Časové studie průběhu práce jsou jedním z mnoha nástrojů metod průmyslového inţenýrství. Svým pojetím patří do oblasti měření práce. Tyto postupy slouţí jako základ normování práce, ale také jako podklad při zlepšování výrobních procesů.
Výsledky těchto analýz pomáhají odhalit činnosti nepřidávající hodnotu výrobku a často i příčinu jejich vzniku. Pro pouţití těchto metod je celé řada důvodů, od zvýšení produktivity práce, přes stanovení norem časů, aţ po shromáţdění podkladů vyjadřující neefektivní činnosti.
Přímé měřeni je postup, kdy se provádí pozorování přímo na pracovišti v reálném čase a zaznamenává se průběh práce. Při prováděné analýze a zavádění navrţených změn je vhodné vyuţívat metodu DMAIC.
2.4.1 Snímek pracovního dne
Snímek pracovního dne zaznamená veškerou spotřebu pracovního času během nepřetrţitého pozorování vybraného úseku práce.
Snímek pracovního dne má celou řadu výhod: získání podrobných informací o průběhu práce, přesné zachycení činností a jejich časů, pozorovatel je v přímém kontaktu s pracovníky, pracovními procesy a na základě toho má moţnost rozpoznat nedostatky a problémy v procesech. Naopak nevýhodou je časová náročnost a
psychické zatíţení pozorovatele a pozorovaných. I přes drobné nevýhody je snímek pracovního dne stále nejvíce odpovídající časovou analýzou.
Pracovníka a pracoviště ve většině případů vybírá vedení firmy. Velmi často se jedná o úzké místo, ale také pracoviště, které je nutné podrobně analyzovat k jeho plánované změně.
Snímkování práce se obecně pouţívá tam, kde je zapotřebí odhalit veškeré neefektivní činnosti, ať uţ na pracovišti, lince či výrobě.
Záznam časů se provádí do předem připraveného formuláře (obr. 2.2), ve kterém jsou zapsané aktivity pracovníka postupně za sebou. Klíčovými údaji ve formuláři jsou záznamy časů a činností, které se následně vyhodnocují.
Pozorovací list pro snímek
Zpracovat snímek pracovního dne pracovníka
Zachytit a vyhodnotit časy procesu nepřidávající hodnotu – ztrátové časy
Analyzovat vyuţití stroje
Zachytit náběh směny
Sledovat hodinový výkon pracoviště
2.5 Spaghetti diagram
Spaghetti diagram zaznamenává pohyby pracovníka v určitém časovém úseku. Do layoutu (půdorysu pracoviště) pracoviště se postupně zaznamenávají jeho veškeré pohyby. To se provádí kreslením spojitých čar různé barvy do layoutu pracoviště s ohledem na četnost pohybu pracovníka. Tuto analýzu je snadné uskutečnit při snímkování průběhu práce. Odhalí se tak vzdálenosti nachozené mimo pracoviště.
Spagetti diagram můţe být dobrým podkladem pro změnu layoutu pracoviště. Díky diagramu jednoduše zjistíme místo, ve kterém se pracovník nejdéle zdrţuje. Spagetti
diagram je nutné doplnit o záznamy jednotlivých vzdáleností, které pracovník nachodil. [8]
Potřebné věci pro vytvoření spagetti diagramu:
layout pracoviště,
metr, měřící pásmo,
barevné tuţky,
stopky
reálný proces, který chceme zmapovat. [9]
Pokyny při tvoření spagetti diagramu:
začít zaznamenávat na začátku procesu,
zakreslovat do čar pohybu šipky, aby bylo jasné kterým směrem se pracovník pohybuje,
zakreslovat všechny pohyby pracovníka, i kdyţ se stává diagram nepřehledným,
zaznamenávat délku času a vzdálenosti při kaţdém pohybu pracovníka. [9]
2.6 VSM (Value Stream Mapping) Mapování hodnotového toku Vypracováno z [10],[11]
Při řešení projektů zaměřených na štíhlou výrobu se mnohokrát setkáváme s poţadavkem efektivnějšího vyuţívání procesů, ať uţ výrobních nebo nevýrobních.
