Termeléstervezés és -irányítás JIT: Just in Time

Termeléstervezés és -irányítás JIT: Just in Time BMEGEGTMK41 2014 Monostori László egyetemi tanár Váncza József egyetemi docens Budapesti Műszaki és Gazdaságtudományi Egyetem Gyártástudomány és -technológia Tanszék 1

A JIT eredete • Gyökerei

– Japán kulturális, gazdasági története  amerikai „throw-awaysociety” – Rendszerszemléletű  redukcionalista megközelítés – Földrajzi adottságok

• Alapötlet – Toyota Motor Company, 1945 • Taiichi Ohno • Cél: „három éven belül utolérni Amerikát” • Termelékenység: kilencede az amerikai átlagnak

– Költségek csökkentése • Nem hatalmas sorozatnagyságokkal • Hanem a pocsékolás megszüntetésével • Széles termékválasztékkal

• A japán iparban általánossá vált – Toyota a ’90-es években a világ második legnagyobb gyártója – … és mára első 2

Termeléstervezés és -irányítás -- JIT

Monostori L., Váncza J. 2014 ©

Alapjai • JIT paradox – Gazdag, változékony termékválaszték előállítása – Csekély raktárkészlet mellett

• Kiút – Just-in-time stratégia alkalmazása – Automatizálás

• Just-in-time – Analógia: amerikai szupermarket • Mindig minden a polcokon, éppen elégséges mennyiségben • Gyárban a munkaállomás a vevő • Az őt kiszolgáló munkaállomások a polcok

– Precíz működtetést igényel

• Automatizálás – emberi érintéssel – Egyik módja a zavarok kivédésének – Rugalmasság – egy munkás sokféle gépet képes kezelni – Önellenőrzés – az esetleges hibák azonnali kimutatása 3



A JIT céljai • Termelés raktárkészlet nélkül  változatos kereslet megteremetése és kielégítése • A 7 zéró követelménye 1. Zero defects –

Nincs raktárkészlet  minden hiba késedelmet okozna

– –

Simítani kell a termelést  sokféle munkadarab megmunkálása Cél: Egységnyi sorozatnagyság

-

Csak így engedhető meg a sűrű átállás

-

Nincsenek tartalékok  csak tervezett gépleállás engedhető meg

-

Ideális esetben gépről gépre kerülnek azonnal a munkadarabok

-

Ha szükség van egy munkadarabra, akkor azonnal kell

-

Nem engedhetők meg hirtelen változások A termelés szintje és összetétele legyen állandó

2. Zero (excess) lot size 3. Zero setups

4. Zero breakdowns 5. Zero handling

6. Zero lead time

7. Zero surging (hirtelen változás)

4



A JIT céljai (2) • Teljesíthetetlen követelmények • Ösztönzés – Bármilyen jól működik a rendszer, mindig lehet javítani • „A japánok még a száraz törölközőből is kifacsarják a vizet”

– Morál • „A legfontosabb az akarat fáinak elültetése.”

• Jól mérhető az eredmény – Különböző szempontok

5



Rendszerszintű megközelítés • A környezet kontrollálható

– Az adottságokat nem elfogadni, hanem a célok szerint alakítani kell Optimalizálás

Feltételek módosítása

Adott setup idő  optimális sorozatnagyság

Setup idő csökkentése  nagyobb rugalmasság  eltűnik a sorozatnagyság probléma

Határidők adottak  optimális termelési terv (pl. WW)

Marketing és gyártás integrálása  módosítható határidők  simább terhelés

Ritka, nagy volumenű beszállítások  optimális megrendelés méretek (EOQ)

Hosszú távú, stratégiai együttműködés  gyakori, kis volumenű beszálítások

Minőségi hibák mindig vannak  meg kell találni őket

Mind a beszállítók, mind a munkások keresik és azonnal kijavítják a hibákat

Tervezés-gyártás: „thrown over the wall”

Jól gyártható termékek tervezése

– Állandóan, a termelés minden szintjén – A termelési szervezet belső határait is átlépve

• “Kérdezd ötször, hogy miért!” (Ohno)

– A hibák okainak állandó keresése, javítás – Törődünk a részletekkel

6



A termelés kiegyenlítése (heijunka) • Cél: ne legyenek hirtelen változások – Lásd szupermarket analógia – hirtelen mindenki ugyanazt akarja venni – Az MPS legyen időben egyenletes

• Simítás (Smoothing) – Kisebb időegység – Egyenletes, átlagnak megfelelő napi/órás ütemterv • 10000 egység/hó • 1,92 egység/perc  19 egység 10 percenként • Repetitív gyártás

– Termék specifikus jegyek figyelembe vétele napi szinten • Havi igény: A: 5000, B: 2500 C: 2500 • Napi 500 egység • Napi igény: 0.5 x 500 = 250 egység A; 0.25 x 500 = 125 egység B; ….

