En tidsstudie, planering och schemaläggning av verksamheten
på ett företag inom plastindustri med medicinska krav
Författare: Danijel Buljat Handledare: Peter Berling
Hanna Ingesson
Sammandrag
Nolato Meditech AB befinner sig i en expansiv fas och har en erfarenhetsbaserad kunskap om hur mycket bemanning dess olika produkter kräver. Tillkomsten av nya produkter ställer ökade krav på arbetskraften och för att underlätta planeringen vill Nolato ha större insikt i bemanningsgraden som de olika produkterna kräver. Syftet med studien är att kartlägga alla aktiviteter som kan kopplas till en produkt och därefter ta fram en process med vilken aktiviteternas operationstider kan utvinnas. Vidare ska en process tas fram med vilken utnyttjandegraden för maskin- och personalkapacitet maximeras. Studien är en fallstudie som genomförts med en deduktivt kvalitativ metodik. Studien drar slutsatsen att självrapportering är ett enkelt och resurssnål metod att ta fram operationstider på. Vidare drar studien slutsatsen att utifrån syftena så lämpar sig en takplaneringsbaserad körplan väl. Någon av prioriteringsreglerna kortast respektive längst operationstid först föreslås, dock så konstateras att ett större urval av orderutsläpp behövs för att kunna dra statistiskt säkerställda slutsatser. Schemaläggningen på detaljnivå avslöjade en varierande beläggning under dagens lopp där tidpunkterna för kontroller och mätningar hade hög belastning. Det föreslås att kontroller och mätningar hålls på olika tidpunkter för olika produkter för en jämnare beläggning.
1 Introduktion
Nolato MediTech AB är ett företag som utvecklar och tillverkar polymera produkter inom medicinteknik och läkemedel. Företaget befinner sig just nu i en expansiv fas och flera nya produkter kommer att adderas till produktionen under den närmsta tiden. Detta ställer krav på arbetskraften och för att underlätta planeringen önskar man få en bättre uppfattning om hur mycket arbetskraft de olika produkterna kräver.
Utifrån beskrivningen av problematiken som Nolato står inför fanns det en efterfrågan från deras sida att ta fram ett verktyg som kan ge en bild av bemanningsgraden för olika produkter. Vidare fanns det även en önskan om att utnyttja befintliga resurser på bästa sätt. Efter dessa önskemål blev syftet med studien följande:
Kartlägg varje produkts understödjande aktiviteter från tillverkning till färdigpackad produkt.
Ta fram en process med vilken operationstiden för alla aktiviteter som kan kopplas till en viss produkt erhålls.
Ta fram en process för hur schemaläggning av arbetet bör göras för att utnyttja maskinkapaciteten så mycket som möjligt och få en så hög utnyttjandegrad av operatören som möjligt.
Metoden som användes i studien är en deduktiv fallstudie. I sektion 2 redogörs för kartläggningen av produktionen samt Nolatos nuvarande verkstadsplanering. I sektion 3 presenteras teori inom tidsstudier samt schemaläggning. I sektion 4 tas processer fram för genomförande av tidsstudier samt optimal planering och schemaläggning. I sektion 5 presenteras studiens slutsatser samt förslag till fortsatt forskning.
2 Empiri
2.1 Kartläggning av aktiviteter
Flera olika produkter undersöktes men då samtliga hade mer eller mindre likartat förfarande räckte det med att beskriva den generella processen.
Förberedelse – För samtliga produkter inleds varje ny order med att operatören förbereder sig för denna genom att notera batch-nummer, verktygsnummer och maskinnummer. Därefter förbereder operatören dokumentationen som hör till ordern samt startar upp maskinen i produktionen. Dessa aktiviteter tar mer eller mindre lika lång tid för alla produkter.
Produktion – När produktionen startats så består operatörens arbetsuppgifter av att tömma av de maskiner vars emballage har fyllts med plastdetaljer samt med jämna mellanrum, var fjärde timme, plocka prover av dessa plastdetaljer och kontrollera dessa visuellt. Två timmar senare kontrolleras dessa prover med mätutrustning, en så kallad mätning, så att plastdetaljerna uppnår den kvalitet som kund efterfrågar. Därutöver tillverkas nya emballage efter behov och fulla pallar skickas ut på lager.
Avslut – När ordern är färdig plockas ett sista prov och maskinens värde för antalet tillverkade detaljer läses av innan maskinen stängs ner. Det plockade provet
kontrolleras visuellt och en kontrollblankett signeras. Slutligen, när den sista mätningen gjorts, samlas alla prover som plockats under orderns gång och arkiveras tillsammans.
2.2 Verkstadsplanering
För tillfället släpps order ut i verkstaden utifrån planerade starttidpunkter vilket innebär att materialplaneringen är styrande för hur orderutsläpp sker. Arbetsledaren sköter sedan körplaneringn och väljer utifrån erfarenhet, underhåll och arbetsstyrka i vilken ordning order ska gå i produktion.
Maskiner i produktionen anses ha överkapacitet och hänsyn till dessa behöver ej tas då det är operatören som anses vara den begränsande faktorn. Med bakgrund till detta kommer fokus ligga på att utnyttja operatörskapaciteten fullt ut.