Při řešení takových úloh je důleţité dokonale popsat současný stav a správně ohodnotit dosáhnuté přínosy v budoucnosti. Proto je potřebné mít na začátku co nejkomplexnější a nejpřesnější přehled nebo mapu o současném stavu. Kdyţ máme zmapovaný současný stav, nebude problém odhadnout potenciální úspory do budoucna a nakreslit je do mapy budoucího stavu (mapy procesů, které chceme dosáhnout).
2.6.1 Co je mapování hodnotového toku VSM
Je jedna z metod konceptu štíhlé výroby. Slouţí na popsání procesů, které přidávají ale i nepřidávají hodnotu ve výrobních, servisních, ale i administrativních strukturách podniku.
Záměrem mapování hodnotového toku je sledovat cestu materiálu resp. sluţby od zákazníka aţ k dodavateli a nakreslit obrázkové symboly jednotlivých procesů v materiálovém a informačním toku. Vytvořit tedy mapu současného stavu a následně definovat klíčové problémy a nakreslit mapu budoucího stavu toku hodnot, jak by mohl materiál (sluţba) téci v budoucnosti.
VSM je vhodné pouţít:
u výrobků které, se zavadí do výroby,
u výrobků, kterých se plánují změny,
při návrhu nových výrobních procesů,
při novém způsobu plánování výroby.
VSM je však moţné pouţít i při obyčejné analýze současného stavu bez plánovaných změn. Pomůţe nám tedy odhalit problémy ve formě úzkých míst a plýtvání, které jsme zatím jen tušili.
2.6.2 Postup při mapování hodnotového toku (VSM)
Mapování hodnotového toku se skládá ze čtyř základních kroků: 1. Výběr vhodného reprezentanta, skupiny výrobků, 2. Znázornění současného stavu, 3.
Znázornění budoucího stavu, 4. Realizace.
1. Výběr vhodného reprezentanta, skupiny výrobků:
Často se k výběru pouţívá ABC analýza, s ohledem na četnost a podíl reprezentanta na celkovém zisku. Často se vybírá nejčastěji frekventovaný produkt či prvek.
2. Znázornění současného stavu
Důleţitým bodem na začátku kaţdého zlepšení je jasná specifikace hodnoty produktu, jak jí chápe náš koncový zákazník. Proto musí mapování začít poţadavkem zákazníka (jaký je měsíční poţadavek, kolik je pracovních dní v měsíci, na kolik směn se pracuje, kolik kusů se vyrobí za jeden den atd.).
Dalším krokem je nakreslení základních výrobních procesů. Kaţdý proces je zaznamenaný jedním "čtverečkem", přes který teče sledovaný materiál.
Materiálový tok je kreslený z leva (vstup) doprava (výstup) v jedné linii - ne podle fyzického layoutu výroby. Při tvoření mapy se snaţíme vytvořit materiálový tok co nejjednodušeji - mapujeme jen klíčový komponent resp. komponenty. Kdyţ budeme potřebovat mapy pro všechny komponenty, dokreslíme je později.
V dalším kroku se zaměřujeme na samotný sběr informací z dílny. Je těţké hned na první pokus odhadnout, které informace budou pro nás důleţité do budoucna (v mnoha případech aţ po mapování několika současných a budoucích stavů budeme vědět, které informace o výrobě skutečně potřebujeme pro proces zlepšování).
Na začátku se doporučuje sbírat tyto základní údaje:
C/T - cyklový čas.
C/O - čas přenastavení.
Lot - výrobní dávka.
Počet operátorů.
Počet variant produktu.
Typy balení.
Pracovní čas.
Čas skladování.
Kdyţ máme materiálový tok od dodavatele aţ k zákazníkovi hotový, zaměříme se na kreslení informačního toku dat. Tento tok kreslíme zprava doleva.
Cíle mapování informačního toku:
Zjistit způsob objednávání materiálu a vazby na systém plánování a řízení výroby.
Zjistit způsob komunikace s dodavatelem a naším zákazníkem.
Zmapovat současný systém plánování a řízení výroby.
Výstup z mapy současného stavu:
Při zakreslení materiálového a informačního toku musíme spočítat všechny zaznamenané údaje o kaţdém procese ve dvou úrovních:
Součet časů přidávající hodnotu výrobku.