– Kevert sorrend • Napi sorrend: A – B – A – C – A – B – A – C …

– Csökkenteni kell a setup időt, amennyire csak lehet 7



Kiegyenlítés (2) • Modell i termék darabszáma: Qi Q   Qi összes termék: i i termékbe épülő j komponens darabszáma: aij Összes termékben igényelt j komponens darabszáma: a j  Változók: xik ha i a szerelési sorrendben a k helyet elfoglalja xik  1 xik  0 egyébként – Feltételezés: minden termék gyártása azonos ideig tart – – – – –

a Q ij

i

i

• Korlátozások – Szerelési sorrend: minden termék elkészül

i,  xik Qi k

– Szerelési sorrend: egy helyen csak egy termék a sorrendben

k ,  xik 1 i

8



Kiegyenlítés (3) • Követelmények – [k,n] időszakban mennyire tér el i termék gyártása az egyenletestől

Dkni 

n



m  k 1

xim  (n  k )

Qi , 0  k  n  Q, i Q

– [k,n] időszakban mennyire tér el j kompones gyártása az egyenletestől n

d knj 

 a x

m k 1 i

ij im

 (n  k )

aj

a

,0  k  n  Q, j

j

j

– Cél: eltérés minimalizálása

f ( Dkni ), f (dknj )

9



Kapacitás tartalék • Cél: zavarok kezelése – Bármilyen kisebb hiba fenntarthatja a következő gépet – MRP: terv újra generálása, késleltetés, siettetés, … • Ha simítunk, nem alkalmazható • Ha gép meghibásodik, akkor sem

• Megoldás – Kapacitás tartalék (capacity buffer) – Kevesebb időre tervezzük a terhelést  tartalék • 2 ütemezett műszak naponta, 1 műszak tartalék (+ karbantartás) • 4-8-4-8 órás műszakok

– Extra kapacitás • Just-in-case

10



Setup idő csökkentése • Cél: átállások idejének csökkentése

– Hogy a kevert termelést fenn lehessen tartani

• Megkülönböztetés

– Belső setup: átállási műveletek, amikor a gépnek állnia kell – Külső setup: a gép futása alatt elvégezhető átállási műveletek

• Módszerek

– A belső és külső setup szétválasztása

• Mik azok a feladatok, amikhez valóban meg kell állítani a gépet?

– Belső setup  külső setup

• Pl. bizonyos alkatrészeket előre össze lehet szerelni • öntőformát előre fel lehet melegíteni

– Adjusztálás elkerülése

• A belső setup 50-70%-a, kritikus. • Készülékezés és szenzorok alkalmazása

– Magának a setup-nak az eltüntetése

• Terméktervezés • Több munkadarab együttes megmunkálása – pl. préselés

• Sokféle szellemes technikai megoldás – Toyota: 1945: 3 óra, 1971: 3 perc

11



Példa: SMED (Single Minute Exchange of Die) 1. Belső és külső műveletek elkülönítése – –

előkészületek (pl. szerszámok előkészítése), szállítás termékváltás egyes feladatai •

alkatrészek és a szerszámok előkészítése, helyreállítások végrehajtása, alkatrészek és a szerszámok a berendezés közelébe szállítása

Lakatár T, 2010 12



Példa: SMED (2) 2. Belső beállítások külső beállítássá való átalakítása – – –

13

Működési kondíciók előkészítése, Alapvető funkciók standardizálása, Közbenső tartóelemek használata



Példa: SMED (3) 3. A beállítási műveletek összes elemének összehangolása – –

Párhuzamosan futó műveletek alkalmazása Funkcionális rögzítők használata •

–

14

Csavarok mint „ellenség”

Szerelések elhagyása és gépesítése



Példa: hegesztőkészülék

15



Munkaerő • Rugalmasság – Nem csak gépéké – Sokféle funkció ellátni képes munkások • A vegyes termelés fenntartása • Rendkívüli helyzetek megoldása • A hibák megelőzése és gyors kijavítása

• Többfunkciós munkaerő – Rotáció • A műhelyben, különféle munkák között • Rendszeresen, naponta – – – –

Megőrzi képességeit Csökken az unalom Teljes képet kap az üzemről Új ötletek – állandó javítás

– Kereszt-képzés • Nincs akadály (vö. USA szakszervezetei)

