Tuotannonsuunnittelu ja -hienokuormitus: Melkein oikein vai tarkalleen väärin?

Tuotannon hienokuormituksen tarve ja toteutustapa vaihtelevat erilaisissa valmistavissa tehtaissa toisistaan. Osittain vaihtelua selittää eri ympäristöjen vaihtelevat tarpeet, osittain tavat, tottumukset ja käytössä olevat työkalut.

Hienokuormituksen kehitystä mietittäessä ensimmäiset esitettävät kysymykset ovat:

  • Mikä rooli päivittäisjohtamiselle ja yllätyksiin reagoinnille jää joka tapauksessa
  • Mitä etuja mahdollinen kuormitustyökalu antaa siihen osaan tuotannonsuunnittelua, joka voi jäädä päivittäisjohtamisen ulkopuolelle?
  • Kuinka pitkiä ja monimuotoisia reititykset ovat? Onko tuotanto luonteeltaan suoraviivaista, vai vaihtelevatko reitityksessä käytettävien työpisteiden järjestys tuotteiden välillä?

Kehitystä tehdään tyypillisesti alla olevassa järjestyksessä. Riippuen yllä olevien kysymyksien vastauksesta, listassa edetään joko yksi, kaksi tai kaikki kolme kohtaa.

  1. Päivittäisjohtamisen kehittäminen, palaverikäytännöt, visualisoinnit
  2. Lattiatason tietojärjestelmä, eli MES, toteumien kirjautuminen tietokantaan ja visualisointien automatisointi
  3. APS-järjestelmän käyttöönotto

Ensimmäinen merkittävä vaihtelua aiheuttava tekijä on tuotantoketjun vaiheiden riippuvuus toisistaan. Karkeasti ottaen kappaletavaran valmistuksen voi jakaa kahteen erilaiseen valmistusprosessiin:

  1. Linjamaiseen tuotantoon, jossa kappaleet, varianteista riippumatta, käyvät aina samassa järjestyksessä läpi samat peräkkäiset vaiheet
  2. Vaihtuvareittiseen tuotantoon, jossa eri kappaleyksilöiden polku tuotantopisteiden läpi vaihtelee. Tästä malliesimerkkejä ovat osavalmistuskonepajat, joissa kappaleen vaiheet syntyvät hyvin joustavasti tuotannon eri koneilla ja samaa konetta saatetaan käyttää jopa saman kappaleen vaiheketjussa useampaan kertaan.

Ensin mainitulle prosessille tuotannon hienokuormitus on yksinkertaisempaa. Koska tuotteet eivät voi normaalisti ohittaa prosessissa toisiaan, ei tuotantoprosessin yksittäisiä vaiheita kannata aikatauluttaa erikseen. Tuotantoketjua voi käsitellä joko ensimmäisestä vaiheesta eteen- tai viimeisestä vaiheesta takaisinpäin ja väliä on oikeastaan vain sillä järjestyksellä, jossa tuotantotilaukset tai tilauksen erät linjalla aloitetaan. Tämän kaltaisessa valmistuksessakin on toki omat haasteensa, kuten linjan tasapainottaminen mahdollisuuksien eri varianteilla niin ettei eri työpisteiden käyttöaste tipu eripituisista vaiheajoista johtuen liian alas.

Vaihtuvareittisessä tuotannossa, etenkin jos vaiheketju on pitkä, muodostuu helposti yksittäisiä tuotannon solmupisteitä, joista voi muodostua pullonkauloja. Käytännössä tällöin oleellisimmat suunniteltavat työjonot ovat näiden pullonkaulatyöpisteiden työt.  Usein tämä näyttäytyy niin, että pullonkaulavaihe rytmittää koko tuotantoa.

Helppoa matematiikkaa?

Riittävästi yksinkertaistaen hienokuormitus on varsin helppoa matematiikkaa, jossa on vain muutama muuttuja. Valmistettavat kappaleet ja niiden määrät, jokaisen valmistusvaiheeseen kuuluvat vaiheajat ja työpisteiden keskimäärinen prosessointikyky. Jokaisen parametrin taakse kuitenkin piiloutuu suuri määrä käytännön toimia, joiden vaihtelu aiheuttaa parametriikkaan helposti virhettä. Koska tehtaan sisällä yksittäisiä suunniteltavia valmistustapahtumia on paljon, kumuloituvat melko pienetkin virheet käytetyissä laskentaparametreissa helposti suuriksi virheiksi kokonaissuunnitelmassa.

