qwertyuiopasdfghjklzxcvbnmq wertyuiopasdfghjklzxcvbnmqw ertyuiopasdfghjklzxcvbnmqwer Lean management A Toyota Production System (TPS) alapjai tyuiopasdfghjklzxcvbnmqwerty 2012.10.26.
uiopasdfghjklzxcvbnmqwertyui Kelemen Tamás – Dr. Koltai Tamás
opasdfghjklzxcvbnmqwertyuiop asdfghjklzxcvbnmqwertyuiopas dfghjklzxcvbnmqwertyuiopasdf ghjklzxcvbnmqwertyuiopasdfgh jklzxcvbnmqwertyuiopasdfghjkl zxcvbnmqwertyuiopasdfghjklzx cvbnmqwertyuiopasdfghjklzxcv bnmqwertyuiopasdfghjklzxcvbn
A Lean menedzsment alapjai ..................................................................................................... 2 A hagyományos, taylori – fordi munkavégzés jellemzői ....................................................... 2 A Toyota Production System alapja ....................................................................................... 2 A Ford és a Toyota termelési rendszerének összehasonlítása ................................................ 3 A Toyota Production System felépítése ................................................................................. 5 A TPS 14 alapelve: ................................................................................................................. 5 A Lean Menedzsment rendszer ideális működése ................................................................. 9 Horizontális dimenzió ...................................................................................................... 17 Vertikális dimenzió .......................................................................................................... 17 Szociális dimenzió............................................................................................................ 18 Az autonóm munkacsoportok kialakítása ........................................................................ 18 A Lean menedzsment eszközei: ............................................................................................... 20 Értékáram feltérképezése ..................................................................................................... 20 Poka – yoke megoldások ...................................................................................................... 21 Az anyagáramlás vezérlése a JIT rendszerben – húzásos mechanizmus ......................... 21 Az átállási idők csökkentése ............................................................................................ 31 Kiegyenlített ütemezés (HEIJUNKA) .............................................................................. 38 Összefoglalás ........................................................................................................................ 47 Irodalomjegyzék ................................................................................................................... 50
1
A Lean menedzsment alapjai A hagyományos, taylori – fordi munkavégzés jellemzői Az új elméletek főbb jellegzetességeinek összefoglalása előtt, röviden tekintsük át a kiindulási helyzetet, azaz a hagyományos taylori-fordi munkavégzés jellemzőit. Taylort, mint a tudományos munkaszervezés atyját ismeri a világ, aki olyan nagy hatással volt korára, hogy a tömegtermelés problémáinak megoldását abban látták, hogy egyrészt minél jobban, minél „tudományosabban” sikerüljön a tevékenységek lebontását elvégezni, másrészt a lebontott tevékenységekhez a megfelelő célszerszámokat biztosítani. Ford a taylori elvek értelmében elválasztotta a tervezői illetve a végrehajtói tevékenységeket. Ez azzal a következménnyel járt, hogy a termelési folyamatban részt vevő dolgozókkal szemben semmilyen elvárás nem volt azon kívül, hogy a rájuk bízott feladatot – jobbára néhány egyszerű mozdulatot – hibátlanul végrehajtsanak. Nyomban felmerül a kérdés, hogy honnan tudja a dolgozó, hogy hibátlanul dolgozott? Erre kinevezték a minőségellenőröket, akik rigorózusan vizsgálták a termékek paramétereit, és elválasztották a hibás és hibátlan termékeket egymástól. Létrejött ezzel az első minőségügyi rendszer, s elindult a minőségügyi terület fejlődése. Sajnos a taylori szemlélet, a termelés és a többi azt segítő, kiszolgáló tevékenység szétválasztása, s külön egységekbe szervezése, a minőség területén (is) komoly problémákat generált a későbbiekben. Ford egyre apróbb lépésekre bontotta a termelési folyamat lépéseit, és ezáltal teljesen csereszabatossá tette az azokat végrehajtó dolgozókat. A folyamat bármely elemének fejlesztése elsősorban azon szakemberek feladata, akiket kifejezetten erre a célra alkalmaznak, míg a dolgozók szerepe az utasítások maradéktalan végrehajtása lett. Ez természetesen további újításokat jelentett. Mivel sem az alkalmazott anyagok, sem a technológia nem volt kifogástalan, ezért Ford nagyon hamar rájött a szabványosításban rejlő előnyökre1. Ez nemcsak az alkatrészekre, hanem a folyamat elemeire is vonatkozott. Ford másik fontos felismerése az volt, hogy a minőségi problémák másik oka, hogy egy olyan bonyolult rendszer, mint pl. egy gépkocsi esetén, számtalan alkatrész önmagában is hibátlan volta plusz azok hibátlan együttműködése garantálja csak a termék működőképességét. Ennek következtében az alkatrészek számának minimalizálása, és funkciójuk leegyszerűsítése volt a termékfejlesztés célja. Ez annyira jól sikerült, hogy pl. a T-modell messze megelőzte korát, bár az előbb említett alapelv miatt nem beszélhetünk vevőközpontúságról, hiszen még egy olyan egyszerű vevői igény is süket fülekre talált, mikor valaki mindössze más színben szerette volna az autót megvásárolni.
A Toyota Production System alapja A Toyota és a Ford gyár szinte egy időben kezdte meg tevékenységét, de a minőséget a termelékenység elé helyezte. Sakichi Toyoda (a Toyota csoport alapítója) már 1902-ben minden meghibásodásnál leállíttatta a gyártást. Ez a jog azóta is minden dolgozót megillet,
1
az autógyártás kezdeti időszakában pl. a csavarokat, kötőelemeket is egyedileg állították elő
2
aki olyan problémát észlel, mely a ciklusidőn belül nem oldható meg. A szalag megállításának jogát az a törekvés hajtja, hogy nem a következményekre kell a hangsúlyt helyezni – bár természetesen azok sem elhanyagolhatók -, hanem az okokra. Sokféle hiba előfordulhat a folyamatban, de elvárás, hogy ugyanaz a hiba ne forduljon elő újra. Ezért ha egy munkatárs megállítja a szalagot és tisztázza az érintett munkatársakkal a bekövetkezett hiba okát, akkor olyan megoldást fejlesszenek ki, hogy azt a hibát végérvényesen kiiktassák a rendszerből. A TPS egyik vezérelve az, hogy a vevő csak azt a tevékenységet hajlandó megfizetni, ami végül a termékben, vagy szolgáltatásban számára hasznosul, azaz értéket jelent. Ebből következik, hogy a termék előállítása során végzett igen komplex tevékenységek közül ki kell szűrni mindazon tevékenységeket, melyek nem jelentenek hozzáadott értéket a vevő számára. Ezek a tevékenységek veszteséget jelentenek, azaz feleslegesen végezzük el. Előfordul, hogy ezt a termék ára rövidtávon „elbírja”, de egyrészt a vállalat jövedelmét és jövedelmezőségét (ROI2) csökkenti, másrészt, ha erősödik az árverseny, akkor könnyen komoly veszteségforrássá léphetnek elő. Ezen túlmenően a TPS nemcsak azt tekinti veszteségnek, ha szükségtelenül végzünk valamilyen feladatot a termékkel kapcsolatban, hanem azt is, ha a termék, vagy annak összetevői feleslegesen várakoznak a rendszer bármely pontján, akár a raktárban, mint még fel nem használt alapanyag illetve alkatrész, akár valahol a termelési folyamatban, mint műveletközi készlet. Hogyan különböztessük meg az értékteremtő és a nem értékteremtő tevékenységeket egymástól? Erre szolgál az értékáram elemzés, illetve ennek alapeszköze az értéklánc diagram. Ezen ábrázolásnak az a szerepe, hogy feltüntetve a termék „megszületésének” az útját, valós arányaiban mutassa, hogy milyen mennyiségek és milyen időközönként áramlanak végig a gyártósorokon, kezdve az alapanyagok raktári kivételezésétől3 egészen a késztermékek kiszállításáig. Ha sikerül minden termék, illetve műveleti hely viszonylatában az ábrák elkészítése, akkor rendszerint komoly döbbenettel szemlélik a vállalat szakemberei, mennyire torz arányok jönnek ki a valódi értékteremtő és a felesleges tevékenységek kapcsolatában.
A Ford és a Toyota termelési rendszerének összehasonlítása Az első komoly elemzés, mely a két termelési rendszer teljesítőképességét hasonlította össze az MIT által koordinált, ma már klasszikusnak számító tanulmányban jelent meg. Ezen kutatás során 1985 és 1989 között 17 ország több mint 90 gyártóüzemét vizsgálták meg. A tanulmányból később könyv is készült (Womack et al. 1990), amely a lean menedzsment elméletét elindította. Később a tapasztalatokkal kibővítve a szerzők egy újabb könyvet is kiadtak, segítve a népszerűvé vált termelési filozófia szélesebb körű vállalati elterjedését
2
ROI = Return on Investment
3
ebben a fázisban a felírt időtartam az, amennyi az alapanyag raktárba történő bevételezése, és a gyártásba való
kiadása között eltelt
3
(Womack- Jones, 2003). Az eredeti tanulmány legtöbbet idézett adatai az alábbi táblázatban láthatók: Japán üzemek Japán üzemek Amerikai üzemek Európai üzemek Japánban USA-ban USA-ban (összes) Termelékenység (óra/autó)
16,8
21,2
25,1
36,2
Minőség (hiba/100 autó)
60
65
82,3
97
Fejlesztési javaslatok (fő/év)
61,6
1,4
0,4
0,4
Új dolgozó betanulása (óra)
380,3
370,0
46,4
173,3
Hiányzás (%) Bércsoportok száma (db) Készlet (8 kiválasztott alkatrészre) (nap)
5,0
4,8
11,7
12,1
11,9
8,7
67,1
14,8
0,2
1,6
2,9
2,0
1. táblázat: MIT tanulmány főbb adatai
Ezek az adatok sokkolták a világot, és komoly vitákat is kiváltottak. Ezektől most tekintsünk el, és inkább koncentráljunk arra, hogy a kétféle termelésszervezési elv mennyiben tükröződik a fenti adatokban. A legfontosabb azonosság, hogy mindkét rendszer a komplex termelési folyamatból indul ki, a legfontosabb különbség viszont, hogy teljesen más elven kívánják a folyamatot menedzselni. Az alapkérdés természetesen az, hogyan lehetne minél tökéletesebben végrehajtani a folyamat egyes elemeit, és magát a folyamat végtermékét előállítani, de ezt a Fordi rendszer a minél apróbb lépésekre bontással, míg a Toyota rendszere a minél átfogóbb folyamatszemlélettel kívánja elérni. Eltérő a szabványosításban rejlő előnyök értelmezése, és értékelése. Mind a két rendszer szerves részét képezi a folyamat elemeinek szabványosítására való törekvés, hiszen ez elengedhetetlen ahhoz, hogy állandóan a megfelelő minőséget tudja a rendszer produkálni. Ezt korán felismerték, de eltérő módon kezelték. Mindkét rendszer szigorúan előírja a belső szabványok betartását, de egész más célból. Taylor szerint az alacsonyan képzett dolgozó egyszerűen képtelen a rábízott munka tökéletesítésére, melyet a jól képzett szakemberek bontottak le elemeire az alkalmazott technológia alapján. A Toyota szerint az adott tevékenységet végző munkatárs a legalkalmasabb arra, hogy a saját munkafolyamatát javítsa (Kaizen elv). Ford szerint a dolgozó ne módosítsa a tevékenységét, mert nem ért hozzá, a Toyota elve szerint a dolgozó addig használja a betanított munkafolyamatot, amíg nem veszi
4
észre, hogyan lehetne azt jobban csinálni. Ha valamelyik dolgozó rájön egy jobb fogásra, vagy a feladatok hatékonyabb elvégzésének sorrendjére – és ezt a vezetője elfogadja -, akkor másnaptól az lesz az új szabvány és mindenki másnak is úgy kell eljárnia. Ez a Toyota rendszerének az egyik „beépített” előnye. Abból a megfontolásból indul ki, hogy bármilyen jól képzett mérnökök, technikusok tervezik is meg az egyes folyamatelemeket, sosem lehet annyira kiforrott, amin ne lehetne még kisebb - nagyobb finomításokat végezni. Ez viszont csak akkor sikerülhet, ha a dolgozók képzettek, és nemcsak a szigorúan vett munkájukat ismerik, hanem azt a teljes folyamatot, melynek ők is részei. Ennek az elvnek közvetlen hatása van a minőségre is. A Ford-rendszer pusztán a megállapított (tervezett) minőség szintjét képes produkálni, a tervezett költségszinten, és az előre meghatározott hatékonysággal. Ezzel szemben a Toyota-elv révén a folyamat minden paramétere javul.
A Toyota Production System felépítése A Toyota gyártási rendszerének stratégiai elemeit Taiichi Ohno fejlesztette teljes rendszerré. Erre azért volt szükség, hogy az alapítók gyártási filozófiája ne csak egy – egy alkalmazott eszköz használatában jelenjenek meg, hanem könnyen taníthatók legyenek, és a legszűkebb termelési folyamaton túl is használhatóvá váljanak. Ha az alapelveket sikerül egy konzisztens rendszerré fejleszteni, akkor minden területre kifejleszthetők azok a technikák, eszközök, melyek az alapfilozófia megjelenítését, gyakorlati alkalmazhatóságát mutatják be. Sokáig ezek az elvek a hagyományos mester – tanítvány viszonylatban terjedtek, mígnem szükségét érezték a megfogalmazásuknak, melyeket a következő pontban tekintünk át.