Součet časů, kdy se materiál zdrţel v zásobě.
Výsledný poměr nazývaný VA index, určuje kolik %, z celé průběţné doby výroby tvoří plýtvání a kolik práce přidává hodnotu výrobku.
Obr. 2.3: VSM – schematické znázornění procesu výroby
T\A - čas taktu (linka) C\T - čas cyklu (manuální pracoviště)
Při vícevrstvém materiálovém toku se výsledný poměr počítá z nejdelšího průběţného času výroby.
3. Znázornění budoucího stavu
Po rozboru současného stavu zjistíme místa s největším plýtváním a na základě toho stanovíme zlepšení v daných místech výrobního procesu (menší skladovací zásoby, zkrácení doby procesu, způsob přepravy atd.).
Následně sestavíme budoucí mapu materiálového toku a zjistíme o kolik se nám poţadovaný poměr časů přidávajících a nepřidávajících hodnotu zvýšil. Zhodnotíme, jestli jsme s výsledkem spokojeni či nikoli. V případě nespokojenosti můţeme hledat v mapě další moţná zlepšení a zkusit jejich implementaci do další mapy budoucího stavu.
4. Realizace
Z navrhovaných budoucích stavů se vybere ten, o kterém se domníváme, ţe bude nejlépe fungovat a provede se jeho následná realizace ve výrobním procesu.
2.7 Metoda 5S
Metoda 5S, stejně jako většina nástrojů štíhlé výroby, byla vyvinuta v Japonské firmě TOYOTA a je tedy součástí TPS (Toyota Production System). TPS tvoří ucelený systém pro zlepšení postavení podniku na trhu. Hlavním cílem je zaměření na efektivnost výroby a kvalitu výrobků. Metoda 5S stejně jako většina metod TPS pro zavádění štíhlé výroby se během druhé poloviny 20. století dostávala do podniků v USA i Evropě.[12]
Metoda 5S je základním kamenem kaţdého štíhlého systému. Štíhlé pracoviště je takové pracoviště, na kterém se nachází pouze to, co je potřebné a to na místech která jsou k tomu přesně určená. Na pracovišti se tedy nacházejí pouze ty předměty, které přidávají hodnotu výslednému výrobku. Jedná se tedy o odstranění nepotřebných předmětů a věcí z pracoviště, udrţování pořádku na pracovišti, standardizaci uspořádání a organizace pracoviště. Velice důleţitý je také fakt, aby pracoviště bylo uspořádáno podle poţadavků pracovníků.
Proč se metoda nazývá 5S
Tento nástroj štíhlé výroby se skládá ze základních pěti kroků (obr. 2.4), které vedou k eliminaci plýtvání na pracovišti. Jak jiţ bylo zmíněno metoda 5S byla vyvinuta v Japonské firmě TOYOTA a název symbolizuje začáteční písmena pěti kroků: 1.Seiri, 2.Seiton, 3.Seiso, 4.Seiketsu, 5.Shitsuke.
Obr 2.4:Metoda 5S [13]
2.7.1. Krok SEIRI (setřídění):
Prvním krokem je setřídění, coţ znamená odstranit z pracoviště všechny předměty, které nejsou nutné pro současnou práci na pracovišti.
Cílem prvního kroku je oddělit poloţky, které:
musí být na pracovišti (ponechat na pracovišti),
nemusí být na pracovišti (najdeme vhodné skladovací místo),
nemají být na pracovišti (odstranit z pracoviště).
Největší problém v tomto kroku nastává u předmětů, u kterých si nejsme přesně jisti, jak často jsou pouţívané a zda mají být odstraněny nebo nikoliv. Proto se zavádí označování červenými visačkami (obr. 2.5), coţ je jednoduchá metoda pro identifikaci potenciálně nepotřebných předmětů v podniku. Pro efektivní zavedení označování červenými visačkami musí být vytvořena červená zóna, pro skladování předmětů označených červenými visačkami, které vyţadují další ohodnocení. Kaţdý podnik si sám určuje, jaká nezbytná data jsou uvedena na červených visačkách, důleţitá pro další identifikaci předmětu. Z pravidla nesmí chybět tyto tři základní údaje: uţitečnost předmětu pro provedení práce, četnost pouţití, a mnoţství předmětu pro provedení práce. Po určitém časovém úseku, jehoţ délku si nastavuje kaţdý podnik individuálně, se provádí vyhodnocení. Z údajů jsme následně schopni rozeznat potřebné a nepotřebné předměty a jejich optimální mnoţství.
