Proces produkcyjny: etapy, pomiar i przykład

Proces produkcyjny to zespół działań, w wyniku których surowiec lub materiał zostaje przekształcony w gotowy wyrób. Według wykładu Politechniki Rzeszowskiej tworzą go procesy technologiczne oraz procesy pomocnicze, a do jego przebiegu potrzebne są środki pracy, przedmioty pracy i praca ludzka. Poniżej wyjaśniamy, jak ten podział wygląda w hali, jak policzyć czas przejścia partii i co zapisać, żeby dwie osoby opisały ten sam proces tak samo.

Z czego składa się proces produkcyjny

Wykład Politechniki Rzeszowskiej dzieli proces produkcyjny na dwie części. Proces technologiczny obejmuje procesy pracy, procesy naturalne i procesy kontroli. Procesy pomocnicze to przygotowanie, składowanie i transport. Cięcie blachy i gięcie wspornika należą więc do pierwszej grupy, a przewiezienie pojemnika do kontroli i składowanie półwyrobów w kolejce między stanowiskami do drugiej.

Ten sam wykład rozróżnia proces prosty i złożony. W procesie prostym materiał przechodzi kolejne operacje i wychodzi jako wyrób. W procesie złożonym kilka elementów powstaje równolegle, a łączy je dopiero montaż. Dla analizy w zakładzie ma to konkretną konsekwencję: przy procesie złożonym o czasie całości decyduje najdłuższa gałąź, nie suma wszystkich gałęzi.

Podział według liczby jednocześnie produkowanych wyrobów daje produkcję jednostkową, seryjną i masową. Tak ujmuje to wykład SGGW o procesie produkcyjnym, który przy produkcji potokowej definiuje też takt roboczy jako czas potrzebny na wykonanie operacji na stanowisku: liczba zmian razy czas pracy zmiany, podzielone przez liczbę wyprodukowanych wyrobów.

Operację można rozłożyć dalej na zabiegi, przejścia, czynności robocze i ruchy elementarne. Do mapowania przepływu zwykle wystarcza poziom operacji. Głębszy rozkład ma sens dopiero tam, gdzie operacja jest wąskim gardłem i trzeba ją skrócić.

Gdzie kończy się mapa procesu

Zanim ktokolwiek zmierzy czas, trzeba ustalić początek i koniec. Samo gięcie wspornika i droga od wydania blachy z magazynu do przyjęcia gotowego wyrobu to dwa różne zakresy, a liczby z jednego nie wolno porównywać z liczbami z drugiego. Lean Enterprise Institute opisuje mapowanie strumienia wartości jako zapis przepływu materiału i informacji od surowca do klienta. Według tego opisu jedno pole na mapie może obejmować kilka połączonych kroków, a kończy się tam, gdzie procesy są rozłączone.

Przy każdym polu zapisuje się dane: czas cyklu, czas przejścia, czas przezbrojenia i dostępny czas pracy. To dobry zestaw także dla krótkiej karty przy stanowisku.

Przykład: czas przejścia partii 60 wsporników

Obliczenia poniżej są naszym przykładem, nie pomiarem z konkretnego zakładu. Partia 60 wsporników przechodzi przez cięcie, gięcie i kontrolę.

Czas cyklu gięcia nie jest równy czasowi samej maszyny. Lean Enterprise Institute podaje wzór na efektywny czas cyklu: czas cyklu maszyny plus załadunek i rozładunek plus czas przezbrojenia podzielony przez liczbę sztuk między przezbrojeniami. Dla gięcia przyjmujemy 0,6 min na sztukę, 0,3 min załadunku i rozładunku oraz 24 min przezbrojenia na partię 60 sztuk. Efektywny czas cyklu wynosi 0,6 + 0,3 + 24 / 60 = 1,3 min na sztukę, czyli 78 min na partię.

Na same operacje przypada 123 / 303, czyli 40,6 % czasu przejścia. Reszta to kolejka. Skrócenie przezbrojenia gięcia z 24 do 12 min zmniejsza efektywny czas cyklu do 1,1 min i czas gięcia do 66 min, więc czas przejścia spada o 12 min do 291 min. Usunięcie 60 min oczekiwania skraca go o 60 min do 243 min. To dwa różne kierunki poprawy i dwa różne koszty: pierwszy wymaga pracy przy maszynie, drugi zmiany sposobu uruchamiania zleceń.

Obliczenie zakłada, że operacje następują po sobie. Gdy partię dzieli się na mniejsze transporty i kontrola zaczyna się, zanim gięcie się skończy, sumowanie nie działa. Wtedy potrzebna jest oś czasu.

W praktyce oba kierunki warto policzyć, zanim ktoś zacznie je realizować. Skrócenie przezbrojenia wymaga przygotowania stanowiska i często inwestycji w uchwyty, a skrócenie oczekiwania zwykle zmiany reguł: kiedy zlecenie jest zwalniane, jak duża jest partia transportowa i kto decyduje o kolejności. Jeżeli kolejka przed gięciem wynika z tego, że cięcie dostarcza partie szybciej, niż gięcie je przerabia, skrócenie samego gięcia da mniej, niż pokazuje tabela.

Karta procesu do uzupełnienia przy stanowisku

Czego mapa nie pokaże

Strzałki pokazują kolejność, ale nie wskazują wąskiego gardła. Duża kolejka przed gięciem może wynikać z ograniczonej zdolności, z brakującej dokumentacji albo z uruchamiania zleceń zbyt wcześnie. Każda z tych przyczyn wymaga innego działania, dlatego przy pierwszym przejściu przez halę warto śledzić jedną rodzinę wyrobów i przy każdej operacji zapisać moment przekazania oraz liczbę oczekujących pojemników.

Potem należy sprawdzić, czy zapis w systemie opisuje te same zdarzenia. Brak zakończenia operacji w systemie nie dowodzi, że wyrób nadal stoi przy maszynie. Częściej oznacza, że ktoś nie zgłosił końca.

Dane z MES przy analizie procesu

SYMESTIC jest systemem MES w chmurze. Rejestruje ilości, czasy i informacje o zleceniach produkcyjnych, a start zlecenia może odbywać się przez skan. Takie dane pozwalają zestawić rzeczywisty przebieg pracy maszyny z opisem procesu. Obserwacja przy stanowisku pozostaje potrzebna do wyjaśnienia transportu i oczekiwania poza maszyną. W demonstracji można omówić rejestrację operacji dla wybranej rodziny wyrobów.

Źródła

1. Politechnika Rzeszowska: Technologia lotnicza, pojęcia podstawowe (wykład)
2. SGGW (A. Tyburcy): Proces produkcyjny (wykład)
3. Lean Enterprise Institute: Value Stream Mapping
4. Lean Enterprise Institute: Cycle Time

Powiązane: Wskaźnik OEE

O autorze

Christian Fieg

Head of Sales w SYMESTIC. Ponad 25 lat w przemyśle produkcyjnym, Six Sigma Black Belt, globalne wdrożenia MES (wcześniej iTAC, Dürr, Visteon). · LinkedIn