Ennakkosuunnittelun merkitys

Mitä tarkemmin ja automaattisemmin tuotanto halutaan etukäteen suunnitella, sitä tarkemmin on huolehdittava siitä, että kappaleiden vaiheajat, asetusten vaihtoajat, ja koneiden ja työpisteiden kapasiteetti on mallinnettu järjestelmään oikein ja tietojen jatkuvaan ylläpitoon on olemassa prosessi. Lisäksi suunnitteluohjelmiston on pysyttävä mukana tuotannon etenemisessä, käytännössä siis saatava reaaliaikaiset kuittaustiedot tuotannossa alkavista ja valmistuvista vaiheista.

Kaikesta suunnittelusta huolimatta jää aina tarve päivittäisjohtamiseen ja reagointiin. Mikään suunnittelumalli tai -työkalu ei ennusta odottamatonta sairastapausta, konerikkoa tai puuttumaan jäänyttä materiaalitoimitusta.

Ohjelmistoavusteinen tuotannonsuunnittelu

Koska ohjelmistoavusteisen tuotannonsuunnittelun (esimerkiksi APS-järjestelmä, Advanced Planning and Scheduling) käyttöönotto on data- ja mallinnusvaatimusten takia raskasta, on ennen projektiin lähtöä pohdittava, onko käytössä oleva data riittävän tarkkaa käytettäväksi suunnittelun pohjana. Tyypillisesti datan riittävä tarkkuus saavutetaan vain, jos käytössä on MES-toiminnallisuudet, siis tehtaan lattialla oleva tietojärjestelmä, johon töiden aloitukset, lopetukset ja tauot kirjataan, kohdistuen kuormitettaviin yksiköihin. Tämä siis on yleensä eri asia kuin henkilöiden tuntikirjanpito! Lisäksi koneiden ja laitteiden toteutuneet käyttöasteet /saanto on oltava tiedossa.

Melko monimutkaistakin tuotantoa voidaan pyörittää ilman suunnittelutyökalua, kunhan päivittäisjohtamiselle annetaan parempi tilannekuva tuotannosta. Tämä voidaan saavuttaa visualisoimalla tuotantotilanne – käytännössä siis laskemalla yhteen jokaisen työpisteen työkuorma päivätason koreihin ja näyttämällä myös mahdollinen edellisiltä päiviltä valmistumatta jäänyt työkuorma. Tyypillisesti tuotannon esimiehillä on melko hyvä käsitys siitä, paljonko tehokasta työtä työvuorossa eri työpisteiltä saadaan, jolloin työsuunnitelma realistisuus on jo varsin hyvin arvioitavissa.

Mikäli päiväkohtainen kapasiteetin tarve vaikuttaisi ylittävän todennäköisesti saatavan outputin, työnjohto voi reagoida tilanteeseen parhaaksi katsomallaan tavalla, esimerkiksi ylitöin, siirtämällä osan töistä toiselle työpisteelle, tai uudelleenjärjestämällä työjonoa.

Kun työjonon uudelleenjärjestelyä joudutaan tehdä, on muuttuneen työsuunnitelman kommunikoinnissa työpisteille MES-toiminnallisuuksista jälleen merkittävä hyöty. Kun työsuunnitelma jaellaan operaattoreille näytöllä, on järjestyksen ja prioriteettien muuttaminen vaivatonta ja onnistuu jalkautumatta erikseen tuotantoon.

Lisää luettavaa aiheesta: Tuotannon digitalisoinnin järjestelmät

Seppo Pyykkö
Consultant
Leanware Oy

Tilaa uutiskirje

Tilaamalla uutiskirjeen saat uusimmat blogikirjoitukset sekä tietoa Leanwaren tapahtumista ja ajankohtaisista asioista suoraan sähköpostiisi.

    Tätä lomaketta suojaa Google reCAPTCHA, ja Googlen tietosuojakäytäntöä ja käyttöehtoja sovelletaan.

    14.3.2024 Tavoitteellinen ostaminen ja ABC-luokittelun hyödyntäminen

    Webinaarissa keskitytään tavoitteelliseen ostoon ja hankintaan sekä siihen, mitkä tekijät ja työkalut tukevat ostamista ja hankintaa. Lue lisää

    Saldonhallinnasta tulokselliseen varastonhallintaan -opas on julkaistu!

    Oppaan luettuasi ymmärrät, miten WMS-järjestelmät tyypillisesti eroavat ERP-järjestelmistä ja mahdollistavat tehokkaamman ja virheettömämmän logistiikan sekä tyytyväisemmät asiakkaat ja työntekijät. Lue lisää

    LeanwareSCM-ohjelmiston tuotekehitysuutisia

    LeanwareSCM-ohjelmisto on saatavilla SaaS-palveluna ja uudet ominaisuudet päivittyvät sinne jatkuvasti. Lue lisää