Minute Exchange of Dies) jest techniką wymiany narzędzia opracowaną przez dr. Shingo Shinago – pracownika firmy Toyota.

Została ona opracowana w celu gwałtownego obniżenia kosztów przezbrojenia maszyn lub wymiany narzędzi na maszynie.

Całość rozpoczęła się pod koniec lat 70-tych XX wieku, kiedy dr. Shingo nie był zadowolony z czasów przezbrojenia prasy 1000 tonowej, które w tamtych czasie wynosiły 4 godziny (240 minut).
Dr. Shingo wymagał jasnego rozdzielenia wewnętrznego i zewnętrznego przezbrojenia (zewnętrzne – to prace które można wykonać poza maszyną, wewnętrzne – to prace konieczne są do wykonania bezpośrednio na maszynie).
Dzięki temu rozdzieleniu udało się zredukować czas przezbrojenia do 90 minut, jednakże dr Shingo w dalszym ciągu nie był zadowolony z tego wyniku. Ostatecznie dzięki optymalizacji procesu przezbrojenia oraz dzięki rozdzieleniu czynności zewnętrznych i wewnętrznych, udało się zredukować czas przezbrojenia do 3 minut.

Całość wynikała z faktu, że postój prasy lub też innej maszyny kosztuje zdecydowanie więcej, niż na przykład zaangażowanie do procesu przezbrojenia większej liczby pracowników (w tym również operatora maszyny). Właściwe pokierowanie i zaplanowanie procesu przezbrojenia maszyny może prowadzić do znacznego skrócenia czasu przezbrojenia i tym samym do dużych oszczędności. Jest to szczególnie istotne w firmach, które wykonują dużą liczbę przezbrojeń na maszynach lub liniach montażowych.

SMED

Spagetti diagram

Spagetti diagram pozwala na przeprowadzenie analizy drogi pokonywanej przez pojedynczego pracownika lub przez zespół pracowników podczas wykonywania swojej pracy na stanowisku lub na grupie stanowisk (gnieździe produkcyjnym).

Dzięki takiej analizie jesteśmy w stanie określić częstotliwość pokonywania przez pracownika różnych dróg między stanowiskami, powierzchniami odkładczymi materiałów, wyrobów gotowych oraz innymi powierzchniami zlokalizowanymi na stanowisku pracy. Biorąc pod uwagę odległości między poszczególnymi stanowiskami możemy określić łączną drogę pokonywaną przez pracownika lub zespół pracowników podczas całej zmiany produkcyjnej. Taka dokładna analiza umożliwia przeprowadzenie optymalizacji pracy pracownika lub zespół pracowników przez wyeliminowanie niepotrzebnych czynności, których pozbycie się nie wpłynie na jakość produkowanych wyrobów i przy tej okazji pozwoli na zwiększenie wydajności pracownika. Skracając drogi i optymalizując czasy wykonywania operacji produkcyjnych pracownik jest mniej zmęczony, może wykonać więcej wyrobów i do tego jest w stanie znacznie poprawić jakość produkowanych wyrobów.

Spagetti diagram jest narzędziem optymalizacyjnym, które coraz częściej znajduje zastosowanie w procesach optymalizacyjnych w firmie.

Spagetti diagram

Analiza FMEA

Analiza FMEA pozwala na przewidywanie skutków działań i ewentualnie na zapobieganie lub łagodzenie tych niekorzystnych z punktu widzenia procesu produkcyjnego. Przewidując skutki różnych działań możemy próbować wprowadzać działania korekcyjne lub kontrolne, które zwiększą pewność naszego procesu i jednocześnie obniżą poziom generowanych błędów.

Przy wykonywaniu analizy FMEA można wprost wykorzystać statystyczną analizę procesu, która z kolei jest jednym z głównych narzędzi służących do oceny i kształtowania procesów (w tym również procesów produkcyjnych). Uzyskiwane wartości zdolności maszyny lub procesu pozwalają wprost na określenie współczynnika A, który mówi o tym jakie jest prawdopodobieństwo wystąpienia danego błędu.
Projektując proces technologiczny powinniśmy dążyć do tego aby wartość współczynnika A była mniejsza od 3, co odpowiada zdolności procesu większej od 1,33 (mając na uwadze wymagania Six Sigma, należałoby za każdym razem przyjmować współczynnik A zdecydowanie wyższy od wartości 1,33).
Bardzo często taką zdolność można uzyskać wyłącznie poprzez zastosowanie rozwiązań „Poka Yoke” lub złożonych układów sterowania z automatycznymi układami regulacyjnymi, wykorzystującymi sprzężenie zwrotne (najczęściej w postaci sygnału pomiarowego).