A TPS 14 alapelve: A Toyota termelési rendszere sokkal több, mint egy eszközrendszer, noha a világ úgy ismerte meg a TPS-t mint kanban rendszer, vagy JIT rendszer, vagy kaizen. Sőt jellemzően ezekkel az eszközökkel azonosította. Valójában az eszközök úgy alakultak ki, hogy a termelési filozófia egyes elemei kikényszerítették, hogy egyszerű módszerekkel ugyan, de tegyék mérhetővé, vagy éppen láthatóvá a folyamat egyes adatait, vagy paramétereit. Éppen ennek köszönhető sok vállalat kudarca, akik komoly költségráfordításokkal ezen eszközök egy vagy több elemét bevezetve azt hitték, hogy innentől olyan hatékonyak lesznek, amilyet korábban el sem tudtak képzelni. Éppen ezért, az alábbi felsorolásban a Toyota termelési rendszerét meghatározó alapelvekhez feltüntetjük, hogy egy - egy elv megvalósulása milyen eszköz(ök) segítségével követhető nyomon. 1. Alapozzuk vezetési döntéseinket hosszú távú filozófiára akár a rövid távú célok rovására is! 2. Hozzunk létre megszakításmentes folyamatáramlást, hogy felszínre hozzuk a problémákat! 3. Használjunk húzó rendszereket a túltermelés elkerülésére! (pull elv, kanban) 4. Egyenlítsük ki a termelést! Úgy dolgozzunk, mint a teknős, ne úgy, mint a nyúl! (HEIJUNKA, gyártósor kiegyenlítés)
5
5. Alakítsuk ki annak a kultúráját, hogy megállunk és orvosoljuk a problémákat, így már az első alkalommal is kiváló minőséget érünk el! (JIDOKA) 6. A feladatok szabványosítása a folyamatos fejlesztés és az alkalmazottak önirányításának (empowerment) alapja. (KAIZEN) 7. Alkalmazzunk vizuális irányítást, így nem maradnak rejtve a hibák! (andon) 8. Csak megbízható, alaposan tesztelt, a munkatársainkat és folyamatainkat szolgáló technológiát használjunk! 9. Neveljünk ki olyan vezetőket, akik teljes mélységig értik a munkát, megélik, és másoknak is tanítják a filozófiát! 10. Fejlesszünk kivételes, a cégfilozófia szellemében dolgozó munkatársakat és csapatokat! 11. Tiszteljük partnereink és beszállítóink hálózatát: adjunk nekik feladatokat és segítsünk nekik, hogy fejlődjenek! 12. Első kézből szerezzünk információt, hogy teljes mértékben megértsük a helyzetet (GENCHI GENBUTSU)! 13. Lassan, konszenzus útján, minden lehetőség gondos mérlegelése után hozzuk meg, majd gyorsan valósítsuk meg a döntéseket! 14. Váljunk tanuló vállalattá a szűnni nem akaró, folyamatos újragondolás (HANSEI) és a folyamatos fejlesztés (KAIZEN) segítségével! Ezek az alapelvek köszönnek vissza a Toyota termék-, és technológia fejlesztési folyamataiban. Sokan állították, hogy ezeket az eredményeket csak Japánban lehet elérni, hiszen ott a munkakultúra egészen más, mint Európában, vagy Amerikában. A Toyota amerikai üzeme azonban képes volt ezt a teljesítményt elérni amerikai munkavállalókkal is, így világossá vált, hogy akik komolyan veszik ezt a 14 alapelvet, és ezek szellemében alakítják ki, illetve fejlesztik tovább a folyamataikat, akkor ugyanilyen eredményesek lesznek. Kétségtelen, hogy a japán kultúra része a nagyobb mértékű lojalitás mind a munkavállalók részéről a vállalat felé, mind a vezetők felől a munkavállalók irányában. Ugyanígy a teammunkában való részvétel is „természetesebb” a japán dolgozóknál, mint az individuális siker fontosságát (túl)hangsúlyozó európai illetve amerikai nevelési módszerek és az így elért üzleti eredmények. Mindezek az elvek és a legfontosabb eszközök az ún. Toyota – ház felépítésében testesülnek meg, mely az alábbi ábrán látható.
6
A Toyota – házban vastaggal jelöltük az elveket megtestesítő fogalmakat (Pull, Jidoka, Heijunka, Kaizen), míg az ezeket megvalósító eszközöket nagy betűkkel (kanban, JIT, one piece flow, andon). Ezeket később részletesen megvizsgáljuk az eszközrendszerek használatánál. Womack és Jones kutatásaiból minden különösebb vizsgálódás nélkül is látszik a Toyota rendszer fölénye, ami mind a minőségi mind pedig a termelési mutatókban megnyilvánul. A TPS rendszer 3 alapvető célt tűz maga elé a vevői értékteremtés kapcsán. Ezek: 1. minőségfejlesztés, a vevő jobb minőségű terméket kap 2. átfutási idő csökkentés, a vevő hamarabb megkapja a terméket 3. költségcsökkentés, a vevő olcsóbban megkapja a terméket Sajnos sok helyen a TPS eszközrendszerét a költségcsökkentési célok szolgálatába próbálják állítani, így elég mérsékelt sikerre lehet számítani, ha egyáltalán lesz siker. A TPS rendszer megpróbálja egyesíteni magában a klasszikus kisüzemi kézi gyártás minőségi és technológiai előnyeit a nagyüzemi termelés nyújtotta költségelőnnyel. Ezek az elemek az alábbi táblázatban kerültek összefoglalásra.
7
TECHNOLÓGIA
TERMÉK
SZERVEZET
SZEMÉLYZET
8
Kézi gyártás
Taylori rendszer
Lean Management
Univerzális gépek
Specializált gépek
Univerzális gépek
Elhelyezés géptípusok szerint (műhelyrend)
Szerelésorientált
Rugalmas gyártócellák/szigetek termékorientált
Manuális tevékenységek
Magas automatizáltság
Magas fokú „mechanizáltság”
Rövid átállási idők magas gyártási költségek
Hosszú átállási idők alacsony gyártási költségek
Rövid átállási idők, alacsony gyártási egység költségek
Egyedi-, vagy kis sorozatgyártás
Nagysorozat-, vagy tömeggyártás
Rugalmas sorozatnagyság
Nagy gyártási mélység
Nagy gyártási mélység
Alacsony gyártási mélység
Decentralizált autonóm területek
centralizált
Egyszerű, lapos hierarchia / költségcentrumok
Csekély specializálódás
Nagyfokú specializálódás, szellemi és kézi munka elválasztása, szigorú munkamegosztás
Csoportmunka, a „gondolkodás” és „cselekvés” integrálása
Egyenetlen termékáramlás
Egyenetlen termékáramlás
Kiegyenlített termékáramlás
Szakmunkások
Cserélhető munkaerő, segéderők
Törzs-, és időszakos szakmunkások
Intenzív, sokoldalú képzés
Rövid betanítási idők
Kvalifikált, multifunkcionális
Megrendelés alapján
Kézi gyártás
Taylori rendszer
Lean Management képzés
EREDMÉNYEK
Darabbér / időbér
Darabbér / időbér
Prémiumbér / időbér
Alacsony termelékenység, magas egységköltség
Az egységköltség függ a darabszámtól, pl. nagysorozatnál alacsony egységköltség
magas termelékenység, alacsony egységköltség
Magas minőség
Gyenge minőség
Magas minőség
Nagy rugalmasság
Rugalmatlan / standard
Nagy rugalmasság
Alacsony készletek
Nagy pufferzónák
Alacsony készletek
A Lean Menedzsment rendszer ideális működése Az előzőek alapján világos, hogy sosem egy – egy eszköz alkalmazása, hanem egy komplett rendszer finoman összehangolt működtetése lesz a záloga a hatékony működésnek. Ezt áttekintendő, az alábbi ábrán összefoglaltuk a lean menedzsment rendszer fő elemeit (Herbermann, 1994). Természetesen egy rendszer elemeit sokféleképpen lehet strukturálni, ez a megoldás nem a funkcionális területek szerinti csoportosítást, hanem az alkalmazott elvek megvalósításához felhasználható stratégiai és operatív elemeket tartalmazza. A táblázatban felsorolt egyes elemek vállalaton belüli kiépítése és működtetése önmagában is komoly kihívás, ugyanakkor a területek közötti megfelelő együttműködés kialakítása tovább nehezíti a vállalati szakemberek sorsát.
9
1. ábra A lean menedzsment stratégiai elemei. forrás Herbermann, 1994, kiegészítve Kelemen
A rendszer tartalmi elemeiről már sok elemzést olvashattunk, melyek minden lean alapú vállalatra jellemzőek, bárhogyan is nevezzék az egyes elemeit (pl. Kovács). Ideális világban ezek a rendszerelemek egymás hatásait erősítik. Nézzünk egy példát. Ha mindenkinek jogában áll leállítani a gyártást amikor olyan problémát észlel ami nem oldható meg a ciklusidőn belül, akkor ez komoly ösztönző erő olyan stabil folyamatok kialakításához, melyekben ez csak nagyon ritkán fordulhat elő, különben óriási káoszhoz vezet. Így a folyamatban előforduló hibák azonnal egy komoly fejlesztési folyamat inputjai, melyet jellemzően a folyamatot működtető munkatársaknak kell(ene) végezniük, hiszen ők ismerik ezt a legrészletesebben. Ez a csoportos problémamegoldást helyezi előtérbe, aminek elengedhetetlen feltétele a csoporttagok felkészítése a problémák világos felismerésére, elhatárolására, és megoldására. Ehhez komoly fejlesztési programok kidolgozására van szükség a vállalat HR munkatársainak részéről. Amennyiben a hibáért valamelyik beszállító a felelős, akkor a folyamatos beszállító értékelési rendszeren keresztül máris megindul egy komoly együttműködés a beszállítóval, hogy milyen intézkedések szükségesek annak érdekében, hogy ez a hiba többé ne forduljon elő (Liker et al.). A Toyota ugyanis meglepően
10
elnéző a hibákkal szemben, de elvárja, hogy ugyanaz a hiba ne forduljon elő még egyszer. Ez azt feltételezi, hogy a lean elven szerveződő vállalat nem ellenséget lát a beszállítóban, hanem olyan partnert, aki hozzájárul az ő és végső soron az ügyfél elégedettségéhez. A piac ugyanis egyre rövidebb átfutási időket, és egyre alacsonyabb árat követel, ráadásul mindezt folyamatosan javuló minőségben, mely nemcsak a vállalat, hanem annak beszállítói felé is komoly, tovagyűrűződő kihívást jelent. Tekintsünk át néhány pontnál röviden egy - egy elemet: 1. Integrált minőségmenedzsment Egyik legfontosabb eleme a kaizen elv. Ez abból a megfontolásból ered, hogy a vállalati folyamatok kialakítása során jellemzően annak működőképessége a legfontosabb, nem pedig a leghatékonyabb módja. Ez nem azt jelenti, hogy nem gondosan megtervezett folyamatokkal találkoznánk, csak számos apróbb változtatás révén egyre inkább növelhető a teljesítőképessége, ahogyan a tipikus veszteségforrások kiküszöbölése megtörténik. A klasszikus veszteségforrások csoportosítása Taichii Ohno-hoz fűződik, aki híres volt a szenvedélyes „veszteségvadászat”-áról. Ohno veszteségtipizálása az alábbi kategóriákat tartalmazza, amit Liker – aki több mint 20 évig tanulmányozta a Toyota rendszerét – kiegészítette egy 8. -al is: 1. Túltermelés: többet termelünk, mint amennyire a következő munkafolyamatnak, vagy a vevőnek szüksége van. 2. Várakozás: a gép ciklusideje, a gép hibája, vagy az előző munkafolyamat késése miatt a dolgozóknak nincs munkájuk. 3. Javítás: termékek válogatása, utómunkálása, selejtezése. 4. Szükségtelen, vagy helytelen folyamatlépések, leggyakrabban a termék tervezési hibájából, vagy a munkaeszközök hibájából adódóan. 5. Készlet: nem lehet magasabb, mint a szigorúan ellenőrzött húzórendszer által megkívánt minimum készlet. 6. Mozdulat: Dolgozók szükségtelen mozdulatai vagy szerszámok keresése. Ergonómiai, illetve munkahely-szervezési kérdések. 7. Termékek illetve alkatrészek felesleges mozgatása. 8. Dolgozók kihasználatlan kreativitása. Időt, fejlesztési-, tanulási lehetőségeket veszíthetünk azzal, ha nem figyelünk dolgozóink ötleteire. Mindezek a veszteségek erőforrás pazarlást jelentenek, és jellemzően egyszerű eszközökkel kiküszöbölhetők. A folyamatfejlesztés a TPS és a Lean alapfilozófiájába tartozik, és egyfajta evolúciós fejlődési pályát jelent, amikor fokozatosan kismértékű változtatások révén érjük el, hogy a folyamatok egyre hatékonyabbak lesznek. Természetesen előfordulnak nagyobb volumenű és több területet érintő változások, komoly innovációs fokkal, melyek jellemzően termék- vagy technológiaváltáshoz kötődnek. E két folyamatfejlesztési rendszer egy – egy jellegzetes elemét tartalmazza az alábbi táblázat.
11
KAIZEN
INNOVÁCIÓ (KAIKAKU)
Hatás
hosszantartó, de nem drámai
rövidtávú, de drámai
Sebesség
kis lépések
nagy lépések
Időkeret
folyamatosan
megszakítva, időben behatárolt
Siker esélye
egyenletesen magas
hirtelen, kiszámíthatatlan
Főszereplők
a cég minden dolgozója
néhány kiválasztott
Eljárásmód
kollektív bölcsesség, csoportmunka, rendszeresség
„könyök” módszer, egyéni ötletek és erőfeszítések
Vezérfonal
megtartás, és javítás
megszakítás és újjáalakítás
Sikerrecept
hagyományos know-how, és a technika aktuális szintje
technológiai vívmány, új találmányok, új elméletek
Gyakorlati feltételek
kis befektetés, nagy erőfeszítés a megtartáshoz
nagy befektetés, kis erőfeszítés a megtartáshoz
Sikerorientáció
emberek
technika
Értékelési kritériumok
teljesítmény, jobb eredményt nyújtó eljárások
profit
Előny
kiváló egy lassan fejlődő gazdaságban
gyorsan bővülő gazdaságban előnyös
A gyakorlatban ez úgy történik, hogy a folyamatokat aszerint kell osztályozni, hogy mennyiben járulnak hozzá a vevői érték megteremtéséhez. A folyamatok 3 jellemző típusáról beszélünk: 1. főfolyamatok, ezek a valódi értékteremtő folyamatok, pl. szerelés 2. mellékfolyamatok, lazábban kapcsolódnak az értékteremtéshez, de nélkülözhetetlenek, pl. anyagmozgatás 3. támogató folyamatok, melyek szintén szükségesek az értékteremtésben, de csak közvetett módon járulnak hozzá pl. adatszállítás. 12
A folyamatfejlesztés különböző módja több ismert menedzsment filozófia részét képezi, és tartalmuk jellemzően megegyezik. Leginkább abban térnek el, hogy hány lépésre bontják a folyamatot, amit a következő táblázatban láthatunk.
Hat lépcsős modell
PDCA ciklus
Hat Szigma DMAIC
Lean filozófia
Probléma definiálása Folyamat azonosítása és dokumentálása
Definiálás - Define Tervezz - Plan
Teljesítmény mérése
Mérés - Measure
"Miértek" megértése
Elemzés - Analyse
Javaslatok, megoldások kifejlesztése és kipróbálása
Megoldások gyakorlatba ültetése és értékelése
Határozd meg az értéket
Térképezd fel az értékáramlást
Biztosítsd a folyamatosságot
Csináld - Do Fejlesztés - Improve
Alkalmazz kérésen alapuló rendszert
Ellenőrizd - Check
Cselekedj - Act
Kontrol - Control
Dolgozz a tökéletesítésen
A japán TPS guruk 10 pontban foglalják össze a sikeres kaizen tevékenységek szabályait, melyek az alkalmazás filozófiájának tekinthetők. Ezek: 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
13
gondolkodj a megvalósításon a magyarázkodás felesleges javítsd ki azonnal a hibát ismételd „Miért?” – 5 –ször gyűjtsél ötleteket minél több különböző személytől az eszed használd, ne a pénztárcád egyszerű megoldást keress, ne tökéleteset
8. 9. 10.
felejtsd el a merev elképzeléseket a problémák egyúttal lehetőségek a javításnak sosincs vége
2. Piacorientált tevékenységek A TPS rendszer középpontjában a vevő áll, emiatt a legnagyobb kihívás a vevői igények „lefordítása” funkcionális, minőségi, és termelékenységi célokra, figyelembe véve egyéb szempontokat is, mint pl. design, használati kényelem, karbantarthatóság, javíthatóság, piaci ár. Az alábbi ábra ezt a folyamatot tükrözi.