3 Teori
3.1 Teori för tidsstudier
En tidsstudie är en av flera tekniker som används för att ta fram standardiserade operationstider på aktiviteter. Dessa genomförs oftast av en erfaren tidtagare vars uppgift är mäta tiden det tar att utföra aktiviteten samt subjektivt bedöma vilken arbetstakt operatören håller. Det anses finnas två orsaker till ändring i arbetarens arbetstakt, frivillig ändring och ofrivillig ändring av arbetstakten. Där den ofrivilliga ändringen beror på minskad kapacitet för arbete i form av t.ex. utmattning. Tiden för aktiviteten, bedömningen av arbetstakten samt hänsyn till den ofrivilliga ändringen av arbetstakt utgör grunden för standardtiden som tas fram för operationerna. Två villkor måste uppfyllas vid en tidsstudie; det första är att operationen har blivit standardiserad och det andra är att operationen utförs på rätt sätt och av en tränad och erfaren
operatör (Dudley, 1968).
Dudleys undersökningar av hur mycket arbete en arbetare genomför under en dag visade att arbetaren håller en konsekvent takt under dagen. Den sadelformade output-kurvan över det dagliga arbetet, som genomförda undersökningar visade, kunde istället förklaras av att det förekom personliga tidsfördröjningar så som toalettbesök samt operativa tidsfördröjningar så som maskinstopp under dagens lopp (Dudley, 1968).
3.2 Teori för planering och schemaläggning
Det finns flera nivåer av planering och i denna studie ligger fokus på den kortsiktiga planeringen vilket innebär att framförallt på verkstadsplaneringen och
detaljschemaläggningen har undersökts i studien.
För att erhålla en effektiv produktion måste det finnas en balans mellan tillgänglig tillverkningskapacitet och aktuella orders kapacitetsbehov. Detta uppnås genom att styrningen av orderutsläpp samt körplanering utförs på ett adekvat sätt.
Styrning av orderutsläpp innebär att det bestäms vilken tillverkningsorder som ska släppas ut till verkstad. Syftet med körplanering är att se till att de order som planeras kommer ut i produktion och blir klara inom den satta leveranstiden. Körplaneringen kan utföras på en rad olika sätt beroende på vilka mål som finns på anläggningen (Mattsson & Jonsson, 2003).
Körplanen som tas fram kan sedan styras i detaljnivå genom att bryta ner dagen i tidsfönster. Med hjälp av teori för schemaläggning kan varje jobb ges en processtid p, utgivningsdatum r samt förfallodatum d (Pinedo, 2008). Denna information kan sedan användas till att schemalägga varje aktivitet som hör till en produkt.
4 Analys
4.1 Process för genomförande av tidsstudie
Att genomföra en konventionell tidsstudie med tidtagarur så som det har beskrivits i teorisektionen var inte möjligt pga. arbetets omfattning. Detta ledde till att en ny
process för tidsinsamling fick utformas. En jämförelse mellan konventionella tidsstudier och självrapportering som genomfördes på ett sjukhus visade att självrapportering fungerar bra för att bedöma arbetsbelastningen under en dag men att det fungerar mindre bra när tiden för en viss aktivitet ska tas fram. Detta ansågs bero på att
arbetarna har olika definition på vad som omfattar en aktivitet (Burke et al., 2000). Om detta problem kan kringgås så skulle självrapportering vara en enkel metod att
genomföra tidsstudier på och studien inspirerade till framtagandet av en ny blankett för självrapportering.
Ta fram en blankett för självrapportering
Blanketten har tagits fram med hänsyn till samma faktorer som konventionella
tidsstudier tar hänsyn till. Grundidén är att låta fenomenet som observeras, operatören, observera sig själv och därför måste också denna observation vara så enkel som möjligt att utföra. Faktorer som tagits hänsyn till vid utformandet av processen är arbetstakt, kompenserande avslappning, karaktären av prestanda och utformning av blanketten. Arbetstakt – kan med självrapportering inte bedömas då det anses svårt för arbetaren att bedöma detta på sig själv. Istället kan arbetstakten tas fram genom att rita upp ett histogram för alla tider som tagits på samma aktivitet och arbetare. Ju mer positivt sned normalfördelningen är desto högre är arbetstakten.
Kompenserande avslappning – Ingen hänsyn har tagits till denna faktor i tiderna då även detta är en subjektiv bedömningsfaktor. Istället hänges en procentandel av det totala arbetsskiftet till främst personliga behov. Hur stor denna del blir kommer vara upp till Nolato.
Karaktären av prestanda – Eftersom Dudley visade att arbetstakten var konsekvent under dagen behöver ingen hänsyn tas till vilken tid på dagen självrapporteringen genomförs.
Utformning av blankett – För att kringgå problemet som identifierades i tidigare studier av självrapportering så kommer det under varje aktivitet i blanketten tydligt belysas vilka delmoment som ingår i aktiviteten. Eftersom urverk är tillgängliga överallt så behöver arbetaren endast fylla i klockslaget, i timmar och minuter, då denne påbörjar en aktivitet samt klockslaget då denna avslutat en aktivitet. Blanketten kan skickas ut i flera omgångar och en blankett används per order och person.