– Egy munkás több(féle) gépen tud dolgozni párhuzamosan

16



Gyár elrendezés • Cellák

– Egymást követő műveleteket végző gépek csoportja

• Elrendezés

– nem a hagyományos, lineáris – U-alakú

Person 1

• Előnyök

input

output

– Egy munkás képes működtetni, minimális közlekedéssel – Több munkás is hozzáfér a gépekhez (pl. javítás) – Egyetlen munkás látja az inputot és az outputot • Konstans, minőségileg ellenőrzött termelés

– Beavatkozást igénylő helyzetekben extra munkaerő alkalmazható 17



Fókuszált gyár • Pareto elemzés:

– A termékféleségek kis hányada teszi ki a gyártott mennyiség nagy részét • SKU – Stock Keeping Unit

– Az SKU-k nagy hányadából keveset kell gyártani • 80%/20% szabály • Ezekre vezethető vissza a gyártás komplexitása

18



Fókuszált gyár (2) • Dedikált gyártó sorok

– Gyorsan fogyó termékekre

• Műhely (job shop)

19

Kis volumenű termékekre Több átállás Rugalmas gyártás Költségesebb, de az üzlet kisebb részét érinti

Mill

Drill

Saw

Mill

Drill

Paint

Grind

Mill

Drill

Paint

Weld

Grind

Lathe

Drill

Saw

Stores

– – – –

Lathe


Grind

Paint

Lathe

Warehouse

– Kevés átállással – Merev gyártás

Saw

Assembly

• High runner

Mill Drill


Total Quality Management TQM • Minőség – Stratégiai jelentőségű a JIT-ben – Kulturális háttér

• Nincs belső raktárkészlet – Mindegyik munkadarabnak jónak kell lennie – Analógia: sziklás víz • Magas raktárkészlet eltakarja a minőségi problémákat

magas WIP alacsony WIP

• Hibák és forrásaik azonnali kimutatása – Közeli visszacsatolás 20



TQM (2) • Módszerek – Folyamat irányítás • Maguk a munkások lássák, rendben megy-e a termelés • Statistical Process Control (SPC)

– Minőség megjelenítése • Vizualizációs technikák • A megrendelők meggyőzésére is alkalmas

– Megfelelés a követelményeknek • Minden szerepben, minden szinten • Quality first, output second.

– Leállás • Minőségi probléma miatt akár egy gyártósor is leállítható

– Saját hibák javítása • Az javít, aki hibázott

– 100% ellenőrzés • Automatizált ellenőrzés • Legalább a sorozat elejét és végét

– Folyamatos javítás 21



Kanban • Termelés-ütemezési módszer • Kártya – Adott anyag szállítására vagy azon gyártóművelet elvégzésére jogosít fel – Tartalma • Anyag típusa és mennyisége • Művelet (gyártó vagy szállító) • Hol lehet az anyagot tárolni

– Csak egyetlen műveletre vonatkozik – Újra-felhasználva

• Tárolás – Munkadarabok adott méretű tárolóban • Tele • Egy kanban minden tárolóhoz rendelve

• Műveletek – Tipikusan szerelő műveletek etetése 22



Két-Kártyás Kanban • Kártya típusok – –

P-Kanban: Production T-Kanban: Transportation

• Szabályok 1. Gyártani csak akkor lehet, ha jelen van P-kanban 2. Szállítani csak akkor lehet, ha jelen van T-kanban 3. Minden gyártmányhoz tartozik kanban

• Cellán belüli működés – – – –

Ha P-K bemutató és az input buffer nem üres, gyártani kell Ugyanakkor a megfelelő T-K is átkerül a T-K bemutatóra Ha kész a gyártás, bekerül a gyártmány az output bufferbe Ha a gyártmány innen kikerül, a P-K visszakerül a P-K bemutatóra

• Cellák közti működés –

T-K vezérli a szállítást két egymást követő cella között •

– 23

Ha van a T-K bemutatón elég kártya

Ütemezésről dönthet akármelyik cella, vagy a szállító Termeléstervezés és -irányítás -- JIT


Két-Kártyás Kanban (2) P-kanban bemutató

P-kanban bemutató

output buffer

input buffer

output buffer

input buffer gyártás n+1

gyártás n

T-kanban(ok)

szállítás

T-kanban(ok)

szállítás

anyag áramlás kártya áramlás 24



Két-Kártyás Kanban (3) • Szinkronizálja a termelést • Raktárkészlet – A kártyák számának függvénye

• Kevert termelés – Többféle termék kártyái

• Előnyök

– Bemutatott kártyák  aktuális WIP – Többféle termék kártyája  cellavezető választhat – Ha az I/O bufferek közel vannak, egyesíteni lehet őket • Elég a P-Kanban

– Lehet többfelől input, többfelé output – Szállítási stratégiák • Küldő/fogadó felelősége, harmadik fél • Fixed interval/fixed quantity

