Termeléstervezés és -irányítás JIT: Just in Time

Átírás

1 Termeléstervezés és -irányítás JIT: Just in Time BMEGEGTMK Monostori László egyetemi tanár Váncza József egyetemi docens Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gyártástudomány és -technológia Tanszék 1

2 A JIT eredete Gyökerei Japán kulturális, gazdasági története amerikai throw-awaysociety Rendszerszemléletű redukcionalista megközelítés Földrajzi adottságok Alapötlet Toyota Motor Company, 1945 Taiichi Ohno Cél: három éven belül utolérni Amerikát Termelékenység: kilencede az amerikai átlagnak Költségek csökkentése Nem hatalmas sorozatnagyságokkal Hanem a pocsékolás megszüntetésével Széles termékválasztékkal A japán iparban általánossá vált Toyota a 90-es években a világ második legnagyobb gyártója és mára első 2

3 Alapjai JIT paradox Gazdag, változékony termékválaszték előállítása Csekély raktárkészlet mellett Kiút Just-in-time stratégia alkalmazása Automatizálás Just-in-time Analógia: amerikai szupermarket Mindig minden a polcokon, éppen elégséges mennyiségben Gyárban a munkaállomás a vevő Az őt kiszolgáló munkaállomások a polcok Precíz működtetést igényel Automatizálás emberi érintéssel Egyik módja a zavarok kivédésének Rugalmasság egy munkás sokféle gépet képes kezelni Önellenőrzés az esetleges hibák azonnali kimutatása 3

4 A JIT céljai Termelés raktárkészlet nélkül változatos kereslet megteremetése és kielégítése A 7 zéró követelménye 1. Zero defects Nincs raktárkészlet minden hiba késedelmet okozna 2. Zero (excess) lot size Simítani kell a termelést sokféle munkadarab megmunkálása Cél: Egységnyi sorozatnagyság 3. Zero setups - Csak így engedhető meg a sűrű átállás 4. Zero breakdowns - Nincsenek tartalékok csak tervezett gépleállás engedhető meg 5. Zero handling - Ideális esetben gépről gépre kerülnek azonnal a munkadarabok 6. Zero lead time - Ha szükség van egy munkadarabra, akkor azonnal kell 7. Zero surging (hirtelen változás) - Nem engedhetők meg hirtelen változások - A termelés szintje és összetétele legyen állandó 4

5 A JIT céljai (2) Teljesíthetetlen követelmények Ösztönzés Bármilyen jól működik a rendszer, mindig lehet javítani A japánok még a száraz törölközőből is kifacsarják a vizet Morál A legfontosabb az akarat fáinak elültetése. Jól mérhető az eredmény Különböző szempontok 5

6 Rendszerszintű megközelítés A környezet kontrollálható Az adottságokat nem elfogadni, hanem a célok szerint alakítani kell Optimalizálás Adott setup idő optimális sorozatnagyság Határidők adottak optimális termelési terv (pl. WW) Ritka, nagy volumenű beszállítások optimális megrendelés méretek (EOQ) Minőségi hibák mindig vannak meg kell találni őket Tervezés-gyártás: thrown over the wall Feltételek módosítása Setup idő csökkentése nagyobb rugalmasság eltűnik a sorozatnagyság probléma Marketing és gyártás integrálása módosítható határidők simább terhelés Hosszú távú, stratégiai együttműködés gyakori, kis volumenű beszálítások Mind a beszállítók, mind a munkások keresik és azonnal kijavítják a hibákat Jól gyártható termékek tervezése Állandóan, a termelés minden szintjén A termelési szervezet belső határait is átlépve Kérdezd ötször, hogy miért! (Ohno) A hibák okainak állandó keresése, javítás Törődünk a részletekkel 6

7 A termelés kiegyenlítése (heijunka) Cél: ne legyenek hirtelen változások Lásd szupermarket analógia hirtelen mindenki ugyanazt akarja venni Az MPS legyen időben egyenletes Simítás (Smoothing) Kisebb időegység Egyenletes, átlagnak megfelelő napi/órás ütemterv egység/hó 1,92 egység/perc 19 egység 10 percenként Repetitív gyártás Termék specifikus jegyek figyelembe vétele napi szinten Havi igény: A: 5000, B: 2500 C: 2500 Napi 500 egység Napi igény: 0.5 x 500 = 250 egység A; 0.25 x 500 = 125 egység B;. Kevert sorrend Napi sorrend: A B A C A B A C Csökkenteni kell a setup időt, amennyire csak lehet 7