A QFD révén elérhető előnyök, és hátrányok az alábbi táblázatban kerültek összefoglalásra: Előnyök Fejlesztési idő lerövidül Javuló információáramlás és kommunikáció Teammunka támogatása
14
Hátrányok Nagy ráfordítások, időben, erőforrásban, személyi összetételeiben, tervezési tevékenységekben A komplexitásban rejlő veszély (elveszünk az adatok és követelmények sokszor ellentmondó dzsungelében) Fordítási hiba, a vevői követelmények, műszaki
specifikációkká alakításakor Utóváltozatok számának csökkenése A termék versenyképességének korai felismerése Vevői igénynek megfelelő termékfejlesztés
3. Termelésközpontú termékkialakítás – szimultán tervezés A terméktervezés másik folyamatrövidítő lehetősége a szimultán tervezés, amelynek során a rendszerint szigorú jóváhagyási és döntési pontok beiktatásán túl, megpróbálják az egyes lépéseket részben párhuzamosan végezni, hiszen ennek van a legnagyobb hatása az átfutási időre, mint az alábbi ábra is mutatja.
5. Emberközpontú munkaszervezés - csoportmunka A TPS egyik kulcsa, ahogyan már a KAIZEN elvnél is látható volt, a műveleti helyeken dolgozó munkavállalók bevonása a folyamatfejlesztésbe. Ez teljesen újszerű megközelítést tesz szükségessé, sőt egész más munkaszervezési megoldásokat. Jellemzően egy – egy ember nehezen tud a folyamatfejlesztésben részt venni, de egy kisebb csoport már sokkal jobban átlátja a hatáskörébe utalt részfolyamatot. Így viszont alapelvárás lesz, hogy a motivációs és jutalmazási rendszert hozzá kell igazítani a módosuló követelményszinthez, ami a HR részleg felé komoly kihívásként jelentkezik. A csoport által elvégzendő feladatokat praktikusan két nagy csoportba sorolhatjuk:
15
1. Primer tevékenységek. Minden olyan fő tevékenység ide tartozik, mely az eredeti munkafolyamat korábban egy emberre lebontott része volt. 2. Szekunder tevékenységek. A csoportra rábízott egyéb (mellék)tevékenységek, melyek pl. anyagrendelés, karbantartás, egymás kölcsönös betanítása, minőség-ellenőrzés stb. lehet. A legtöbb vállalat esetén éppen emiatt lesz baj. Sajnos az emberek többsége nem képes a gyors váltásokra. Akik eddig megszokták, hogy mindig egyedül, csak magukra számítva kell dolgozniuk, és foggal –körömmel ragaszkodtak a saját „újításaikhoz”, olyan fogásokhoz, mely „pótolhatatlanná” tette őket a cégen belül, nehezen szánják rá magukat, hogy hirtelen az a „jó”, ha megosztják az eddig felhalmozott tudásukat és tapasztalataikat a csoport tagjaival. Mindezen túl a vezetői szerepek újragondolása is szükséges. Amennyiben a csoport döntési jogot is kap, a korábbi klasszikus „mester” feladatok is rá hárulnak. Ez természetesen a klasszikus „csoportvezetőket” illetve „művezetőket” hozza hátrányos helyzetbe, akik részben „feleslegessé” válnak. Sok helyen még az üzemvezetők tevékenységének egy része is a csoporthoz kerül. Természetesen ez attól függ, milyen szintű autonómiát élvez a csoport. Az esetek döntő többségében ezek az okai annak, hogy eredménytelenül zárul az a kísérlet, mely során eredményes és hatékony csoportok kialakítását kísérlik meg. Furcsa látni, hogy vállalatok, melyek horribilis pénzt költenek szakembereik állandó továbbképzésére, hogy a legújabb technológiákat is mesteri szinten elsajátítsák, egyetlen fillért sem akarnak áldozni, hogy a megváltozott feltételrendszer keretein belül is megtalálják a helyüket. Szintén gyakori tévhit, hogy néhány ember közös feladattal történő megbízása automatikusan magával hozza, hogy csoporttá formálódnak. Ez nem így van. Bárki visszagondolhat a katonaságnál eltöltött tapasztalataira, és nyomban világossá válik, hogy igen intenzív kiképzés és közösen elvégzett „feladatok” sokasága után kovácsolódik össze többé-kevésbé egységessé egy tucat ember. A csoportmunka nem sok ember együttműködése egy adott cél érdekében – bár első pillantásra ennek látszik – hanem egyfajta közös gondolkodás, közös értékrendek kialakulásával válik azzá. Számtalan definíció létezik, mellyel a csoportmunka fogalmát meghatározták. Mi az alábbi, C. H. Antonitól származó definíciót tekintjük a továbbiak alapjául. „Több személy működik együtt meghatározott ideig, meghatározott szabályok és normák szerint egy több részfeladatból álló munkán közvetlenül együttműködve egy közös cél elérése érdekében”. Mindezt az alábbi ábra szemlélteti.
16
Tekintsük át egy autonóm munkacsoport legfontosabb és legjellemzőbb feladatait a már említett három dimenzió figyelembe vételével:
Horizontális dimenzió A csoport minden olyan tevékenységet elvégez, mely korábban az egyes csoporttagok tulajdonképpeni feladatát jelentette. Mindezeken kívül az alábbi szekunder tevékenységeket végezheti el: • Karbantartás • Kisebb javítások • Minőségbiztosítás • Belső logisztika Mindezek a munkakör szélesítés klasszikus elemei.
Vertikális dimenzió A csoport a periódus elején ismertetett termelési terv végrehajtásáért felelős. Ez alapján, és az ismert termelékenységi (norma) valamint a kapacitáskihasználásra vonatkozó adatok ismeretében önállóan dönt arról, mikor mennyit termeljen, mikor mennyi legyen a létszám, hogy az előirt határidőket, és költségeket betartsa. Mindezek a munkakör gazdagítás klasszikus példái. 17
Szociális dimenzió A csoporthoz tartozik a feladatok hozzárendelése az egyes tagokhoz, melynek akkor van jelentősége, amikor több ember is képes ugyanazt a feladatot elvégezni. Szintén ők döntik el ki mikor mehet szabadságra, hogy a munkában ne legyen fennakadás. Csoportmegbeszéléseket folytatnak le, melyek során igyekeznek a lehetséges veszteségforrásokat megtalálni, és a hatékonyságot növelni. Vizualizálják a csoport eredményét, hogy minden tag számára egyértelmű legyen az elvégzett munka, illetve hol tart a csoport egyéb céljainak megvalósulása. Rájuk hárul a csoporttagok kölcsönös továbbképzése és az együttműködés további javítása. Mindez nem fér bele a hagyományos szemléletbe, és ezen a területen mutatkozik a legnagyobb deficit, mely végül is a kudarcokhoz vezet. A csoport tagjai önmaguktól nem lesznek képesek arra, hogy e feladatokkal megbirkózzanak. Még ha sikerülne is idővel, hogy „kiforrja” magát a dolog, általában annyi ideje egy piaci körülmények között működő vállalatnak nincs, nem beszélve arról, hogy az átmeneti időszakban jelentős teljesítménycsökkenés is megfigyelhető. Ezért igen komoly képzési programokat kell indítani, hogy a csoport tagjai képesek legyenek a csoportérdek és egyéni érdekek, illetve a vállalati célok és csoportcélok összehangolására, a konfliktusok kezelésére, az egyéni „mesterfogások” „közkinccsé” tételére. Ez roppant időigényes feladat, amit nem szabad elkapkodni. Még az olyan multinacionális vállalatok, mint a Daimler-Chrysler is kudarcot szenvednek el, ha siettetik az „érési” folyamatot. A csoport közös KAIZEN tevékenységeinek várható előnyei két szempont szerint csoportosíthatók (a számszerűsíthető tényezők európai kutatások eredményein alapulnak). Gazdasági szempontok: • Termelési költségek csökkenése, • Átfutási idők csökkenése, • Gyártott mennyiség növekedése, • Minőség javulása, • Hulladék csökkenése. Munkaügyi, szociális szempontok: • Jelenléti idő javulása, betegállományok csökkenése, • Dolgozók képzettségi szintjének emelkedése, • Munkahelyi konfliktusok csökkenése, • Fluktuáció csökkenése,
Az autonóm munkacsoportok kialakítása 1. Autonóm munkacsoportot nem lehet „alulról jövő kezdeményezés” alapján összeállítani. Szükséges a teljes felsővezetői réteg egységesen pozitív hozzáállása, hiszen olyan konfliktusok lesznek kezdetben, melyek nem maradnak meg alsóbb szinten, hanem felső szintű beavatkozást fognak igényelni. Ha a vezetők nem egyformán ítélik meg a várható
18
ráfordításokat és remélhető hasznot, akkor nem szabad belevágni. Számos hazai példa is mutatja, hogy sikertelen próbálkozások után a dolgozókban olyan szintű frusztráció alakul ki, hogy később minden hasonló próbálkozás eleve kudarcra lesz ítélve. Az autonóm munkacsoport felborítja a megszokott termelési folyamatot, és maga után vonja a kialakult vállalati kultúra megváltozását is. Szerencsés, ha a termelési vagy szolgáltatási folyamat egy része jól lehatárolható, hogy leválasszuk a hagyományos folyamatról, ugyanakkor eléggé komplex ahhoz, hogy kialakulhasson a minimálisan szükséges autonómia. Amennyiben a csoport tagjai csak abban dönthetnek, hogy ki mikor menjen reggelizni, nem várható el jelentős javulás a részfolyamat hatékonyságában sem. 2. Ha sikerült megtalálni azt a részfolyamatot, mely megfelelő tesztelési lehetőséget kínál, megkezdődhet a csoport összeállítása. Ugyanakkor figyelembe kell venni, hogy egy eredményes tesztelés legalább egy, nemzetközi tapasztalatok alapján átlagosan másfél évet vesz igénybe, mely természetesen a csoport feladataitól is függ. A csoport összeállításánál ügyelni kell arra, hogy minden részfeladat le legyen fedve megfelelően kvalifikált munkaerővel. Természetesen cél, hogy a csoport tagjai együttműködésük során egymást betanítsák és így a rugalmasságot növeljék, illetve egyes tagok kiválása ne tegye lehetetlenné a további munkavégzést. A csoport egyik kulcsszereplője a csoport vezetője. Ő lehet a vállalatvezetés által kinevezett, vagy a csoport által választott személy. A tapasztalatok azt mutatják, hogy általában nagyobb az elfogadottsága, ha a csoport tagjai is beleszólhatnak a vezető kiválasztásába. Azon vállalatoknál, ahol a vezető kiválasztása a csoporttal együtt, vagy a csoport által történik, nem is vezetőnek, hanem szóvivőnek nevezik, ezzel is jelezve, hogy nem klasszikus vezetői szerepe van. Mivel rá számos olyan feladat vár, melyet addig soha sem végzett, elengedhetetlen hogy a csoport szóvivője (vezetője) speciális képzést kapjon, melynek során megismertetik vele a konfliktuskezelési lehetőségeket, fokozzák probléma-megoldási „hajlandóságát”, hiszen nincs már a klasszikus művezető, aki majd törődik a váratlan helyzetekkel. Foglalkoznia kell mind a csoport, mind pedig a tagok teljesítményének mérésével és értékelésével, ezek vizualizálásával, hogy mindenki számára nyilvánvaló legyen, hol is tartanak a cél elérésében. 3. Nagyon fontos egy megfelelő bérezési és ösztönző rendszer kialakítása. Ez nagyon kevés vállalkozásnak sikerült, ami nem is meglepő, hiszen a szakirodalomban sem sikerült még találni olyan átfogó, minden üzletágban egyaránt használható megoldást melynek adaptálásával ez a gond megoldódna. Tanácsok, tippek, trükkök természetesen vannak szép számmal, de sajnos minden vállalat maga kell kitapossa a saját útját. A benchmarking mint lehetőség természetesen adott, de ezen a területen a vállalatok nyitottsága erre meglehetősen csekély. Még egyazon vállalatcsoport esetén is kicsi a hajlandóság, hiszen egymás között is verseny folyik az eredményesség és hatékonyság növeléséért, ami alapján a vezetők a prémiumukat kapják. Az ösztönző rendszer bonyolultsága abból ered, hogy az alapfeladatokon túl a csoport sok más feladatot is végez, melyeknek valamilyen szinten tükröződniük kell(ene) az ellenszolgáltatásban is. Így egy jó ösztönző rendszer tartalmazza az alaptevékenységért járó fizetést, figyelembe veszi a melléktevékenységek végzését és a döntési helyzetek eredményét, elismeri a 19
hatékonyság mérhető növekedését, és méltányolja a rugalmasság növelését, mely a kölcsönös „tovább” képzések révén áll elő. Mindezt lefordítani a munkabér megfelelő százalékaira, vagy egyéb, pl. pontozás vagy bonusz általi elismerésre váltani, meglehetősen embert próbáló feladat. Amennyiben a kialakult arányokban a csoport tagjai szerint nem tükröződik az erőfeszítésük, akkor azok az elemek idővel elhalnak, pl. nem lesznek újító ötletek, megakad a kölcsönös képzés, több lesz a konfliktus stb. Ezt a helyzetet a csoportszóvivőnek kell mihamarabb érzékelnie és a vállalatvezetéssel együtt olyan megoldás kidolgozásában részt venni, mellyel beállítható a kívánt állapot. 4. Nem elhanyagolható szempont, hogy ezek a változások olyan szintűek, mely a változásmenedzsment eszköztárát is igényli. A felső vezetésnek fel kell vállalnia, hogy az átmenet keserves és konfliktusokkal terhelt lesz, sőt még ideiglenesen termelékenység- és termeléscsökkenés is fellép. Ezért nagyon fontos a bevezetési stratégia helyes megválasztása, mely az eddigiek alapján ne arra az időszakra essen, amikor az üzem teljes kapacitása is kevés a termelési feladatok végrehajtásához. A csoport bevonása a bevezetési stratégia kidolgozásába csökkenti az átmeneti időszak konfliktusait, és lehetővé teszi a csoport önszabályozó mechanizmusainak mielőbbi kialakulását. Amennyiben a próba sikeresen zárul, akkor ki lehet terjeszteni a teljes üzemi folyamat(ok)ra. Két tipikus hiba fordul elő a leggyakrabban. 1. A vállalatok döntően racionalizálási szempontoktól vezérelve alakítják ki a munkacsoportokat. Így remélnek létszám-megtakarítást és költségcsökkenést elérni. Természetesen ezt észreveszik a munkavállalók is, hiszen ez esetben, a harmadik pontban ismertetett ösztönző rendszer kialakítására elég kevés gondot fordítanak. Így nem fogja a rendszer beváltani a vezetők reményét, miáltal az lesz a reakciójuk, hogy az egész csak divathóbort lehet, de igazából az emberek képtelenek eredményes munkát végezni a megfelelő (erős) kontroll nélkül. 2. Amennyiben a munkakörülmények humánusabbá tétele nem jár együtt, egy precíz és szigorú teljesítménymérési és értékelési rendszerrel, akkor az emberek elkényelmesednek, és hatékonyságuk csökkeni fog, mire a vállalatvezetés reakciója az előző pontban ismertetett lesz.