• Feltételek – Kis setup idő, kis sorozatnagyság 25



Két-Kártyás Kanban (4) • Hány kártyára van szükség? – T-Kanban • Fix keresletet (demand rate) feltételezésével • Termékenként

[demand rate x lead time x 1 + safety stock] / konténer mérete – P-Kanban • Véges kapacitás • [1 + safety stock]

– WIP (Work in process) • A folyamatban lévő munkák mennyisége kártyák számának függvénye • A kártyák száma felülről korlátozza

26



Egy-Kártyás Kanban • Szállítás mint gyártási művelet • A két Kanban rendszer ekvivalens P-kanban bemutató

T-kanban(ok)

P-kanban bemutató

gyártás n

szállítás

gyártás n+1

input buffer

output buffer

input buffer

output buffer

anyag áramlás kártya áramlás

27



Összegzés: a JIT elemei

folyamat tervezés

termék tervezés

JIT

emberi tényezők

termelés tervezés és irányítás

28



JIT – összegzés • Nem egy koheres menedzselési stratégia – Specifikus problémák kreatív megoldásai

• Tanulságok – Maga a termelési környezet is kontrollálható • Setup, terméktervezés, gyártórendszer elrendezés

– A működtetés részleteinek stratégiai jelentősége lehet • A költségekre koncentrál és a pazarlást csökkenti

– A WIP szabályzása igen fontos • Minden JIT előny alacsony WIP következménye – Alacsony ciklusidő

• vagy az alacsony WIP nyomására alakul ki – Alacsony setup, magas minőség

– A rugalmasság sokat ér • A JIT alapjában nem rugalmas – érzékeny bármilyen változásra • Védekező mechanizmusok kifejlesztése

– A minőség számít elsőként – Folyamatos javítás a fennmaradás feltétele • A termelés egy állandóan változó játék 29



Push és pull elvű rendszerek • MRP vs. kanban? • Raktárra ill. rendelésre gyártás? (MTS vs. MTO)

MRP: push? Raktár (LLC nagyobb)

…

szerelés

Kanban: pull? Raktár (LLC nagyobb)

…

• Egyedül a WIP szint számít • Pull: explicit korlát a WIP szintjére

szerelés

…

– Előre adott • pl. kanban kártyák száma

– Alacsony

• Push: nincs explicit korlát a WIP szintjére – MRP: csak a bruttó igény hajtja, nem veszi tekintetbe a terhelést – Gyakorlatban igen, de akkor már késő • Belső rendelések visszafogása

30



Raktárra ill. rendelésre való gyártás • Make to stock (MTS) vs. Make to order (MTO) • Szinte mindig kell raktárra gyártani – Ha az átfutási idő nagyobb, mint a vevő számára elfogadható szállítási idő – Pl. “Ship or cancel” vevők: 24 órán belül várják a rendelés teljesítését

• Különböző stratégiák – Vegyes stratégiák – Pl. McDonald’s működése • A konyha a háttérben tölti a tárolókat (MTS) • Csomagolás és kiszolgálás csak rendelésre (MTO) • Csatolás: raktár

• Lényegi különbség – Hol az a pont, ahonnan a vevői igényeket kielégítik

31



Raktárra ill. rendelésre való gyártás (2) Delivery from inventory

Make to Stock

Customer order Manufacture

Assemble

Deliver

Configure to order Customer order

Manufacture

Preassemble

End-assemble

Deliver

Assemble to order Customer order

Make to Order

Manufacture

Assemble

Deliver

Manufacture to order Customer order Manufacture

Assemble

Deliver

Engineer to order Customer order Engineer 32

Manufacture

Assemble


Deliver Monostori L., Váncza J. 2014 ©

Lean (ösztövér) termelés • Lean ~ Just in time?

– Inkább a JIT amerikai, rekonstruált változata

• Lean ~ pull?

– A pull általánosított változata

• Lean: Változékonyság kezelése minimális bufferezési költségekkel – Belső tényezők: átállás, gépleállás, selejtképzés, javítás, műszaki tervek változtatása, … – Külső tényezők: változékony igény, sokféle igény, sürgős rendelés, ellátási zavarok, …

• Bufferek

– Idő, kapacitás, raktárkészlet – Egymásba transzformálhatók • Bizonyos határok közt

• Módszer

– Nyilvánvaló pazarlás megszüntetése • Setup idők redukálása • Raktárkészletek minimalizálása

– Változékonyság csökkentése – Megfelelő bufferelési stratégia meghatározása • A fenti három dimenziót együtt kell kezelni • A dekompozíció nem alkalmazható • Matematikai modellalkotás nélkül lehetetlen

33



Termeléstervezés és -irányítás JIT: Just in Time

Recommend Documents