Obr. 2.5: Červená visačka [15]
2.7.2. Krok SEITON (uspořádání):
Cílem druhého kroku je najít vhodné místo pro uloţení předmětů, které jsme vytřídili v prvním kroku. Kaţdou poloţku musíme uspořádat tak, aby ji mohl kdokoliv:
snadno vzít,
pouţít,
vrátit na své místo.
Uspořádání se skládá ze dvou částí. V první části se zabýváme rozhodnutím, týkající se vhodných umístění předmětů. Při tomto rozhodování jsou důleţité dvě zásady: jak předměty skladovat a ekonomika pohybu pracovníků. V druhé části se zabýváme identifikací nejlepších umístění, která určíme z hlediska ekonomie, ergonomie a frekvence pouţívání (často a občas pouţívané). Identifikaci provádíme proto, aby bylo na první pohled vidět, zda je daný předmět na svém místě a v poţadovaném mnoţství, a to pomocí čtyř druhů značení: značení štítky, nátěrem, barevným kódováním a označením hranice předmětu (obr. 2.6).
Tento krok je velmi důleţitý, protoţe odstraňuje mnohé druhy plýtvání v podniku.
Obr. 2.6: Značení pomocí štítků a nátěru.[14]
2.7.3 Krok SEISO (úklid):
Ve třetím kroku je třeba definovat oblasti, které je potřebné v rámci místa pracoviště uklízet.
Rozdělíme místa pracoviště na oblasti tymů, které budou mít na starosti jen svou oblast, a definujeme:
Co je třeba uklízet?
Kdo bude tuto činnost vykonávat?
Kdy a jak často?
Jaké prostředky k tomu budou potřebovat?
Při úklidu bychom měli vyhledávat zdroje znečištění a pracovat na jejich odstranění. Důleţitou myšlenkou je, ţe úklid a čištění je formou kontroly.
2.7.4 Krok SEIKETSU (standardizace):
Čtvrtým krokem je standardizace, která je dopadem správného zachování prvních tří kroků - třídění, zavedení pořádku a čistota. Základním cílem standardizace je zabránit problémům v prvních třech krocích, z jejich zavedení udělat denní zvyk a zajistit, ţe všechny tři kroky jsou udrţovány v plně zavedeném stavu.
Zavádění standardizace se skládá ze dvou částí:
1.část:
Vztahuje je s k vytvoření návyku dodrţování z třídění, nastavení pořádku a čistoty. Třemi kroky v tomto procesu jsou: 1) přidělení zodpovědnosti za pracovní úkoly prvních třech kroků 5S; 2) zavedení povinností prvních třech kroků 5S do pravidelných pracovních činností; 3) kontrola dodrţování prvních třech kroků 5S. Při dodrţování podmínek prvních třech kroků 5S musí kaţdý vědět, za co je přesně zodpovědný a kdy, kde a jak má co provádět.
2.část:
Jedná se o převedení konceptu standardizace na další úroveň: prevence. Abychom standardizaci převedli na vyšší úroveň, musíme se ptát ,,proč?". Proč se (i přes procedury třídění) hromadí nepotřebné předměty? Proč se nástroje (i přes procedury nastavení pořádku) vracejí zpět nesprávně? Proč se podlahy (i přes procedury čistoty)
zašpiní? Kdyţ se opakovaně ptáme ,,proč", nakonec najdeme zdroj problému a můţeme ho výrazně zlepšit i případně odstranit.
Dokonalé setřídění
Dokonalá standardizace
+
= Dokonalé uspořádání
+
Dokonalý úklid
2.7.5 Krok SHITSUKE (sebedisciplína):
Pátý krok, sebedisciplína, znamená vytvořit ze spolehlivého dodrţování správných procedur dlouhodobý návyk. Bez ohledu na to, jak dobře jsou zavedeny první čtyři kroky 5S, nebude dlouho systém 5S fungovat bez závazku vůči jeho zachování.