A Lean menedzsment eszközei: Értékáram feltérképezése A klasszikus lean eszköztár számos ismert elemet jelent, ahol a problémát jellemzően a konkrét vállalati folyamatokhoz történő adaptálás, és illesztés jelenti. Az egyik tipikus elemzés az értékáram feltérképezése, ismertebb nevén a Value Stream Mapping (VSM). A kaizen elvnél szó volt arról, hogy az egyes tevékenységeket be kell sorolni a vevői értékteremtéshez történő hozzájárulásuk alapján. Ez azt jelenti, hogy a legapróbb részletezettséggel fel kell tüntetni egy logikai ábrán az anyagok, illetve komponensek útját onnantól kezdve, hogy bekerülnek a vállalati rendszerbe, egészen odáig, hogy megérkeznek a
20
vevőhöz. Az egyes állomásokon, műveleti helyeken fel kell tüntetni az adott mennyiséget, várakozási időt, megmunkálási időt, stb. Egy értékáram korrekt felvételéhez az alábbi információkra van szükség: vevői igény (db./nap, méter/nap, stb.) jelenlegi beszállítási ütem az egyes műveletek sorrendje az egyes műveletek ciklusideje az egyes gépek átállási ideje az egyes gépek rendelkezésre állási ideje
Poka – yoke megoldások A folyamatfejlesztés során számos olyan apró hiányosságra, hiba okra lehet bukkanni, ami jelentős mértékben hozzájárul a minőségi és termelékenységi mutatók ingadozásaihoz. A tapasztalatok szerint az esetek többségében figyelmetlenség, illetve kezelői hiba okozza a hibákat. A klasszikus Taylori – Fordi modell a hibák kiszűrésére a minőség-ellenőrzés kiterjesztésével és szigorításával válaszol, míg a Toyota rendszer Shingo javaslatára inkább abba az irányba fordul, hogy miként lehetne a folyamatokat úgy átalakítani, hogy beépítsük a „tévedhetetlenséget” a rendszerbe. Kézenfekvő ötlet, hogy különböző szenzorokkal, ütközőkkel, pozícionáló sablonokkal a szerszám vagy alkatrész beállításával kapcsolatos feladatokat egyszerűsítsük le, és egyidejűleg gyorsítsuk fel. Ez az elv azután a mindennapi eszközök használatánál is megjelent, elsősorban a biztonságos használatot elősegítendő.
Az anyagáramlás vezérlése a JIT rendszerben – húzásos mechanizmus Az anyagáramlás vezérlésének húzásos módja azt jelenti, hogy anyag, alkatrész, részegység stb. csak akkor érkezhet egy műveleti helyre, ha igény van rá. Ha nincs igény, akkor a megelőző műveleti helyen várakozik, illetve ha mód van rá, akkor el sem készül. A húzásos mechanizmus lényege egyszerű analógiával szemléltethető. Helyettesítse a gyártásban áramló anyagot egy hosszú kötél (15. és 16. ábra). Minél többet gyártunk, annál hosszabb kötélre van szükség. A kérdés az, hogyan lehet átjuttatni egy hosszú kötelet a rendszeren. Áttolni nem lehet, mert a kötél puha, ha a végét toljuk, akkor a rendszer elején feltorlódik. Esetleg meg lehet próbálni összefogni egy kötegnyi kötelet és azt műveleti helyről műveleti helyre tovább dobni (15. ábra). Ez felel meg a hagyományos sorozatgyártásnak (batch típusú gyártás). Ekkor meghatározott adagokban haladnak át az anyagok, terméksorozatok a rendszeren. Ez persze azt jelenti, hogy az előre meghatározott mennyiséget (gyártási sorozatot) akkor is legyártják, ha a teljes mennyiségre nincs szükség. Visszatérve a kötél analógiára, a legcélszerűbb a kötelet áthúzni a rendszeren (16. ábra). Ha a kötélre igény van, akkor húzzuk a végét, és akkora hosszúságú kötelet húzunk át, amennyi szükséges. Ekkor a rendszerben mindig csak annyi kötél tartózkodik, amennyi feltétlenül szükséges. A kötél végének húzása a húzásos (pull típusú) anyagáramlási mechanizmus analóg példája. Az anyagok áthúzása a termelőrendszeren azonban nem olyan egyszerű, mint a kötélé.
21
Műveleti hely 1
Műveleti hely 3
Műveleti hely 2
Műveleti hely 5
Műveleti hely 4
15. ábra: A tolásos mechanizmus analógiája
Műveleti hely 1
Műveleti hely 3
Műveleti hely 2
Műveleti hely 5
Műveleti hely 4
16. ábra: A húzásos mechanizmus analógiája Az anyagáramlás vezérlésekor a húzás megvalósítása az igényt valamilyen formában a megelőző műveleti hely felé jelző mechanizmussal történik. E jelzés közvetítésére a JIT ősének tekintett Toyota gyártórendszerben kártyákat alkalmaztak. E kártya japán neve kanban, ezért a húzásos rendszert nagyon gyakran kanban rendszernek is nevezik. Hangsúlyozni kell azonban, hogy a kanban rendszer önmagában nem JIT rendszer, csak annak egy eszköze. A kártyák segítségével végrehajtott húzásos anyagáramlás-vezérlésnek két módja terjedt el: az egy-kanbanos rendszer, valamint a két-kanbanos rendszer. Tekintsük először az egyszerűbb egy-kanbanos rendszert, melynek működését a 17. ábra szemlélteti.
22
C
C kanban box
Megelőző műveleti hely
C
Követő műveleti hely
C
Követő műveleti hely
C
Követő műveleti hely
C
Követő műveleti hely
C
C kanban box
Megelőző műveleti hely
C kanban box
Megelőző műveleti hely
C
C kanban box
Megelőző műveleti hely
C
17. ábra: Egy-kanbanos rendszer működése Az ábrán két műveleti hely működése látható négy különböző pillanatban. Az anyag az első műveleti helytől halad a második felé. Általánosan nevezzük a gyártási sorrendben előbb lévő műveleti helyet megelőző műveleti helynek, az azt követő műveleti helyet pedig követő műveleti helynek. Minden műveleti hely előtt egy input-tároló, a műveleti hely után pedig egy output-tároló helyezkedik el a megmunkálásra váró, illetve a már elkészült anyagok tárolására. Az ábrán kis téglalapok jelölik az anyagot tartalmazó konténereket. A téglalap satírozásának mértéke a konténerben lévő anyag mennyiségére utal. A besatírozatlan téglalap tehát üres konténert jelez. A kanban kártyát az ábrán egy kis téglalapba beírt C betű jelzi, utalva arra, hogy a kártyával a konténerek mozgását szabályozzuk. Ezt a kártyát C kanbannak
23
(conveyance kanban), vagy magyarul szállítási kártyának nevezik. Az angol nyelvű szakirodalomban ugyancsak megtalálható a withdrawal kanban és a move card elnevezés is . A 17. ábra első része egy olyan állapotot mutat, amikor a követő műveleti helynél gyártás folyik. A követő műveleti hely előtt lévő félig besatírozott konténerből kivett anyag a megmunkálást követően a követő műveleti hely után lévő félig besatírozott konténerbe kerül át. Egy konténerben lévő anyag megmunkálása egyben azt is jelzi, hogy az anyagra igény van. Ezt jelezni kell a megelőző műveleti hely felé, ezért a megmunkálás kezdetekor a C kanbant levesszük a gyártásba kerülő anyagok konténeréről és a két műveleti hely között elhelyezkedő C kanban tartóba az úgynevezett kanban postafiókba (C kanban box) helyezzük. A kanban postafiókban lévő C kanban azt jelzi, hogy ha van elkészült alkatrész a megelőző műveleti hely output-tárolójában, akkor az odaszállítható a követő műveleti helyhez. Ezt szemlélteti a 17. ábra második és harmadik része. A postafiókban lévő C kanbant egy munkás ráhelyezi a megelőző műveleti helynél lévő teli konténerre, és a teli konténer valamint a C kanbant együtt a követő műveleti hely input tárolójához szállítja. Amikor pedig a követő műveleti helynél éppen használatban lévő konténer kiürül, akkor az a megelőző műveleti helyhez kerül feltöltésre. A 17. ábrán bemutatott egyszerű mechanizmus eredményeként, ha a követő műveleti hely nem dolgozik, akkor a megelőző hely felé nincs jelzés arról, hogy igény van az alkatrészre. Ha a követő műveleti hely egy teli konténer anyagon dolgozni kezd, akkor felszabadul egy C kanban. Teli konténert a megelőző műveleti helyről csak C kanbannal együtt lehet átvinni a követő műveleti helyre. Ha tehát a követő műveleti helyen a termelés valamilyen oknál fogva leáll, akkor a megelőző műveleti hely output tárolójában készletek halmozódnak fel, mert azt C kanban hiányában onnan nem lehet elszállítani. Ennek hatására a megelőző műveleti helynél is abba kell hagyni a termelést. Így az igény megszűnését tartalmazó jelzés végigfut az egész rendszeren. Az egy-kanbanos rendszerben csak azt jelezzük a megelőző műveleti helynek, hogy nincs igény (nincsen szabad C kanban), de azt nem, hogy ne termeljenek. A megelőző műveleti helynél a munka vagy azért áll le, mert nagyon magas készletek alakulnak ki, vagy esetleg azért, mert nem érkezik szabad konténer, amit meg lehet tölteni. A 18. ábra egy-kanbanos rendszernél szemlélteti a gyártandó mennyiség szabályozását a megelőző műveleti hely output-tárolójánál. Az ábrán látható, hogy három féle alkatrészt gyártanak, melyeket dobozokban tárolnak. A dobozokban tárolt alkatrész csak akkor kerülhet a követő műveleti helyre, ha olyan szállítási kártya szabadul fel, amelyik a dobozokban lévő alkatrész igényét jelzi. Az ábrán látható készletek tehát fokozatosan fogynak a szállítási kártyák érkezésekor. Amikor valamelyik alkatrész készlete lecsökken az ábrán látható jelző szintjére, akkor a jelzőt az alkatrész számát tartalmazó tábla mellé helyezik. Ezt látva, az alkatrészt gyártó műveleti helynél amint lehet, a jelzett alkatrész gyártásába kezdenek. Túlságosan nagy mennyiséget nem tudnak gyártani, mert amíg a jelzett alkatrész készül, a többi alkatrész fogy, tehát hamarosan másik alkatrész gyártásának igénye jelentkezik.
24
A jelző mutatja, hogy a jelzett komponens gyártása szükséges.
A jelző a gyártás elindításának készletszintjét mutatja.
Kompones azonosítója
18. ábra: A termelés szabályozása egy-kanbanos rendszernél (Forrás: Hall, R. W., Zero Inventories, Dow Jones-Irwin, 1983) A 18. ábrán bemutatott módszernél egyértelműbben is szabályozható a megelőző műveleti hely gyártása egy másik kanban, az úgynevezett P kanban (Production kanban) segítségével, aminek magyar neve gyártási kártya. A P és C kanbanokat felhasználó úgynevezett két-kanbanos rendszer működését szemlélteti az 19. ábra. Az ábra négy különböző pillanatban szemlélteti a kártyák és konténerek helyzetét. Minden műveleti helyhez külön termelési kártyák tartoznak, amit a P kanbanokon látható index jelez. A megelőző műveleti hely termelési kártyáit Pm a követő műveleti hely termelési kártyáit pedig Pk jelzi. Az 19. ábra első része egy olyan állapotot mutat, amikor a követő műveleti helynél gyártás folyik. A követő műveleti hely előtt lévő félig besatírozott konténerből kivett anyag a megmunkálást követően a követő műveleti hely után lévő félig besatírozott konténerbe kerül át. E konténerben lévő anyagok megmunkálása azért kezdődhetett meg, mert a követő műveleti hely P kanban postafiókjában volt szabad gyártási kártya (Pk kanban). Gyártás tehát csak akkor kezdődhet, ha van alapanyag és van igényt jelző szabad Pk kanban. A gyártás kezdetekor a szabad Pk kanban rákerül egy üres konténerre, a gyártást felhasználó anyagot tartalmazó konténerről pedig a két műveleti hely közötti C kanban postafiókba kerül a rajta lévő szállítási kártya. A szabad C kanban jelzés a megelőző műveleti helynek, hogy a követő műveleti helyen gyártás folyik. A szabad C kanbant egy üres konténer kíséretében egy munkás a megelőző műveleti helyre viszi (19. ábra második része). Ha ott várakozik elkészült alkatrészeket tartalmazó konténer, akkor a konténeren rajta kell lennie egy Pm kanbannak, mert a konténerben lévő alkatrészek gyártását az indította el. A C kanbant tartalmazó üres konténer megérkezésekor a munkás az üres konténerről leveszi a C kanbant és azt egy teli konténerre helyezi úgy, hogy arról leveszi a Pm kanbant és azt a megelőző műveleti hely P kanban postafiókjába helyezi (19. ábra harmadik része). 25
Pk
C
P kanban box P kanban box
C kanban box Pm
Megelőző műveleti hely
Pk
Pm
C
Követő műveleti hely
Pk
P kanban box
C
P kanban box
C kanban box Pm
Megelőző műveleti hely
Pk
Pm
C
Követő műveleti hely
C
Pk
P kanban box Pm
P kanban box
C
C kanban box Pm
Megelőző műveleti hely
Pk
C
C
Követő műveleti hely
Pk
P kanban box Pm
P kanban box
C
C kanban box Pm
Megelőző műveleti hely
Pk
C
C
Követő műveleti hely
Pm
19. ábra: A szállítási (C) és termelési (P) kanbanok együttes működése
26
A C kanbant tartalmazó teli konténer a követő műveleti helyre kerül, a megelőző műveleti hely postafiókjában lévő Pm kanban pedig elindítja a gyártást, ha ott van megmunkálásra váró konténer. A szabad C kanban tehát jelzi a megelőző műveleti helynek, hogy igény van, a szabad P kanban pedig jelzi hogy gyártani kell. Ha valamilyen oknál fogva a követő műveleti helynél megakad a gyártás, akkor nem szabadul fel C kanban, tehát nem lehet konténereket elszállítani a megelőző műveleti helyről. A várakozó teli konténereken helyezkednek el a P kanbanok, amelyek csak akkor szabadulnak fel, ha C kanban érkezik. A követő műveleti hely leállásakor ez nem történik meg, ezért nem szabadul fel a megelőző műveleti helynél gyártást elindító P kanban. Most tehát már nem kell figyelni a készleteket, illetve az üres konténereket, a P kanbanok egyértelmű jelzést adnak arról, hogy kell-e gyártani. A két-kanbanos rendszerben tehát a C kanbanok a követő műveleti hely input-tárolója és a megelőző műveleti hely output-tárolója között mozognak hol üres, hol pedig teli konténerekhez rendelve, míg a P kanbanok egyetlen műveleti helyen belül a műveleti hely és annak output-tárolója között mozognak ugyancsak üres, vagy teli konténerekkel. A kanbanok és konténerek mozgását és állapotát összefoglalóan a 20. ábra szemlélteti. Pm kanban és üres konténer
…
Input tároló
Megelőző műveleti hely
C kanban és üres konténer
Output tároló
Pm kanban és teli konténer
Input tároló
C kanban és teli konténer
Pk kanban és üres konténer
Követő műveleti hely
Output tároló
…
Pk kanban és teli konténer
20. ábra: A kanbanok és konténerek mozgása a műveleti helyek között A kanabnokkal (kártyákkal) vezérelt anyagáramlás gyorsan tud reagálni a termelési folyamatban előforduló bármilyen problémára. Ha egy műveleti helynél minőségi okok, vagy egy gép meghibásodása miatt leáll a termelés, akkor a folyamat kezdete felé azért áll le a termelés, mert a kártyák nem jeleznek igényt, a folyamat vége felé pedig azért áll le a termelés, mert nem halad tovább megmunkálandó anyagokat tartalmazó konténer. Hogy a problémás műveleti helyet megelőző műveleti helyekre milyen gyorsan jut el az igény megszűnését jelző információ, az a műveletközi készletek nagyságától függ. Ha két műveleti hely között csak a minimálisan szükséges készlet található, akkor az információ terjedése gyors. Miután anyag csak akkor kerülhet egy műveleti helyhez, ha van szabad szállítási kártya, a C kanbanok száma meghatározza a műveletközi készletek maximális értékét. Ha 27
például az 19. ábrán jelzett követő műveleti hely termelése leáll, akkor az összes szállítási kártya egy a megelőző műveleti helynél várakozó teli konténerre kerülve a követő műveleti hely input-tárolójában összegyűlik. A követő műveleti hely input-tárolójában tehát csak a C kanbanok számának megfelelő számú teli konténer várakozhat és esetleg az a konténer, amelyikről az utolsó C kanban lekerült és annak visszaérkezésekor e konténer még nem ürült ki. Miután a megelőző műveleti helynél termelést csak a C kanbanok érkezése miatt felszabaduló P kanbanok indíthatnak el, az oda érkező utolsó C kanban még elindítja egy konténernyi anyag gyártását, de az már nem tud a követő műveleti helyre kerülni újabb C kanban hiányában. A két műveleti hely között várakozó konténerek maximális száma tehát kettővel több, mint a C kanbanok száma. A két műveleti hely között C kanbanok mozgó segítségével mozgó anyagok alapján legyártható maximális mennyiség érdekében a P kanbanok számát szinkronizálni kell a C kanbanok számával. Egy termelési feladat teljesítéséhez szükséges C és P kanbanok minimális számának meghatározása tehát a termelésmenedzsment fontos feladata. Határozzuk meg először a C kanbanok minimálisan szükséges számát. Az 19. ábrán láthattuk, hogy egy konténerben lévő alkatrészek feldolgozásának kezdetekor a C kanban lekerül a konténerről. Kövessük nyomon az így felszabaduló C kanban egy teljes körútját az ábra segítségével. A felszabaduló C kanban a C kanban postafiókba kerül (19. ábra első része), ott várakozik, majd egy üres konténerre helyezve a megelőző műveleti hely output-tárolójához jut (19. ábra második része). Ott esetleg újra várakozik, majd egy teli konténer érkezésekor arra átkerül (19. ábra harmadik része) és a teli konténerrel visszaér a követő műveleti hely input-tárolójába (19. ábra negyedik része), ahol addig várakozik, ameddig a konténer gyártása megkezdődik. Tegyük fel, hogy a C kanbannak a bemutatott teljes kör megtételéhez tC időre van szüksége. Ez alatt az idő alatt a követő műveleti helyhez annyi alkatrésznek kell érkeznie, amennyi lehetővé teszi az igény kielégítését. Ha feltételezzük, hogy a készülő alkatrész iránti igény egységnyi idő alatt (például óránként) D, akkor a követő műveleti helyhez DtC darab alkatrésznek kell érkezni. Ha az alkatrészeket tartalmazó konténerek kapacitása K, akkor tC idő alatt a követő műveleti helyen DtC/K darab konténerre van szükség. Konténer azonban szállítási kártya nélkül nem érkezhet, ezért ahhoz, hogy az igénynek megfelelő mennyiség legyártására lehetőség legyen DtC/K darab C kanban szükséges a vizsgált két műveleti hely közötti szállítások szabályozására. A tC időtartam azonban számos tényező miatt megváltozhat, ezért az igény teljesítéséhez minimálisan szükséges C kanban számot a gyakorlatban egy ηC biztonsági tényezővel megnövelik. A D igény kielégítéséhez szükséges C kanbanok száma (nC) tehát a következőképpen számolható [Koltai]: D ⋅ t C ⋅ (1 + η C ) nC = K ahol ηC≥0 a menedzsment által meghatározott biztonsági tényező értéke. Jól működő kanban rendszereknél ηC értéke közel zéró, míg a kanban rendszer bevezetésének és beszabályozásának időszakában ηC értéke 3-6 körül alakulhat. A kanban rendszer működésének javítása többek között a ηC érték fokozatos csökkentésével érhető el.