Den främsta fördelen med föreslagen metod är att den bygger relationer mellan
arbetsgivare och arbetare samt att arbetsgivaren tydligt signalerar förtroende och tillit gentemot sina arbetare. En nackdel är att det finns risk för att tider medvetet överdrivs eller att arbetarna saknar motivation att genomföra självrapporteringen. Det första problemet kan lösas genom att låta arbetsledarna, som har en bra idé om hur lång tid en aktivitet tar, se över tiderna. Det andra problemet kan endast lösas genom att
säkerställa att arbetarna har incitament att genomföra tidsstudien. Resultaten av metoden har inte jämförts mot andra metoder och därmed har metodens prestanda ej utvärderats.
4.2 Process för optimal schemaläggning
Eftersom tillverkning sker mot lager behöver inte leveranstider tas någon hänsyn till utan fokus ligger på att utnyttja befintliga operatörer så mycket som möjligt. Efter genomförande av tidsstudie erhölls kunskap om bemanningsgraden för produkter och med hänsyn till företagets mål så rekommenderas i framtiden ett kapacitetskontrollerat orderutsläpp för att på så sätt öka utnyttjandegraden av operatörer.
Vidare rekommenderas med tanke på företagets mål en takplaneringsbaserad körplan där hänsyn tas till det kapacitetstak som arbetsstyrkan innebär. Prioriteringsreglerna längst operationstid först respektive kortast operationstid först användes för att
bestämma vilka produkter en operatör ska ansvara för. Detta innebär att de produkter med högst eller lägst bemanningsgrad kommer att tilldelas operatören först, beroende på vilken regel som används. Den regel, av de två reglerna, som genererade högst utnyttjandegrad över hela veckan användes. Innan någon av reglerna kan användas måste reglernas prestanda utvärderas. Detta gjordes genom att jämföra reglernas utnyttjandegrad mot den bästa möjliga körplanen på ett urval av orderutsläpp. I studien visade sig kortast operationstid först ge en utnyttjandegrad i par med de bästa
kombinationerna av körplan. Då urvalet av orderutsläpp som studien genomfördes på var litet kunde resultatet tyvärr inte säkerställas statistiskt.
När en körplan hade valts utifrån någon av prioriteringsreglerna återstod sedan att i detalj schemalägga aktiviteterna. Schemaläggningen inspirerades av monteringslinjer på så sätt att dagen delades in i tidsfönster. Därefter schemalades aktiviteterna på tidsfönstren efter de begräsningar som finns för de olika aktiviteterna. Varje tidsfönster är 15 minuter långt och operatörens utnyttjandegrad över varje fönster togs fram vilket möjliggör en åskådligöring av operatörens belastning över dagens lopp.
5 Slutsats
Studien har haft tre huvudsyften och var och en av dessa har försökt att uppnås i rapporten. Följande slutsatser kopplade till varje delsyfte har dragits:
1. Kartlägg varje produkts understödjande aktiviteter från tillverkning till färdigpackad produkt.
De olika produkternas delmoment identifierades och grupperades i aktiviteter. 2. Ta fram en process med vilken operationstiden för alla aktiviteter som kan
kopplas till en viss produkt erhålls.
Processen baseras på tidigare teori inom området med modifikationen att operatören själv är observatör istället för, som tidigare, en utomstående part. Metoden ingjuter förtroende och tillit mellan arbetstagare och arbetsgivare och bör gå väldigt bra ihop med den lean filosofi som råder på Nolato. Metodens resultat har ej jämförts mot andra metoder.
3. Ta fram en process för hur schemaläggning av arbetet bör göras för att utnyttja maskinkapaciteten så mycket som möjligt och få en så hög utnyttjandegrad av operatören som möjligt.
Det visade sig att maskinerna har överkapacitet och syftet blev istället att utnyttja operatörers kapacitet så mycket som möjligt genom att hitta en körplan som uppnår detta. En takplaneringsbaserad körplan lämpar sig väl utifrån studiens syfte. Någon av prioriteringsreglerna kortast respektive längst operationstid först föreslås men då det undersökta urvalet varit för litet kan inga kan inga statistisk säkerställda slutsatser dras kring detta. Det insågs även att för att få en hög utnyttjandegrad av personalen över hela veckan är det viktigt att hantera orderutsläppen så att produktionen hålls sysselsatt veckan ut. Schemaläggningen på detaljnivå avslöjade att operatörerna på Nolato har som högst beläggning vid tidpunkten för kontroller och mätningar och det föreslås att kontroller och mätningar hålls på olika tidpunkter för olika produkter.
Förslag till fortsatt forskning
Djupare studier hade behövts göra för att utvärderar självrapporteringens prestanda gentemot konventionella tidsstudier. Vidare hade fortsatt undersökning behövt genomföras kring när den föreslagna metoden lämpar sig väl och när den är mindre lämplig att nyttja.