Na rozdíl od prvních čtyř kroků 5S, pátý krok nemůţe být zaveden pomocí mnoha technik, ani jej nejde změřit. Avšak můţou vedoucí pracovníci a společnost vytvořit podmínky nebo skladby, které pomohou zachovat závazek vůči zavádění 5S.
Některé nástroje podporující zachování 5S ve společnosti:
Slogany 5S.
Plakáty 5S.
Příručky.
Fotografie a příklady pracovišť kde je jiţ 5S zavedeno.
Prohlídky oddělení kde je jiţ 5S zavedeno.
[14], [15]
3 PRAKTICKÁ ČAST
Tato část bakalářské práce se zabývá zefektivněním pracoviště montáţe elektroskříní, zavedením metody 5S a odhalením a následnou redukcí, případně úplnou eliminací zdrojů plýtvání ovlivňujících toto pracoviště. Vyuţívá zde postupu metody DMAIC, která se pouţívá k řešení problémů a k zavádění nových změn.
3.1 Představení firmy GEA LVZ Liberec a.s
GEA LVZ,a.s. je od roku 1992 součástí nadnárodního koncernu GEA.
Prostřednictvím obchodních zastoupení GEA dodává své výrobky do celé Evropy.
V libereckém závodě se vyrábějí decentrální zařízení pro ohřev, chlazení, zvlhčování, odvlhčování a filtraci atmosférického vzduchu. Dále je výrobcem a dodavatelem systémů pro čisté prostory.
3.2 Definování cílů
Před analýzou montáţe a výrobního procesu elektroskříní se stanovily tyto cíle:
1)Zavedení 5S na pracovišti montáţe elektroskříní.
Cílem zavedení 5S na pracovišti montáţe je dosáhnout větší efektivity práce. A to zpřehledněním pracoviště, jeho uspořádáním a zavedením standardizace.
2)Eliminace neproduktivních činností (plýtvání) v procesu montáţe.
Pomocí analýzy montáţe odhalit, jednotlivá plýtvání a pokusit se o jejich redukci popřípadě úplnou eliminaci.
3)Sníţení zásob rozpracované výroby.
Na základě analýzy výrobního procesu elektrosříně, navrhnout způsoby odstranění nadměrných zásob rozpracované výroby týkající se montáţe.
3.3 Popis pracoviště: pneumatickými šroubováky na balancerech, pouţívanými pro kompletaci
elektroskříní. Ţlutou čarou je označena expediční zóna pro odkládání palet se zkompletovanými elektroskříněmi.
Obr 3.1: Rozmístění dílny s pracovištěm montáţe elektroskříní
Obr. 3.2: Vysoký regál B Obr. 3.3: Pracovní stůl
Obr. 3.4: Nízký regál A
1 2
3 1
2 3
3.4 Analýza současného stavu
Pro analýzu současného stavu pracoviště byly vybrány jako nástroje: spagetti digram, metoda VSM, mapa toku materiálu dílnou, přímé pozorování a zaznamenání časů jednotlivých operací na montáţi elektroskříní.
Vzhledem k tomu, ţe na pracovišti se montuje 12 druhů elektroskříní bylo předem nutné vybrat vhodného reprezentanta, coţ bylo provedeno na základě spotřeby elektroskříní ve firmě za rok 2010 (viz. tab. 1), která byla poskytnuta z informačního systému firmy.
Tab. 1: Spotřeba komponent v roce 2010
Typ elektroskříně Spotřeba
v roce 2010 Podíl minulém roce měla jednoznačně největší spotřebu, a to více jak dvojnásobnou o proti druhé v pořadí MATRIX 4002 MIT IO. Jelikoţ montáţ všech typů je velmi podobná, a dá se tedy předpokládat, ţe výsledky a problémy u ostatních typů budou obdobné, zabývá se práce dále pouze typem MATRIX 3003.