28
A szállítási kártyák megfelelő száma megteremti annak lehetőségét, hogy az igény kielégítéséhez szükséges anyagmennyiség a követő műveleti helyhez érkezzen. A legyártható mennyiséget a P kanbanok száma határozza meg. A P kanbanok minimális számának meghatározásához ismét tekintsük az 19. ábrát. A konténerben lévő anyag feldolgozásának kezdetekor a konténerre rákerül egy P kanban. Kövessük nyomon ennek a P kanbannak egy teljes körét. A gyártás befejezésekor a feldolgozott anyagokkal teli konténer a P kanbannal együtt várakozik egy C kanban érkezésére. A C kanban érkezésekor a P kanban visszakerül a P kanban postafiókba, és ott addig várakozik, amíg egy a műveleti hely előtt várakozó teli konténer gyártását nem indítja el. A két gyártásindítás között eltel idő a P kanban egy teljes körének ideje, amelyet jelöljön tP. Az eltelt tP idő alatt az alkatrész igénye DtP, amelyet K kapacitású konténerekben tárolt anyagok feldolgozásával elégítünk ki. Konténer azonban P kanban nélkül nem kerülhet gyártásba, ezért az igénynek megfelelő mennyiség legyártásához DtP/K darab P kanban szükséges. A tP időtartam azonban számos tényező miatt megváltozhat, ezért az igény teljesítéséhez minimálisan szükséges P kanban számot a gyakorlatban egy ηP biztonsági tényezővel megnövelik. A D igény kielégítéséhez szükséges P kanbanok száma (nP) tehát a következőképpen számolható [Koltai]: D ⋅ t P ⋅ (1 + η P ) nP = K ahol ηP≥0 a menedzsment által meghatározott biztonsági tényező értéke. Jól működő kanban rendszereknél ηP értéke közel zéró, míg a kanban rendszer bevezetésének és beszabályozásának időszakában ηP értéke 1-3 körül alakulhat. A C és P kanbanok számának meghatározását a következő egyszerű példa szemlélteti [Koltai]. Egy szerelősor az alkatrészüzemből JIT rendszerben érkező komponenst használ fel. A komponens iránti napi igény 500 darab. A komponens 25 darabot tartalmazó konténerekben érkezik. Az anyagmozgató munkás egyenletes időközönként, naponta ötször tesz egy teljes kört az alkatrészgyártó üzem és a szerelősor között. Ilyenkor a szerelősornál lévő üres konténereket és C kanbanokat átviszi az alkatrészgyártóhoz. Onnan pedig a teli konténereket C kanbanok kíséretében a szerelősorhoz szállítja. A komponenst felhasználó terméket naponta négyszer kezdik gyártani, ugyancsak viszonylag egyenletes időközönként. Határozzuk meg ebben az esetben a C és P kanbanok minimálisan szükséges számát. Az anyagmozgató munkás tehát 0,2 naponként (1/5) végez mozgatást, a szerelősor pedig 0,25 (1/4) naponként kezdi el a komponens felhasználását. Egy C kanban teljes köre ebben az esetben a következőképpen alakul. Az anyagmozgató munkás a felszabaduló C kanbant üres konténer kíséretében az alkatrészgyártó üzembe viszi, majd onnan azt egy teli konténerre helyezve visszahozza a szerelősorhoz. Amikor legközelebb megteszi ezt a kört (0,2 nap múlva) akkor az előző körben hozott C kanban még nem szabadul fel, mert olyan konténeren van, amelynek gyártása csak 0,25 óránként ismétlődik. Még egy kört kell várni tehát a korábban hozott C kanban felszabadulására. Egy C kanbannak tehát a teljes kör megtételéhez az anyagmozgató munkást kétszer kell megvárnia, ezért tC=0,4 nap. Az adatok alapján a C kanbanok minimális száma a következőképpen számolható:
29
D ⋅ t C ⋅ (1 + η C ) 500 ⋅ 0,4 ⋅ (1 + 0) = =8 K 25 A P kanban postafiókban lévő kártyák a gyártást naponta négyszer (0,25 naponként) indítják el, és a gyártás befejezésekor azok a P kanban postafiókba vissza is kerülnek, ha a gyártást és szállítást pontosan szinkronizálják, tehát tP=0,25 nap. Ezen adat alapján a P kanbanok minimális száma a következőképpen számolható: D ⋅ t P ⋅ (1 + η P ) 500 ⋅ 0,25 ⋅ (1 + 0) nP = = =5 K 25 A C és P kanbanok így meghatározott minimális száma azonban a gyártás során nem lesz elegendő. Egyrészt a gyártás és szállítás szinkronizálási problémája miatt a P kanbanok esetleg a gyártás után várakoznak a teli konténereken, így tP értéke megnő. A C kanbanoknál biztosítani kell, hogy mindig négy darab legyen a gyártósornál és négy a szerelőüzemben. Az anyagmozgatás technológiája, valamint a gyártás és mozgatás szinkronizálása azonban ezt nem mindig teszi lehetővé. A gyakorlatban ezért célszerű a kártyák számát ηC és ηP segítségével megnövelni, majd a konténerek és kártyák mozgását – akár szimuláció segítségével – figyelve, valamint a mozgatás és gyártás ütemezését összehangolva, a kártyák számát fokozatosan csökkenteni [Koltai]. A feladatban természetesen azt feltételeztük, hogy az alkatrészgyártó üzem kapacitása elegendő a napi 500 darab legyártására. Ha ez nem igaz, akkor a P és C kanbanok számának pontos meghatározása ellenére sem fog elkészülni a szükséges mennyiség. Az igény kismértékű változását a gyártás során a P és C kanbanok számának változtatásával követni lehet, de egy JIT rendszer az igény nagymértékű változásához csak nehezen tud alkalmazkodni a P és C kanbanok szinkronizálásának és fokozatos csökkentésének jelentős időszükséglete miatt. Nem véletlenül hangsúlyoztuk a JIT rendszer jellemzői között a stabil, egyenletes igény szükségességét. Végezetül megjegyezzük, hogy ha ugyanabban a termelőrendszerben egyszerre több terméket is gyártanak, akkor minden termékre külön kell meghatározni a C és P kanbanok számát és a kanbanokon szerepelni kell, hogy azok mely anyagokhoz, alkatrészekhez tartoznak. A korábban ismertetett 18. ábra egy ilyen többtermékes rendszernél szemléltette a megelőző műveleti helynél elkészült anyagok output-tárolóját. Ebben az esetben a kártyák mozgásának szinkronizálásakor arra is ki kell térni, hogy az eltérő anyagokat tartalmazó és feldolgozásra váró teli konténerek felhasználása milyen sorrendben történjen. A kanbanok segítségével megvalósított húzásos mechanizmus lényege tehát, hogy a folyamatban keletkező bármilyen fennakadás leállítja az egész rendszer működését. A problémát jelző információ terjedésének sebességét a műveletközi készletek nagysága határozza meg. Nagy műveletközi készletnél lassan áll le a termelés, mert probléma esetén is egy darabig van anyag a további gyártáshoz. A C és P kanbanok számának csökkentése a ηC és ηP segítségével egyben a műveletközi készletek nagyságát is csökkentik, de e csökkentésnek korlátja van. Egy bizonyos számú C és P kanbanra és a hozzájuk tartozó üres, illetve teli konténerekre a termelés folyamatossága érdekében szükség van. nC =
30
Az átállási idők csökkentése A kanbanok segítségével vezérelt termelőrendszerben a feldolgozandó anyagok C kanbanokkal kísért konténerekben érkeznek a műveleti helyekhez. Egy konténernyi anyag feldolgozását befejezve át kell állni a következő konténerben lévő anyagok feldolgozására. Az átállás még akkor is időt vesz igénybe, ha az egymást követő konténerek ugyanazt a gyártási feladatot jelentik. Egyszerre több termék gyártásakor viszont az egymás után érkező konténerek eltérő gyártási műveleteket igényelhetnek, ami jelentős átállási idővel járhat. Hosszú átállási időnél nem célszerű gyakran gyártani keveset, mert az átállások miatti termeléskiesés jelentős veszteséget okoz. Ilyenkor nagyméretű konténerek használatával lehet az átállások gyakoriságát csökkenteni. Ekkor azonban megnő a készletszint, ami ellentétes a JIT szemléletével. A megoldás a kis sorozatok gazdaságos gyártását lehetővé tevő átállási idő-csökkentés. Az átállási idő csökkentésének szükséges mértékét az optimális rendelési tétel-nagyságot meghatározó összefüggés segítségével állapíthatjuk meg. Kanban rendszernél az egyes műveleti helyeket úgy tekinthetjük, mint önálló termelőrendszereket, amelyek a megelőző műveleti helytől az igény függvényében rendelik meg a felhasznált anyag gazdaságos tételnagyságát. A megrendelt mennyiséget legyártják, egy konténerbe teszik, és egyszerre leszállítják. A beérkező mennyiség feldolgozására a követő műveleti helyen át kell állni, aminek költsége az átállási költség (A). Feltételezve, hogy a rendelt alkatrész fajlagos gyártási költsége v, valamint a készlettartási ráta r, a vizsgált időszak D igénye leggazdaságosabban az optimális rendelési tétel-nagysággal (EOQ) elégíthető ki, melynek értéke a készletgazdálkodásból ismert összefüggés segítségével számolható: 2 AD vr A gazdaságos rendelési tétel-nagyság egyben a kanban rendszerben használható optimális konténerméretet is jelenti. Az EOQ összefüggésből látható, hogy az átállási költség (A) csökkentésével gyökösen csökken az optimális rendelési tétel-nagyság, ezért igen jelentősen kell csökkenteni A értékét ahhoz, hogy EOQ értéke lényegesen megváltozzon. Ugyanakkor, miután az átállási költség döntő részét az átállás lebonyolításának költsége, valamint az átállás során kieső termelés elmaradó hozama képezi, az átállási költség kívánt mértékű csökkenése az átállási idő csökkentésével érhető el. A 21. ábra a készlettartási és rendelési költség alakulását szemlélteti egy példa kapcsán. Legyen egy alkatrész napi igénye 50 darab. Jelenleg az alkatrész felhasználási helyén a konténerváltások átállási ideje 6 perc (tÁtállás). Az alkatrész előállítási költsége (v) darabonként 15 000 Ft, az éves készlettartási ráta (r) 12 százalék, az átállás miatt kieső termelés elmaradó hozama (a) óránként átlagosan 20 000 forint. Meg szeretnénk határozni az optimális konténerméretet ha kanban rendszerben érkezik az alkatrész a felhasználási helyre. EOQ =
31
tÁtállás= 6 perc; EOQ≈150 darab
tÁtállás≈ 10 másodperc; EOQ=25 darab
500
500
400
400
300
300
200
200
100
100 0
0 0
100
200
300
0
100
200
300
21. ábra: Az optimális rendelésitétel-nagyság ás az átállási idő kapcsolata D=50 db/nap; v=15 000 Ft/db; r=12%; a=20 000 Ft/óra Ha a kieső termelés óránkénti vesztesége 20 000 forint, akkor egy 6 perces (0,1 órás) átállás költsége (A) a következőképpen számolható: 6 A = a ⋅ t Átállás = 20 000 ⋅ = 2000 forint 60 A napi 50 darabos igény 200 munkanapot feltételezve évente 10 000 darabos igényt jelent. Ezen adatok alapján, a felhasználás helyén az optimális rendelésitétel-nagyság a következőképpen alakul:
EOQ =
2 AD = vr
2 ⋅ 2000 ⋅ 10 000 = 149,07 ≈ 150 darab 15 000 ⋅ 0,12
A 150 darabos konténerekben történő gyártás azt jelenti, hogy 3 napra elegendő mennyiség készül el egyszerre. A JIT gyártás azonban a készletek csökkentésére törekszik, ezért 3 napnyi alkatrészmennyiség (készlet) legyártása és későbbi felhasználása nem fordulhat elő. Vizsgáljuk meg ezért milyen mértékű átállásiidő-csökkentés szükséges ahhoz, hogy 25 darabos konténereket alkalmazzanak a kanban rendszerben. Ekkor csak félnapi készlet készül el egyszerre. Az EOQ formulát A-ra rendezve a rendelési költség a következő összefüggéssel számolható:
A=
EOQ 2 ⋅ v ⋅ r 25 2 ⋅ 15 000 ⋅ 0,12 = = 56,25 forint 2D 2 ⋅ 10 000
A jelentősen lecsökkent átállási költséghez tartózó átállási idő pedig a következőképpen alakul: A 56,25 t Átállás = = = 0,002812 óra ≈ 10 mp. a 20 000
32