8 Modell i termék darabszáma: összes termék: Kiegyenlítés (2) Q i Q Qi i i termékbe épülő j komponens darabszáma: Összes termékben igényelt j komponens darabszáma: a Változók: ha i a szerelési sorrendben a k helyet elfoglalja egyébként x ik Feltételezés: minden termék gyártása azonos ideig tart Korlátozások Szerelési sorrend: minden termék elkészül i x Q, ik i k Szerelési sorrend: egy helyen csak egy termék a sorrendben k, x 1 i ik a ij x 1 ik x 0 ik a Q j ij i i 8

9 Kiegyenlítés (3) Követelmények [k,n] időszakban mennyire tér el i termék gyártása az egyenletestől n Qi Dkni xim ( n k),0 k n Q, i Q m k 1 [k,n] időszakban mennyire tér el j kompones gyártása az egyenletestől n a j dknj aij xim ( n k),0 k n Q, j a m k 1 i j j Cél: eltérés minimalizálása f ( D ), f ( d ) kni knj 9

10 Kapacitás tartalék Cél: zavarok kezelése Bármilyen kisebb hiba fenntarthatja a következő gépet MRP: terv újra generálása, késleltetés, siettetés, Ha simítunk, nem alkalmazható Ha gép meghibásodik, akkor sem Megoldás Kapacitás tartalék (capacity buffer) Kevesebb időre tervezzük a terhelést tartalék 2 ütemezett műszak naponta, 1 műszak tartalék (+ karbantartás) órás műszakok Extra kapacitás Just-in-case 10

11 Setup idő csökkentése Cél: átállások idejének csökkentése Hogy a kevert termelést fenn lehessen tartani Megkülönböztetés Belső setup: átállási műveletek, amikor a gépnek állnia kell Külső setup: a gép futása alatt elvégezhető átállási műveletek Módszerek A belső és külső setup szétválasztása Mik azok a feladatok, amikhez valóban meg kell állítani a gépet? Belső setup külső setup Pl. bizonyos alkatrészeket előre össze lehet szerelni öntőformát előre fel lehet melegíteni Adjusztálás elkerülése A belső setup 50-70%-a, kritikus. Készülékezés és szenzorok alkalmazása Magának a setup-nak az eltüntetése Terméktervezés Több munkadarab együttes megmunkálása pl. préselés Sokféle szellemes technikai megoldás Toyota: 1945: 3 óra, 1971: 3 perc 11

12 Példa: SMED (Single Minute Exchange of Die) 1. Belső és külső műveletek elkülönítése előkészületek (pl. szerszámok előkészítése), szállítás termékváltás egyes feladatai alkatrészek és a szerszámok előkészítése, helyreállítások végrehajtása, alkatrészek és a szerszámok a berendezés közelébe szállítása Lakatár T,

13 Példa: SMED (2) 2. Belső beállítások külső beállítássá való átalakítása Működési kondíciók előkészítése, Alapvető funkciók standardizálása, Közbenső tartóelemek használata 13

14 Példa: SMED (3) 3. A beállítási műveletek összes elemének összehangolása Párhuzamosan futó műveletek alkalmazása Funkcionális rögzítők használata Csavarok mint ellenség Szerelések elhagyása és gépesítése 14

15 Példa: hegesztőkészülék 15

16 Munkaerő Rugalmasság Nem csak gépéké Sokféle funkció ellátni képes munkások A vegyes termelés fenntartása Rendkívüli helyzetek megoldása A hibák megelőzése és gyors kijavítása Többfunkciós munkaerő Rotáció A műhelyben, különféle munkák között Rendszeresen, naponta Megőrzi képességeit Csökken az unalom Teljes képet kap az üzemről Új ötletek állandó javítás Kereszt-képzés Nincs akadály (vö. USA szakszervezetei) Egy munkás több(féle) gépen tud dolgozni párhuzamosan 16