Analiza FMEA ma swoje początki w przemyśle kosmicznym, gdzie projektując lot rakiety musiano przewidywać różne warianty jej zachowań w przestrzeni kosmicznej (włączając również możliwość powrotu jej na ziemię, pokonania atmosfery ziemskiej, zasilania rakiety w przestrzeni kosmicznej, itp). Bez przewidywania różnych wariantów zachowań było by bardzo ciężko osiągnąć sukces nie tylko w przemyśle kosmicznym, ale coraz częściej techniki te wykorzystywane są podczas planowania procesu produkcyjnego w różnych branżach przemysłu światowego.

Analiza FMEA

Diagram Ishikawa

Diagram Ishikawy jest narzędziem pomocnym podczas przeprowadzania analizy problemów jakościowych, dzięki któremu jesteśmy w stanie w systematyczny sposób określić źródło powstawania błędów i problemów.

Tworząc wykres możliwych przyczyn powstania błędu uwzględniamy następujące potencjalne przyczyny jego powstania:
M – man (człowiek)
M – machine (maszyna),
M – method (metoda)
M – material (materiał)
M – management (kierownictwo)
E – otoczenie (environment)

Na początku należy wybrać i zidentyfikować wszystkie możliwe przyczyny wystąpienia problemu, najczęściej wykorzystując takie narzędzia jak burza mózgów. Następnie należy wybrać te które prawdopodobnie mają największy wpływ na wystąpienie problemu oraz poddać je szczegółowej analizie, czy ustalona jako najistotniejsza przyczyna rzeczywiście potwierdza badany problem oraz w kolejnym kroku określa się sposób wyeliminowania najbardziej prawdopodobnej przyczyny powstawania problemu. Bardzo często w praktyce warto spróbować odtworzyć badany błąd w warunkach eksperymentalnych, po to aby uzyskać potwierdzenie możliwości jego wystąpienia oraz skutków, które on spowodował. Przygotowując diagram Ishikawa warto otworzyć się na różne warianty możliwych skutków, ponieważ niejednokrotnie te najmniej prawdopodobne najbardziej dotykają sedna problemu.

Podczas tworzenia zespołu opracującego analizę pracującego przy analizie problemu z wykorzystaniem diagramu Ishikway warto uwzględnić różne obszary funkcjonalne w firmie (produkcja, logistyka, jakość, utrzymanie ruchu, nie zapominając również o kierownictwie firmy czy kontroli jakości). Tylko szerokie spojrzenie na problem ma szansę na określenie rzeczywistych przyczyn wystąpienia problemu.

Diagram Ishikawy

Six sigma

W zależności od przyjętej wielokrotności przedziału odchylenia standardowego występuje różny udział procentowy badanej wartości który mieści się w tym przedziale. Dla rozkładu normalnego w przedziale określonym przez x +/- 3 sigma przy wielkości produkcji rzędu 1.000.000 sztuk jakiegoś wyrobu, możemy się spodziewać, że poza granicą x +/- 3 sigma znajdzie się 66.807 szt. Nie wszystkie z tych wyrobów będą oczywiście wadliwe, ale jednocześnie proces można uznać za względnie stabilny.
W praktyce produkcyjnej coraz częściej spotykamy się z sytuacją, że firmy dążą do tego aby proces spełniał wymagania x+/- 6 sigma co jednocześnie oznacza, że liczba wadliwych wyrobów spada do kilku sztuk na 1.000.000 szt. wyprodukowanych wyrobów (jeśli proces podlega rozkładowi normalnemu).
Statystyczna analiza procesu produkcyjnego ma za zadanie określenie wymagań zwolnienia procesu na różnych jego etapach realizacji poczynając od pierwszego uruchomienia maszyny, a kończąc na dopuszczeniu do produkcji seryjnej. Inne wymagania stawiane są wyrobom podczas wykonania wyposażenia produkcyjnego, a inne będą obowiązywały podczas produkcji seryjnej wyrobów (SOP – Start of Production).
Chcąc osiągnąć poziom odpowiadający podejściu 6 Sigma długookresowa zdolność procesu Cp, Cpk musi być dużo wyższa od wartości 1,33. Często firmy zaczynają od niższej wartości zdolności procesu i po wprowadzeniu różnych działań korekcyjnych uzyskują z czasem spełnienie tego wymagania.
Jeżeli wiemy, że okresowo nie jesteśmy w stanie osiągnąć powyższego warunku wtedy w procesach które nie są zdolne – nie spełniają wymagania klienta – powinniśmy zastosować 100% kontrolę badanej charakterystyki, która wykracza poza ramy zdolności. W takim przypadku najlepiej jest, gdy zostanie zastosowana automatyczna selekcja braków (wyrobów nie spełniających stawiane wymagania). Oczywiście nie jest to rozwiązanie idealne, jednakże do momentu podniesienia zdolności niejednokrotnie jedyne.

Six sigma