Ahhoz tehát, hogy 25 darabos konténerekkel gazdaságosan történjen a kanban rendszer működtetése, a konténerváltásoknál szükséges átállási időt 6 percről 10 másodpercre kell csökkenteni. Az eredményül kapott – látszólag nagymértékű – átállási idő-csökkentés a gyakorlatban rendszerint megoldható. Nem ritka, hogy korábban több órás átállási idővel rendelkező berendezések (présgépek, kovácsoló-berendezések stb.) átállási idejét néhány másodpercre csökkentik le. Az átállási idő ilyen mértékű csökkentése mélyreható szervezőmunkát és innovatív mérnöki megoldásokat igényel. Az átállási idő-csökkentési folyamat legfontosabb lépései a következő öt pontban foglalhatók össze. 1.) Az átállási folyamat megismerése. Az első lépés az átállás folyamatának részletes megismerése, az átállások során végrehajtott tevékenységek feltérképezése. E lépést gyakran támogatja videotechnika, melynek segítségével filmre veszik az átállási folyamatot, és azt utólag elemzik. 2.) Az átállási tevékenységek osztályozása. Osztályozni kell az átálláshoz szükséges tevékenységeket aszerint, hogy azok a gyártási folyamat leállítása nélkül is elvégezhetők (külső műveletek), vagy csak a gyártási folyamat leállítása után hajthatók végre (belső műveletek). A külső műveletek ugyanis jó szervezés mellett nem okoznak termeléskiesést, míg a belső műveletek végrehajtásának idejére a termelést le kell állítani. 3.) Külső műveletek racionalizálása. A külső műveleteket úgy kell megszervezni, hogy azokat tényleg a gyártási folyamat leállítása nélkül hajtsák végre. E látszólag egyszerű követelmény teljesítése a gyakorlatban igen látványos eredményre vezet. Olyan termelőfolyamatoknál, amelyeknél korábban nem volt szempont az átállási idő csökkentése, az átállás nagyon szervezetlenül ment végbe. Sokszor a gyártási folyamat leállítása után indultak el egy szerszámért a raktárba és szállították azt a berendezéshez hosszú keresgélés után. A külső műveletek szervezett végrehajtásának eredményeként az átállási idő gyakran csökkenthető néhány óráról néhány percre. A JIT rendszer azonban ennél nagyobb csökkentést kíván. 4.) Belső műveletek átalakítása külső műveletekké. A külső műveletek racionális végrehajtásával történő átállási idő-csökkentésnek korlátai vannak. A belső műveletek együttes ideje alatt ugyanis mindenképpen szükséges a termelés leállítása. Az átállási idő további csökkentése ezért a belső műveletek egy részének külső műveletté alakítása nélkül nem lehetséges. Ez a folyamat a munkaszervezést, az alkalmazott technológiát, a berendezés műszaki átalakítását, sőt esetleg a gyártott termék konstrukciós módosítását is igényelheti. E folyamat eredménye lehet néhány egyszerű megoldás, de rendszerint jelentős beruházásokat szükségessé tevő átalakításokra van szükség. Példaként tekintsük a 22. és 23. ábrákat, melyek egy fröccsöntő berendezés szerszámcseréjének kétféle megoldását szemléltetik [11]. Korábban a szerszámcsere úgy történt (22. ábra), hogy a berendezés leállítása után a szerszámot egy szállítókocsira kihúzták, majd elszállították.
33
Szerszám kézi betolása a következő szállítókocsiról
Szerszám kézi kihúzása a szállítókocsira
22. ábra: Egy fröccsöntő gép szerszámcseréje hagyományos módon (Forrás: Hall, R. W., Zero Inventories, Dow Jones-Irwin, 1983)
Szerszám kézi kihúzása a szállítókocsira az új szerszám betolásával egyidőben
Pneumatikus csatlakozó
Előmelegített szerszám pneumatikus betolása a szállítókocsiról
23. ábra: A fröccsöntő gép szerszámcseréje az átállási idő csökkentése után (Forrás: Hall, R. W., Zero Inventories, Dow Jones-Irwin, 1983)
34
Ezt követően egy másik kocsin odatolták az új szerszámot, és – ugyanazon az oldalon, ahol az előzőt kivették – becsúsztatták a berendezésbe, beállították és rögzítették, majd a szerszám – jelentős időt igénylő – előmelegítése után megkezdték a gyártást. A berendezés, a szerszám, valamint a mozgatáshoz szükséges eszközök konstrukciós átalakítása utáni szerszámcserét a 23. ábra mutatja. A már korábban üzemi hőmérsékletre melegített szerszámot egy kocsin a berendezéshez tolják és azzal a mozdulattal, amellyel az új szerszámot az egyik oldalon egy pneumatikus eszköz segítségével betolják a helyére, egyben kilökik a régi szerszámot a másik oldalon lévő szállítókocsira. A régi szerszám kivételének, valamint az új szerszám behelyezésének és előmelegítésének idejét tehát egyetlen mozdulat végrehajtási ideje váltja fel. Ennek eredményeként az átállási idő néhány másodpercre csökken. E csökkenés ára azonban a konstrukciós változtatások végrehajtása a berendezésen, a szerszámon, valamint a szállítóeszközön. 5.) Csökkenteni kell mind a külső, mind pedig a belső tevékenységek végrehajtásának idejét. Az előző lépésben bemutatott megoldás olyan tartományba szorítja le a szerszámcsere idejét, amelynél már az átállási tevékenység minden kisebb fennakadása is jelentős veszteséget okoz, ezért az átállást begyakorlottan, fennakadásmentesen kell végrehajtani. Ennek érdekében mind a külső, mind pedig a belső tevékenységek minden műveletét előre megtervezik, és a végrehajtást gyakorolják. A többször idézett Toyota gyártórendszernél a karosszériaelemek gyártásakor használt présgépek átállítását végző munkások a műszak végeztével rendszeresen összeültek és átgondolták, hogy a szerszámcserét hogyan lehetne még hatékonyabban végezni. Ezt követően a már nem termelő berendezéseken kipróbálták javaslataikat és gyakorolták az átállást. Fontos, hogy ebben a fázisban a külső tevékenységek hatékony végrehajtására is nagy súlyt helyezzünk. A külső tevékenységek végrehajtásának fennakadása ugyanis a belső tevékenységek kiváló végrehajtásával elért eredményt jelentősen leronthatja. A JIT rendszer hatékony működéséhez szükséges alacsony átállási idők megvalósítása hasonló a kiváló sporteredmény eléréséhez. Alapos felkészülés és gyakorlás után a versenyen kell a legjobb formát hozni. Ezt a szemléletet sok japán JIT rendszer magáénak is vallja. Gyakran az üzemcsarnokban, az átállítást igénylő gépeknél látható az átállási idők változásának grafikonja, az eddig elért legjobb eredmény, valamint az éppen aktuális érték. Az átállítást végző munkásokat pedig díjazzák, ha az aktuális rekordot megdöntik. Az átállási időnek kisméretű konténerek alkalmazását lehetővé tevő rövidsége, gyakran csak többévi munkával érhető el. Az 3.1. táblázat egy japán alkatrészgyártó erőfeszítéseinek eredményét mutatja [5]. Bár az adatok a hetvenes évek végéről származnak, jól szemléltetik az átállásiidő-csökkentési folyamat dinamikáját. 1976-ban még a berendezések 20 százalékánál egy óránál hosszabb volt az átállás, míg 5 percnél rövidebb idejű átállás egyetlen berendezésnél sem valósult meg. Az átállási folyamat racionalizálásának előtérbe helyezésekor először jelentős javulás figyelhető meg. 1977-ben (egy év alatt) eltűnnek a 30 percnél hosszabb átállások, az 5 percnél rövidebb átállások aránya viszont 50 százalék fölé emelkedik. Ehhez hasonlóan látványos eredmény a következő négy évben együttesen (1981-ig) sem figyelhető meg. Ennek magyarázatát az átállásiidő-csökkentési folyamat előbb vázolt öt lépése adja. Az első három lépés megvalósításával az eredmény 35
drasztikusan javul. A belső műveletek külsővé alakítása, valamint a végletekig racionalizált végrehajtás már lényegesen nagyobb anyagi ráfordítást és elkötelezettséget jelent. Nem szabad azonban elfelejteni, hogy az átállásiidő-csökkentés elsődleges haszna nem az átállás lerövidülése, hanem a hatékony JIT rendszer megvalósítása.
0.1. táblázat: Az átállási idők csökkenése (Forrás: Hall, R. W., Zero Inventories, Dow Jones-Irwin, 1983) Vállalat: Termék: Gépek száma: > 60 perc 30–60 perc 20–30 perc 10–20 perc 5–10 perc 100–5 másodperc < 100 másodperc
1976 20 % 24 % 26 % 25 % 5% 0% 0%
TIDOSHA KIKI CO. Gépjármű fékek és felfüggesztések 100+ 1977 1981 0% 0% 0% 0% 10 % 3% 12 % 7% 20 % 12 % 17 % 16 % 41 % 62 %
Végezetül meg kell jegyezni, hogy bár az átállásiidő-csökkentés a JIT rendszer megvalósításának egyik alapfeltétele, a rövid átállás miatt lehetővé váló gyártásisorozatnagyság csökkentést – a JIT gyártástól függetlenül – önállóan is gyakran tűzik ki célként a vállalatok. Az egyre kisebb sorozatban lehetővé váló gyártás hatásait a 24. ábra. szemlélteti. Az ábra felső része egy nagy terméksorozat gyártását mutatja, míg az ábra alsó része ugyanennek a terméknek három kisebb sorozatban történő gyártását ábrázolja. A gyártott termék öt műveleti helyen halad keresztül (M1–…–M5). Az ábrán a sorozatnagyságcsökkentés következő három legfontosabb hatása figyelhető meg: – Átfutási idő csökkenése. Az ábrán látható, hogy a termékek nagysorozatú gyártása T0 időpontban kezdődik és TU1 időpontban fejeződik be. Ugyanakkor, ha több kisebb sorozatban történik a gyártás, akkor az utolsó darab már TU2 időpontban elkészül. Azt is észrevehetjük, hogy az első darab átfutási idejének csökkenése (TE1–TE2) még jelentősebb. A rövidebb átfutási idő a piaci igények változására történő rugalmasabb reagálást, valamint a rendelések rövidebb határidejű elvállalását teszi lehetővé. Mindkét hatás jelentősen növeli a piaci versenyképességet. – Készletszint csökkenése. Több kisebb sorozatban végrehajtott gyártás a készletek átlagos szintjét jelentősen csökkenti. Nagy sorozat gyártásakor az első darab T0 időpontban kerül a rendszerbe. A készletszint a maximális értéket T1 időpontban éri el, és ezen a szinten marad egészen TE1 időpontig. Ugyanakkor, ha több kisebb sorozatban történik a gyártás,
36
akkor a maximális készletszint már TE2 időponttól csökkeni kezd és az utolsó darab TU2 időpontban távozik. Rövidebb ideig vannak az egyes darabok a gyártási folyamatban, továbbá a maximális készletszint ideje is lerövidül. Éppen e készletszint-csökkenés maximális mértékének elérése a JIT rendszer egyik célja. – Gyors reagálás a külső és belső problémákra. Képzeljük el, hogy az M3 műveleti helynél dolgozó munkás ez első darab kézbevételekor észreveszi, hogy egy korábbi gyártási fázisban hibát követtek el. A nagy sorozat gyártásakor az elkövetett hiba valamennyi darabot érinti, hiszen minden darab volt már az M1 és M2 műveleti helyeknél. Több kisebb sorozat gyártásakor azonban az M1 műveleti helyen a hiba észrevételének pillanatáig még csak a darabok valamivel több mint fele haladt át, az M2 műveleti helyen pedig csak egyharmaduk járt. Ha tehát a hibát észlelő munkás kellő időben értesíteni tudja a korábbi gyártási fázisokat, akkor az elkövetett hiba kedvezőtlen hatása (például minőségi probléma) jelentősen csökkenthető. Hasonló a helyzet, ha például egy vevő által kért mérnöki változtatás igénye jelentkezik a gyártás elindulása után. Ekkor a reagálási képesség függ attól, hogy mikor érkezik a változtatási igény és az mely gyártási fázist érint. A rövidebb átfutási idő miatti későbbi gyártásindítás, valamint a gyorsabb reagáló képesség együtt mindenképpen a kért változtatás hatékonyabb végrehajtását teszi lehetővé. M1 T1
M2 M3 M4 M5 T0
TE1
TU1
M1 M2 M3 M4 M5 T0
TE2
TU2
24. ábra: A tételnagyság csökkenésének hatása A 24. ábra nagyon egyszerű esetben szemlélteti a sorozatnagyság-csökkenés hatásait. Több termék gyártásakor, szűk keresztmetszetekkel rendelkező, bonyolult gyártási folyamatnál a bemutatott hatások összetettebb módon érvényesülnek, de az átfutási idő,
37
készletszint, és reagáló képesség változási iránya a bemutatott egyszerű esethez hasonlóan alakul. Befejezésül hangsúlyozni kell ismételten, hogy az átállási idő-csökkentés és az azzal együtt járó gyártási sorozat-nagyság csökkenés hatékony eszközei a termelési folyamat javításának, de önmagukban nem jelentik a JIT gyártás megvalósítását. A JIT rendszer működésének a korábbi fejezetekben már ismertetett további jellemzői is vannak.