17 Gyár elrendezés Cellák Egymást követő műveleteket végző gépek csoportja Elrendezés nem a hagyományos, lineáris U-alakú Person 1 input output Előnyök Egy munkás képes működtetni, minimális közlekedéssel Több munkás is hozzáfér a gépekhez (pl. javítás) Egyetlen munkás látja az inputot és az outputot Konstans, minőségileg ellenőrzött termelés Beavatkozást igénylő helyzetekben extra munkaerő alkalmazható 17

18 Fókuszált gyár Pareto elemzés: A termékféleségek kis hányada teszi ki a gyártott mennyiség nagy részét SKU Stock Keeping Unit Az SKU-k nagy hányadából keveset kell gyártani 80%/20% szabály Ezekre vezethető vissza a gyártás komplexitása 18

19 Stores Assembly Warehouse Fókuszált gyár (2) Dedikált gyártó sorok Gyorsan fogyó termékekre High runner Kevés átállással Merev gyártás Saw Saw Grind Lathe Mill Mill Mill Drill Drill Drill Paint Paint Weld Grind Lathe Drill Műhely (job shop) Kis volumenű termékekre Több átállás Rugalmas gyártás Költségesebb, de az üzlet kisebb részét érinti Saw Mill Grind Lathe Drill Paint 19

20 Total Quality Management TQM Minőség Stratégiai jelentőségű a JIT-ben Kulturális háttér Nincs belső raktárkészlet Mindegyik munkadarabnak jónak kell lennie Analógia: sziklás víz Magas raktárkészlet eltakarja a minőségi problémákat magas WIP alacsony WIP Hibák és forrásaik azonnali kimutatása Közeli visszacsatolás 20

21 TQM (2) Módszerek Folyamat irányítás Maguk a munkások lássák, rendben megy-e a termelés Statistical Process Control (SPC) Minőség megjelenítése Vizualizációs technikák A megrendelők meggyőzésére is alkalmas Megfelelés a követelményeknek Minden szerepben, minden szinten Quality first, output second. Leállás Minőségi probléma miatt akár egy gyártósor is leállítható Saját hibák javítása Az javít, aki hibázott 100% ellenőrzés Automatizált ellenőrzés Legalább a sorozat elejét és végét Folyamatos javítás 21

22 Kanban Termelés-ütemezési módszer Kártya Adott anyag szállítására vagy azon gyártóművelet elvégzésére jogosít fel Tartalma Anyag típusa és mennyisége Művelet (gyártó vagy szállító) Hol lehet az anyagot tárolni Csak egyetlen műveletre vonatkozik Újra-felhasználva Tárolás Munkadarabok adott méretű tárolóban Tele Egy kanban minden tárolóhoz rendelve Műveletek Tipikusan szerelő műveletek etetése 22

23 Két-Kártyás Kanban Kártya típusok P-Kanban: Production T-Kanban: Transportation Szabályok 1. Gyártani csak akkor lehet, ha jelen van P-kanban 2. Szállítani csak akkor lehet, ha jelen van T-kanban 3. Minden gyártmányhoz tartozik kanban Cellán belüli működés Ha P-K bemutató és az input buffer nem üres, gyártani kell Ugyanakkor a megfelelő T-K is átkerül a T-K bemutatóra Ha kész a gyártás, bekerül a gyártmány az output bufferbe Ha a gyártmány innen kikerül, a P-K visszakerül a P-K bemutatóra Cellák közti működés T-K vezérli a szállítást két egymást követő cella között Ha van a T-K bemutatón elég kártya Ütemezésről dönthet akármelyik cella, vagy a szállító 23

24 Két-Kártyás Kanban (2) P-kanban bemutató P-kanban bemutató input buffer output buffer input buffer output buffer gyártás n gyártás n+1 T-kanban(ok) szállítás T-kanban(ok) szállítás anyag áramlás kártya áramlás 24

25 Két-Kártyás Kanban (3) Szinkronizálja a termelést Raktárkészlet A kártyák számának függvénye Kevert termelés Többféle termék kártyái Előnyök Bemutatott kártyák aktuális WIP Többféle termék kártyája cellavezető választhat Ha az I/O bufferek közel vannak, egyesíteni lehet őket Elég a P-Kanban Lehet többfelől input, többfelé output Szállítási stratégiák Küldő/fogadó felelősége, harmadik fél Fixed interval/fixed quantity Feltételek Kis setup idő, kis sorozatnagyság 25