3.4.1 Mapa hodnotového toku (VSM)
Cílem bylo pomocí metody VSM odhalit zdroje plýtvání ovlivňující pracoviště montáţe elektroskříní, a to především plýtvání v nadměrných zásobách rozpracované výroby. K sestavení mapy hodnotového toku byly potřebné informace časů T/A a C/T dodány z informačního systému, a to z evidence operací pro poslední
dokončenou zakázku. Aktuální stav zásob mezi pracovišti a ve skladech byly fyzicky spočítány k datu 3.3 2011.
Z mapy hodnotového toku (viz příloha č. 2) je jasně vidět veliké mnoţství zásob rozpracované výroby ve formě plechových skříní. To je způsobeno přesunutím pracoviště montáţe elektroskříní z německé firmy GEA v prosinci minulého roku.
Ve firmě se vytvořilo předzásobení pro plánovanou odstávku, které se ve všech poloţkách nepodařilo dosud zpracovat. Dalším a asi hlavním důvodem je systém tahu a také to, ţe sklad pro plechové skříně a montáţ elektroskříní jsou v jiné budově neţ pracoviště pro výrobu plechových skříní. Coţ je celkem problematické s ohledem na čas a finance, protoţe montáţ vytápěcí jednotky, pro kterou jsou elektroskříně určeny, je umístěna opět v budově č. 52 jako pracoviště pro výrobu plechových skříní.
3.4.2 Mapa toku materiálu dílnou
Pomocí této mapy bylo analyzováno aktuální rozmístění jednotlivých pracovišť na dílně. Do layoutu byl zakreslen tok materiálu dílnou, jak prochází pracoviště, po pracovišti neţ opět odejde z dílny.
Obr. 3.5: mapa toku materiálu dílnou Postup toku materiálu dílnou:
1.Materiál je přivezen na paletovém vozíku a uskladněn do regálu číslo1.
2.Materiál je vkládán do osazovací linky.
3 4
5
6
8 7 1
2
3.Materiál prochází osazovací linkou a je uskladněn v regálu číslo 2.
4.Materiál je vkládán do pájecí THT linky.
5.Materiál prochází pájecí THT linkou a je převezen k pracovišti testování.
6.Materiál prochází pracovištěm testování a potom je převezen k pracovišti montáţe.
7.Materiál prochází pracovištěm montáţe a následně umístěn do expediční zóny.
8.Materiál je dopraven z expediční zóny do haly č.52 k montáţi jednotky.
Toku materiálu dílnou a uspořádání jednotlivých pracovišť není v podstatě téměř co vytknout. Materiál koluje po obvodu dílny, nikde nejsou nějaké zbytečné smyčky, kříţení nebo vracení se materiálu nazpět apod. To vyplývá z faktu, ţe výroba celé dílny byla přesunuta, jak jiţ bylo napsáno výše v prosinci 2010 z německé firmy GEA. Tudíţ se pracovníci snaţili o co nejlepší rozmístění jednotlivých pracovišť s ohledem na zbytečné manipulace a kříţení se cest materiálu.
3.4.3 Pozorování
Pro určení souhrnu všech činností pracovníka na pracovišti montáţe elektroskříní, bylo provedeno pozorování po dobu montáţe výrobní dávky 40 kusů elektroskříní MATRIX 3003, tzv. snímek pracovního dne (viz příloha č. 3).
Ze snímku byl sestaven podrobný popis montáţe jednoho kusu elektroskříně MATRIX 3003. (tab. 2)
Tab. 2: Popis montáţe jednoho kusu elektroskříně.
Krok Popis práce čas(s)
1 Předmontáž kabelové lišty (lišta + přišroubovat 4ks ok po 2ks šroubů) 45 2 Příprava REP-vypínače, šroubuje 2x propojku + 3 vodiče 95 3 Vezme z palety vedle stolu první skříň, položí na stůl 10
10 Nasadí sloupky(6 ks) pro uchycení karty 3000CC 22
11 Nasadí kartu 3000 CC, uzavře sloupky 24
12 Vloží REP-vypínač, přišroubuje (2 šrouby) a sestaví knoflík 95 13 Propojí vodiče 3. fází od REP-vypínače na desku 3003 PS 22
12 Vloží REP-vypínač, přišroubuje (2 šrouby) a sestaví knoflík 95 13 Propojí vodiče 3. fází od REP-vypínače na desku 3003 PS 22