Kiegyenlített ütemezés (HEIJUNKA) A JIT rendszerek működésének a hagyományos közelítés számára legkülönösebb és legkevésbé érthető eszköze a kiegyenlített ütemezés [Koltai]. Ennek lényege, hogy ha egyszerre több termék készül egy időben egy gyártórendszeren, akkor a termelésütemezés célja valamennyi termékből az időben legegyenletesebb kibocsátás elérése. Ha például két terméket gyártunk azonos mennyiségben, akkor nem célszerű először az egyik termékből legyártott nagy mennyiséggel feltölteni a raktárt, majd ezt követően a másik termékből is egy nagyobb sorozatot egyszerre legyártani. Ekkor ugyanis készletek keletkeznek, ami a JIT rendszerben nem megengedett. Ideális esetben egyetlen darabot készítünk az egyik termékből, majd rögtön utána egyetlen darabot a másikból, és így tovább. Ekkor lesz a legegyenletesebb a két termék gyártási üteme. Az így keletkező gyakori átállások a hagyományos szemlélet szerint nagymértékben rontják a hatékonyságot még akkor is, ha az átállási idő alacsony. A gyakorlatban persze az egy termékből egyszerre legyártott mennyiség nem lehet nagyon távol az optimális gyártási sorozat-nagyságtól, amely viszont kapcsolatban van az átállási idővel. Így az átállási idő egyben behatárolja az egyenletes ütemű gyártás lehetőségét is. Ha nem is gazdaságos minden darab termék után átállni, azért lehet egyik nap az egyik terméket, másik nap pedig a másik terméket gyártani, vagy esetleg műszakonként, vagy óránként váltani. A kiegyenlített ütemezés alkalmazásának okára világít rá a 25. ábra. A JIT rendszerben minden várakozás veszteségnek tekintendő, ezért az anyagok várakozását a lehető legnagyobb mértékben ki kell küszöbölni. Az ábra felső része a készletszint alakulását szemlélteti az A és B termékek nagy sorozatú gyártásakor, míg az ábra alsó részén a készletszint alakulása az A és B termékek gyártásának gyakori váltogatásakor látható. A gyakori termékváltások esetében észrevehető egyrészt az átlagos készletszint lényeges csökkenése, másrészt a két termék időben egyenletesebb gyártása.
38
Termék A
Termék B
Termék A
Termék B
25. ábra: A kiegyenlített ütemezés hatása a készletszintre A kiegyenlített ütemezés alkalmazásának technikai kérdéseivel kapcsolatban azt kell megvizsgálni, hogy mi történik akkor, ha eltérő mennyiségben gyártunk egyszerre több terméket. Ilyenkor a termékek egymás utáni gyártásának olyan ciklusát kell kialakítani, amelynek ismétlésével egy meghatározott időszak valamennyi igénye az időszak végére teljesíthető. Példaként tekintsük a 3.2. táblázat adatait. 0.2. táblázat: Adatok kiegyenlített ütemezéshez három terméknél Termék Várható havi termelési feladat (20 nap) A 420 B 280 C 140
Napi termelési feladat 420/20=21 280/20=14 140/20=7
Arányok 3 2 1
Három termékből a várható havi igény rendre 420, 280 és 140 darab. A vizsgált hónapban 20 munkanap van, ezért az igényelt mennyiség egy napra jutó része 21, 14, illetve 7 darab. Az igényelt mennyiség arányaiból látható, hogy a B termékből kétszer, az A termékből pedig háromszor akkora mennyiség szükséges, mint a C termékből. Ideális esetben tehát a gyártás történhet a következő ciklus szerint: … A–B–A–B–A–C … Ez a ciklus azt jelentené, hogy minden darab elkészítése után átállás lesz. Ha az átállási idő az ilyen minimális sorozatnagyság gyártását nem teszi lehetővé, akkor a sorozatnagyság az előbb meghatározott arányszámok betartásával a következőképpen növelhető:
39
… AAA–BB–C– … Ebben az esetben három darab A és két darab B termék egyszerre készül el. A sorozatnagyság további növelése a meghatározott két eset bármelyikénél az egymás után következő ciklusok egyesítésével érhető el. Két szomszédos ciklus egyesítésekor például a következő ütemezéseket kapjuk: … AA–BB–AA–BB–AA–CC … vagy … AAAAAA–BBBB–CC– … Természetesen a cél nem a sorozatnagyság növelése, hanem csökkentése. Az átállási idő nagysága határozza meg, hogy a meghatározott arányok betartása mellett hány ciklus összevonásakor kapjuk meg a gazdaságos sorozatnagyságot. A példában meghatározott arányok segítségével nem csak darabban, hanem időben is megadható a gyártási program. Gyárthatunk például 3 órán keresztül A, két órán keresztül B és 1 órán keresztül C terméket, majd a gyártási ciklus kezdődik elölről. A havi átállások minimalizálásakor 10 napig kell gyártani az A, 6,67 napig a B és a hónapból hátralévő időben pedig a C terméket. Ekkor természetesen jelentős készletek alakulnak ki. A kiegyenlített ütemezés előbbi meghatározásakor azt feltételeztük, hogy a gyártott termékek komponensei mindig rendelkezésre állnak. Ha azonban a komponenseket is JIT rendszerben gyártják, akkor nem csak az a cél, hogy a termékek gyártása egyenletes ütemben történjen, hanem az is, hogy a komponensek iránti igény a gyártók és szállítók felé ugyancsak a lehető legegyenletesebben jelentkezzen. Ekkor érhető el, hogy a komponensek és termékek egyenletes ütemben, minimális várakozás mellett, folyamatosan áramlanak át a termelőrendszeren. A komponensek iráni igény egyenletességének elérése különösen nehéz akkor, ha egyszerre több termék készül és vannak az egyes termékekhez szükséges egyedi, valamint minden termékhez egyaránt szükséges közös komponensek. Ekkor gyakran előfordul, hogy az egyik komponensnél egyenletes igényt eredményező sorrend egy másik komponensnél éppen ellenkezőleg, egyenetlen igény kialakulásához vezet. A valamennyi komponens szempontjából legegyenletesebb igényt eredményező ütemezés megkeresése kombinatorikus optimalizálási feladat, melynek megoldása jelentős matematikai apparátust igényel. Gyakorlati szempontból gyors és kielégítő megoldás kapható azonban a Monden heurisztikával, amely egymás után határozza meg a következő gyártandó terméket, figyelembe véve a korábbi gyártás során kialakult komponensigények alakulását [19]. A döntés a K-adiknak gyártott termékről a már ütemezett K–1 darab termékhez szükséges komponensek igényének ismeretében a következő számítás alapján történik:
K ⋅Qj = ∑ − (X K −1, j + bij ) Q j =1 N
D K ,i ahol, K M N Q 40
– – – –
2
a termék sorszáma a gyártási sorozatban, a gyártott termékek fajtáinak száma, a felhasznált komponensek fajtáinak száma, valamennyi termékből gyártandó összes mennyiség,
Qj – az összes termék legyártásához szükséges j komponens mennyisége, j=1,..,N, XK–1,j – az első K–1 darab termék ütemezésekor a j komponensből igényelt mennyiség, j=1,..,N, bij – termékfajta i egy darabjának legyártásához a j komponensből szükséges mennyiség, j=1,..,N, i=1,..,M, DK,i – a komponensek tényleges és ideális felhasználásának eltérését kifejező mutató, ha a K-adiknak gyártott termékfajta i i=1,..,M. Az összefüggést részletesen megvizsgálva láthatjuk, hogy a szögletes zárójelben lévő különbség az ideálisan egyenletes és tényleges felhasználás eltérése a j komponensnél (j=1,…,N). Összesen Q mennyiség gyártásakor egy darabra Qj/Q darab j komponens jut ha a j kompones igénye a lehető legegyenletesebb, ezért K darab legyártásakor a j komponens igényének ideális értéke K·(Qj/Q). Ugyanakkor K–1 darab már ütemezett terméknél ténylegesen XK–1,j fogyott a j komponensből, ami bij értékkel nő meg, ha a K-adiknak az i termékfajtát választjuk. Az (XK–1,j+bij) érték tehát a j komponens tényleges felhasználása ha a K-adiknak gyártott termék i. Az összefüggésben szereplő szumma valamennyi komponens ideális igényének és tényleges felhasználásának különbségnégyzetét összegzi. A négyzetre emelés azért szükséges, hogy az ideálistól pozitív és negatív irányú eltérések ne ejtsék ki egymást. Nem jó ugyanis, ha az egyik komponensből az ideálisnál több, egy másikból pedig az ideálisnál kevesebb fogy. Minden lépésben ki kell számolni minden egyes termékfajtára a DK,i értéket és azt a termékfajtát ütemezzük K-adiknak, amelyik DK,i értéke a legkisebb, tehát: Min {D K ,i } i =1,..., M
Minden lépésben igyekszünk tehát a lehető legkevésbé eltérni a komponensek ideális felhasználásától. Az eredmény mégsem feltétlenül optimális, mert minden döntésnél felhasználjuk a korábbi döntések eredményeit. Ha például elsőnek egy W termékfajtát ütemezünk, akkor azok az ütemezések, amelyeknél az első termékfajta W-től különbözik már nem jöhetnek szóba, pedig lehet, hogy az optimális megoldás nem W termékfajtával kezdődik. Az optimális megoldást az összes lehetséges ütemezés vizsgálata után tudnánk kiválasztani, ami azonban olyan nagyságrendű kombinatorikus probléma, melynek megoldására rendszerint nincsen sem idő, sem igény. A gyakorlat azt bizonyítja, hogy a Monden heurisztikával megfelelő ütemezések készíthető rövid idő alatt. A Monden heurisztika szemléltetéseként tekintsük a 3.3. táblázat adataira épülő egyszerű feladatot [19]. 0.3. táblázat: Adatok a Monden heurisztika szemléltetéséhez
41
Komponens (j) Végtermék A (i=1) Végtermék B (i=2) Végtermék C (i=3) Összesen
R Légkondi- ABS ádió cionáló 2 3 1 1 0 1 1 1 0 0 1 1 5 8 7
Fedélzeti számítógép 4
Qi
1 1 0 5
2 3 5 10
Tegyük fel, hogy egy gépkocsitípus különböző felszereltségű változatait gyártja egy szerelősor. A változatok négy komponens különböző kombinációjú beépítésében különböznek egymástól. A komponensek a következők: rádió, légkondicionáló, ABS, fedélzeti számítógép. A 3.3. táblázat tartalmazza az egyes változatokból gyártandó mennyiségeket (Qj), valamint az egyes változatokba (i) beépülő komponensek (j) mennyiségét (bij). A bij paraméter értéke példánkban csak 0 vagy 1 lehet, attól függően, hogy a termékváltozat i tartalmazza-e komponenst j-t. A táblázat alapján megállapítható, hogy az A termékváltozat (i=1) a légkondicionáló berendezés kivételével mindent tartalmaz és a gyártandó mennyiség 2 darab. A B termékváltozat (i=2) az ABS kivételével tartalmaz mindent és a gyártandó mennyiség 3 darab. Végül a C termékváltozatban (i=3) légkondicionáló berendezés és ABS található, és a gyártandó mennyiség 5 darab. Határozzuk meg, hogy a szerelősoron a különböző termékváltozatok milyen sorrendben kövessék egymást. A hagyományos termelésmenedzsment szemlélet szerint az azonos változatokból minél nagyobb mennyiséget kell együtt legyártani, tehát például készüljön el először az A változat 2 darabja, majd a B változat 3 darabja, végül a C változat 5 darabja. A komponenseket azonban JIT rendszerben szállítják a szerelősorhoz, ezért a folyamatos anyagáramlás érdekében fontos, hogy a komponensek iránti igény időben minél egyenletesebben jelentkezzen. Ha az előbb javasolt sorrendet követnénk, akkor az első 5 darab tartalmazna, míg a második öt darab nem tartalmazna rádiót, ami egyáltalán nem jelent a rádió szállítójánál egyenletesen jelentkező igényt. A táblázat utolsó sorában látható, hogy összesen 10 darab termék készül el, melyhez 5 darab rádióra, 8 darab légkondicionálóra, 7 darab ABS-re és 5 darab fedélzeti számítógépre van szükség. Ezért például a rádiók ideálisan egyenletes igényét akkor kapnánk, ha minden második összeszerelt termék tartalmazna rádiót. Ez azonban nem biztos, hogy egyenletes igényt jelent a többi komponens iránt. Az összes komponens igényének egyenletessége a Monden heurisztika segítségével érhető el. A kapott ütemezést és a részletes számításokat a 3.4. táblázat és a 26. ábra tartalmazza. Az elsőnek gyártandó termékváltozat meghatározásához ki kell számolni a D1,i i=1,2,3 értékeket, tehát azt, hogy az ideális igény és tényleges felhasználás eltérésének mutatója hogyan alakulna, ha az először elkészülő változat az A (i=1), a B (i=2), vagy a C (i=3). Miután a legelőször elkészülő termékváltozatról van szó, az egyes komponensekből eddig
42
felhasznált mennyiség minden esetben zéró, tehát X0,j=0, j=1,2,3. Ezt felhasználva, D1,i értékei a következőképpen alakulnak:
43
0.4. táblázat: A gyártási sorrend meghatározása a Monden heurisztikával A DK,1
B DK,2
C DK,3
1,11 0,85 0,82 1,87 1,32 1,64 0,93 0,57 1,56 -
1,01 0,57 1,44 1,64 0,87 1,87 1,21 0,85 0,77 -
0,79 1,59 0,93 0,28 0,87 0,28 0,82 1,59 1,01 -
Végtermékek gyártási sorrendje
XK,1
XK,2
XK,3
XK,4
0 1 2 2 3 3 3 4 5 5
1 2 2 3 4 5 6 6 7 8
1 1 2 3 3 4 5 6 6 7
0 1 2 2 3 3 3 4 5 5
K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
C C C C C C C C C
B B B B B B B
A A A A A A
C C C C C C C
B B B B B
C C C C C
C C C C
A A
B
C
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
5 8 7 5 D1,1 = 1 ⋅ − (0 + 1) + 1 ⋅ − (0 + 0 ) + 1 ⋅ − (0 + 1) + 1 ⋅ − (0 + 1) = 1,11 10 10 10 10 5 8 7 5 D1, 2 = 1 ⋅ − (0 + 1) + 1 ⋅ − (0 + 1) + 1 ⋅ − (0 + 0 ) + 1 ⋅ − (0 + 1) = 1,01 10 10 10 10 5 8 7 5 D1,3 = 1 ⋅ − (0 + 0 ) + 1 ⋅ − (0 + 1) + 1 ⋅ − (0 + 1) + 1 ⋅ − (0 + 0 ) = 0,79 10 10 10 10
A kapott értékek közül D1,3 a legkisebb, ezért a szerelősoron elsőnek a C termékváltozatot (i=3) gyártjuk. A másodiknak gyártandó termékváltozat meghatározása hasonlóan történik, de figyelembe kell venni, hogy az elsőnek ütemezett változat miatt az egyes komponensek eddig felhasznált mennyisége már nem zéró. Az elsőnek ütemezett C változat légkondicionálót (b3,2=1) és ABS-t ((b3,3=1) tartalmaz, ezért a komponensek eddigi tényleges felhasználása a következőképpen alakul: X 1,1 = 0; X 1,2 = 1; X 1,3 = 1; X 1, 4 = 0; Ezt felhasználva, D2,i értékei a következőképpen alakulnak:
D2,1
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
2
5 8 7 5 = 2 ⋅ − (0 + 1) + 2 ⋅ − (1 + 0 ) + 2 ⋅ − (1 + 1) + 2 ⋅ − (0 + 1) = 0,85 10 10 10 10
5 8 7 5 D2, 2 = 2 ⋅ − (0 + 1) + 2 ⋅ − (1 + 1) + 2 ⋅ − (1 + 0) + 2 ⋅ − (0 + 1) = 0,57 10 10 10 10 5 8 7 5 D2,3 = 2 ⋅ − (0 + 0) + 2 ⋅ − (1 + 1) + 2 ⋅ − (1 + 1) + 2 ⋅ − (0 + 0 ) = 1,59 10 10 10 10
A kapott értékek közül D2,2 a legkisebb, ezért a szerelősoron másodiknak a B termékváltozatot (i=2) gyártjuk. Az első két darab ütemezése után a komponensek tényleges felhasználása pedig a következőképpen alakul: X 2,1 = 1; X 2,2 = 2; X 2,3 = 1; X 2, 4 = 1; A számítás hasonlóan folytatható mind a 10 darabra. A számítások részletes eredményét a 3.4. táblázat tartalmazza. A táblázat 2.-4. oszlopai az egyes ütemezési lépéseknél kapott DK,i értékeket mutatják. Minden lépésnél a döntés alapjául szolgáló minimális érték kövéren szedett. A táblázat középső része az ütemezési sorrendet, illetve az egyes lépésekhez tartozó részsorrendeket tartalmazza. Látható, hogy minden lépésben egyel nő az ütemezett termékek száma. Az is látható, hogy a végeredmény messze van a hagyományos szemlélet alapján várt eredménytől, tehát attól, hogy az azonos termékváltozatokat egymás után gyártsuk le. Egymás után azonos termékváltozat csak egyszer látható a sorrendben. Végezetül a táblázat utolsó négy oszlopa a komponensek tényleges felhasználásának alakulását mutatja (XK,j). Észrevehetjük, hogy ha az egyes komponenseket külön tekintjük, akkor a komponensek felhasználása nem ideális. A rádióból (j=1) például összesen 5 darabra van szükség (Qj=5), tehát az ideálisan egyenletes
felhasználáskor minden második termékváltozathoz kellene ez a komponens. Attól függően, hogy ez elsőnek gyártott változat tartalmazz-e rádiót vagy sem, a rádió felhasználása ideális esetben a következőképpen alakulna: (0,1,1,2,2,3,3,4,4,5), vagy (1,1,2,2,3,3,4,4,5,5). Ezen értékektől az XK,1 értékek több ponton is eltérnek, aminek oka, hogy ekkor kedvezőtlenül alakulna a többi komponens felhasználása. A számítások szerint, kisebb eltérés a rádió ideális felhasználásától jelentősen javítja a többi komponens felhasználásának egyenletességét. Az egyes komponensek felhasználását és annak eltérését az ideálistól a 26. ábra foglalja össze. Az ábrán látható, hogy a heurisztika eredményeként kapott tényleges felhasználás valamennyi komponensnél jól közelíti az ideális felhasználást. Ennek ellenére az eredmény nem biztos, hogy optimális. Az első lépésben például kizártunk minden olyan megoldást, amely nem a C (j=3) termékváltozat gyártásával kezdődik. Pedig lehet, hogy van olyan, – a kapottnál jobb – ütemezés, amelyiknél nem a C (j=3) termékváltozatot gyártjuk legelőször. Ez azonban csak az összes lehetséges ütemezés vizsgálatával deríthető ki. Az ilyen vizsgálat azonban valóságos gyártási környezetben, amikor a termékváltozatok és a felhasznált komponensek száma a példabeli értékeknél lényegesen nagyobb, megfelelő idő alatt gyakorlatilag nem végezhető el. A tapasztalatok szerint azonban a Monden heurisztika ilyen esetben is gyorsan és elfogadhatóan jó eredményhez vezet.