26 Két-Kártyás Kanban (4) Hány kártyára van szükség? T-Kanban Fix keresletet (demand rate) feltételezésével Termékenként [demand rate x lead time x 1 + safety stock] / konténer mérete P-Kanban Véges kapacitás [1 + safety stock] WIP (Work in process) A folyamatban lévő munkák mennyisége kártyák számának függvénye A kártyák száma felülről korlátozza 26

27 Egy-Kártyás Kanban Szállítás mint gyártási művelet A két Kanban rendszer ekvivalens P-kanban bemutató T-kanban(ok) P-kanban bemutató gyártás n szállítás gyártás n+1 input buffer output buffer input buffer output buffer anyag áramlás kártya áramlás 27

28 Összegzés: a JIT elemei folyamat tervezés termék tervezés JIT emberi tényezők termelés tervezés és irányítás 28

29 JIT összegzés Nem egy koheres menedzselési stratégia Specifikus problémák kreatív megoldásai Tanulságok Maga a termelési környezet is kontrollálható Setup, terméktervezés, gyártórendszer elrendezés A működtetés részleteinek stratégiai jelentősége lehet A költségekre koncentrál és a pazarlást csökkenti A WIP szabályzása igen fontos Minden JIT előny alacsony WIP következménye Alacsony ciklusidő vagy az alacsony WIP nyomására alakul ki Alacsony setup, magas minőség A rugalmasság sokat ér A JIT alapjában nem rugalmas érzékeny bármilyen változásra Védekező mechanizmusok kifejlesztése A minőség számít elsőként Folyamatos javítás a fennmaradás feltétele A termelés egy állandóan változó játék 29

30 Push és pull elvű rendszerek MRP vs. kanban? Raktárra ill. rendelésre gyártás? (MTS vs. MTO) Raktár (LLC nagyobb) Raktár (LLC nagyobb) Egyedül a WIP szint számít Pull: explicit korlát a WIP szintjére Előre adott pl. kanban kártyák száma Alacsony Push: nincs explicit korlát a WIP szintjére MRP: push? MRP: csak a bruttó igény hajtja, nem veszi tekintetbe a terhelést Gyakorlatban igen, de akkor már késő Belső rendelések visszafogása Kanban: pull? szerelés szerelés 30

31 Raktárra ill. rendelésre való gyártás Make to stock (MTS) vs. Make to order (MTO) Szinte mindig kell raktárra gyártani Ha az átfutási idő nagyobb, mint a vevő számára elfogadható szállítási idő Pl. Ship or cancel vevők: 24 órán belül várják a rendelés teljesítését Különböző stratégiák Vegyes stratégiák Pl. McDonald s működése A konyha a háttérben tölti a tárolókat (MTS) Csomagolás és kiszolgálás csak rendelésre (MTO) Csatolás: raktár Lényegi különbség Hol az a pont, ahonnan a vevői igényeket kielégítik 31

32 Raktárra ill. rendelésre való gyártás (2) Make to Stock Delivery from inventory Customer order Manufacture Assemble Deliver Configure to order Customer order Manufacture Preassemble End-assemble Deliver Assemble to order Customer order Make to Order Manufacture Assemble Deliver Manufacture to order Customer order Manufacture Assemble Engineer to order Deliver Customer order Engineer Manufacture Assemble Deliver 32

33 Lean (ösztövér) termelés Lean ~ Just in time? Inkább a JIT amerikai, rekonstruált változata Lean ~ pull? A pull általánosított változata Lean: Változékonyság kezelése minimális bufferezési költségekkel Belső tényezők: átállás, gépleállás, selejtképzés, javítás, műszaki tervek változtatása, Külső tényezők: változékony igény, sokféle igény, sürgős rendelés, ellátási zavarok, Bufferek Idő, kapacitás, raktárkészlet Egymásba transzformálhatók Bizonyos határok közt Módszer Nyilvánvaló pazarlás megszüntetése Setup idők redukálása Raktárkészletek minimalizálása Változékonyság csökkentése Megfelelő bufferelési stratégia meghatározása A fenti három dimenziót együtt kell kezelni A dekompozíció nem alkalmazható Matematikai modellalkotás nélkül lehetetlen 33