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
XK,1
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
XK,2
K
K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
XK,3
10 9 8 7 6 5 4 3 2 1
XK,4
K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
K 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
26. ábra: A komponensek ideális és tényleges felhasználása
46
Összefoglalás E fejezetben ismertettük a JIT rendszer legfontosabb tulajdonságait és azoknak a termelésmenedzsment eszközöknek az alapját, amelyek segítségével a JIT rendszer kialakítható és hatékonyan működtethető. Ezen eszközök közül a kanban rendszer kiemelt jelentőségű, mert amellett, hogy a JIT rendszer működtetésének egyik fontos eszköze, egyben egy új menedzsment paradigma előfutára is. Míg a hagyományos termelőrendszerek működése arra a megfontolásra épül, hogy az igény alapján megtervezett anyagáramlást egy központi helyről vezérlik, – például egy MRP rendszer segítségével – addig a JIT rendszer az igény alapján beállított paraméterek (kanban kártyák száma) segítségével önjáróan működik. Probléma esetén az alacsony készletek miatt automatikusan leáll, és a probléma kiküszöbölése után automatikusan újraindul. Ennek oka, hogy az anyagáramlás nem egy központi helyről vezérelt, hanem a folyamat végéről. Ezért is hívják ezt a rendszert húzásos mechanizmusnak, amelynél a húzást a folyamat végén lévő termék igénye jelenti. A húzásos mechanizmus megvalósításával járó előnyök – mint például az alacsony készletek, rövid átfutási idő – azonban csak jelentős ráfordítások esetén érvényesülnek. Ezen ráfordítások közül kiemelt szerepe van az átállási idő csökkentéséhez szükséges sokszor igen magas költségeknek. Ha azonban a ráfordítások alacsonyabbak, mint a húzásos mechanizmus eredményei, akkor a megvalósítás sikerrel jár. A JIT rendszer készlet- és átfutásiidő-csökkentő hatásáról ma már a hagyományosan tolásos mechanizmus szerint működő termelőrendszerek sem akarnak lemondani. Nem ritka ezért, hogy MRP rendszerekben elkülönült szigetek JIT rendszer szerint működnek. Ezt támogatják is a vállalatirányítási szoftverek legjelentősebb gyártói azzal, hogy MRP rendszerüket kanban modullal egészítik ki [12]. Bár a JIT és MRP rendszerek szemlélete jelentősen különbözik, mégis a JIT rendszerrel vezérelt szigetek működési mutatói jelentősen javulhatnak, és ez bizonyos mértékig az egész rendszer működésére is kedvezően hat. A JIT és MRP kombinálása az anyagáramlás vezérlésének ugyan nem optimális, de eredményt hozó, pragmatikus módja. Fontos kérdés, hogy milyen termelőrendszereknél érdemes a JIT rendszert megvalósítani. A kérdés megválaszolásához ismét tekintsük a JIT rendszer működési mechanizmusát és a bevezetés egyik legfontosabb várható hasznát, a készletcsökkenést. A JIT rendszert a folyamat végén keletkező végtermék igénye vezérli. Végtermék gyártása/szerelése csak akkor történhet, ha igény jelentkezik. Ha a gyártás JIT rendszerben történik, akkor a gyártási folyamatban a készletek szintje alacsony lesz. A gyártáshoz szükséges komponensek feleslegesen nem halmozódhatnak fel. Az ilyen komponens szállítói tehát két dolgot tehetnek. Vagy magas készleteket tartanak, és igény szerint szállítanak, vagy beengedik saját rendszerükbe a húzásos mechanizmust, tehát JIT rendszerben gyártanak és szállítanak. Ezzel nekik is jelentősen csökkenek a készleteik, de ennek ára a JIT rendszer megvalósításának és működtetésének jelentős költsége. A gondolatmenetet tovább folytatva, a komponensek gyártásához szükséges alapanyagok, alkatrészek, részegységek, stb. gyártói is hasonló dilemmával néznek szembe. Tartsanak-e magas készleteket, vagy inkább csatlakozzanak a húzásos mechanizmushoz. Ha magas készleteket tartanak azért, hogy megfelelően ki tudják szolgálni JIT rendszerben gyártó vevőiket, akkor magas készlettartási költségeik lesznek. Ha
47
JIT rendszerre térnek át, akkor fizetniük kell a JIT rendszer megvalósításának és működtetésének magas költségeit. A teljes értékképzési láncot tekintve azt láthatjuk tehát, hogy a JIT mechanizmus az anyagáramlási folyamat végéről (a végtermékektől) a kezdet irányába (az alapanyagok felé) tereli a készleteket, oda, ahol a JIT bevezetésének és működtetésének költségét már nem ellensúlyozza a készletcsökkenés hatása. Elsősorban tehát ott gazdaságos a JIT gyártás bevezetése, ahol magas készültségi fokú, drága termékek készülnek nagy mennyiségben. Nem véletlen, hogy a JIT rendszerek egyik leggyakoribb alkalmazási területe a gépjárműipar utolsó fázisa az összeszerelés. A JIT rendszert ma már a gépjárműiparon kívül sok más területen is alkalmazzák. Mindenképpen fontos azonban, hogy vagy a nagy gyártott mennyiség, vagy a termék magas gyártási költsége miatt a JIT rendszer jelentősen csökkentse a készlettartási költségeket. E költségek csökkenése a JIT rendszer egyéb járulékos hasznával párosulva teszi gazdaságossá a bevezetést. A JIT rendszer várható haszna mellett befejezésül szólni kell azokról a tendenciákról is, amelyek az alkalmazást hátráltatják, illetve az egész koncepció létjogosultságát megkérdőjelezik. A JIT ellen ható tényezők közül a következő három jelenséget érdemes kiemelni [7]: – Közúti forgalomnövekedés. A hetvenes években a Toyota sikerén felbuzdulva sok japán vállalat a gyártáshoz szükséges alapanyagok, alkatrészek, részegységek stb. beszerzésénél a készletek csökkenése érdekében JIT rendszert alakított ki. A gyártás helyén tehát minimálisra csökkentek a készletek, azok jelentős része a gyakori szállítások miatt kiszorult az utcára. A nagymértékben iparosodott tokiói öböl környékén a JIT rendszer tömeges bevezetése az egyébként is nagy közúti forgalom számottevő növekedéséhez vezetett. A JIT bevezetése – ugyan földrajzi helyzettől függően változó mértékben, de mindenképpen – forgalomnövekedéshez és nagyobb környezetterheléshez vezet. – Változó igény és sokféle termék. A JIT rendszer első sikerét a Toyotánál érte el a hatvanas években. Azóta a JIT gyártás megvalósítására alkalmas legtöbb termék piaci jellemzői jelentősen megváltoztak. A megnövekedett piaci verseny és a felgyorsult technológiai fejlődés eredményeként gyakoribbak a termékváltások, testre-szabottabbak a termékek, aminek következtében az egy időben gyártott termékféleségek száma jelentősen megnőtt. Ugyancsak változik, sokszor szélsőséges ingadozásokat követ az egyes termékek igénye is. A JIT gyártás egyik legfontosabb feltételének megteremtését, – a stabil igény kialakítását – célzó igénymenedzsment módszerek alkalmazása emiatt egyre költségesebb, ami végső soron a JIT bevezetésének gazdasági megalapozottságát is megkérdőjelezi. A termékek sokfélesége és az igény jelentős ingadozása tehát a JIT rendszer megvalósítása ellen hat. – Beszállítók versenyeztetése. A JIT rendszerek hatékony működésének egyik fontos feltétele az alvállalkozókkal kialakított hosszú távú stabil kapcsolat kiépítése. A JIT rendszer a termelő és beszállító vállalat anyagáramlási rendszerének olyan mélységű összehangolását igényli, amely a beszállítók gyakori változtatását kizárja. A hosszú távú kapcsolat haszna az anyagáramlás költségeinek csökkenése. Felvetődik ugyanakkor, hogy a beszállítóknak az internet korában lehetséges hatékony versenyeztetése, nem vezet-e nagyobb költségcsökkenéshez, mint a gyakori versenyeztetést nyilvánvalóan kizáró hosszú távú kapcsolat kialakítása. E kérdés ma még nem válaszolható meg egyértelműen. 48
A JIT rendszerrel kapcsolatos kritikák ellenére azonban megállapítható, hogy az anyagáramlás húzásos mechanizmus szerinti vezérlése a termelésmenedzsment elmúlt 50 évének egyik legnagyobb innovációja. A JIT elemeit teljes egészében, vagy részben egyre több vállalat alkalmazza anyagáramlási költségeinek csökkentésére.
49
Irodalomjegyzék Chikán Attila, Vállalatgazdaságtan, Aula kiadó, 2001. Dobák Miklós: Folyamatok fejlesztése és változásvezetés, Harvard Business Manager, 3/99, 69-76. old. Dr. H. R. Greim, Zurück in die Produktion. Geschichte und Strategie der BMW-Logistik, Logistik Heute, Sonderdruck Huss-Verlag 1991 okt. 11. Erdei János – Kelemen Tamás: Termelés vs. Minőség – új elvek egy régi dilemmára Halászné Sípos Erzsébet, Logisztika, Magyar Világ Kiadó, 1998. Hammer, Michael: Reengineering Work: Don’t Automate, Obliterate (Harvard Business Review, 1990. július-augusztus, 104-112. o. Herbermann, Hans-Joachim: Strategische Elemente von schlanken Strukturen und ein Konzept zur Umsetzung in einem Industrieunternehmen, VDI Verlag GmbH. 1994., Düsseldorf Jürgens, Ulrich: 18. Deutschen Industrial – Engineering Fachtagung, Darmstadt, 26/27. 11. 1992. Kieser, A.: Die MIT – Studie zur Automobilindustrie, oder: Wie man eine Revolution anzettelt Koltai Tamás: A termelésmenedzsment alapjai I., Műegyetemi Kiadó, 2001. Budapest. Koltai Tamás, A Termelésmenedzsment alapjai II., Műegyetemi kiadó 2003. Kovács Zoltán: A korszerű termelési rendszerek sajátosságai, Harvard Business Manager 2004. augusztus, 62. – 69. old. Kovács Zoltán, Logisztika, Veszprémi Egyetemi Kiadó, 1998. Lieker K. Jeffrey – Thomas Y. Choi: Szoros beszállítói kapcsolatok kiépítése, Harvard Business Manager 2005. április, 34. – 43. old. Lieker K. Jeffrey: A Toyota – módszer, HVG Kiadó Zrt. Budapest, 2008. Makó Csaba – Nemes Ferenc: Paradigmaváltás a munkafolyamatban: poszt-fordizmus helyett neo-fordizmus, Harvard Business Manager, 1/2002, 60-69. old. Narayanan V. G. – Ananth Raman: Az ösztönzők összehangolása az ellátási láncban, Harvard Business Manager 2005 január – február, 71. – 79. old. Prezenszki József (szerk.), Logisztika I, Budapesti Műszaki Egyetem Mérnöktovábbképző Intézet, 2002. Salamonné Huszty Anna, Jövőkép- és stratégiaalkotás, Kossuth kiadó, 2000. Spear Steven, Bowen H. Kent: A Toyota – termelőrendszer DNS-ének megfejtése, Harvard Business Manager 2004 augusztus, 44. – 53. old. Szegedi Zoltán - Prezenszki József, Logisztikamenedzsment, Kossuth kiadó, 2003. Tenner, Arthur r. – DeToro, Irving J.: BPR vállalati folyamatok újraformálása, Műszaki Könyvkiadó, Budapest, 1998. Womack, J. P. – Jones, D.T. – Roos, D. (1990) The Machine that Changed the World, Macmillan Publishing, New York Womack, J. P. – Jones, D. T. (2003) Lean Thinking: Banish Waste and Create Wealth in Your Corporation, Free Press
50
