Leans applicerbarhet på företag där produktionen karaktäriseras av hög variation och låg volym
En fallstudie på Valmet AB
Leans applicability to companies where the production is characterized by high variety and low volume
A case study at Valmet AB
Antonia Hallstensson & Adam Helsing
Fakulteten för hälsa, natur- och teknikvetenskap Civilingenjör, industriell ekonomi
30hp
Handledare: Per Norling & Leo De Vin Examinator: Mikael Johnson
2014-06-03 1
1
Sammanfattning
Organisationer ställs kontinuerligt inför allt större utmaningar som globalisering, ökad konkurrens och ökade kundförväntningar. En av de mest framgångsrika metoderna för att hantera dess utmaningar är att implementera lean i verksamheten. Trots att lean har fått stor spridning inom tillverkningsindustrier har spridningen till företag där produktionen karaktäriseras av hög variation och låg volym (HVLV-företag) varit begränsad.
En del forskare hävdar att lean är möjligt att applicera på dessa typer av industrier medan andra forskare menar att lean har en begränsad tillämplighet inom HVLV-företag. Med denna bakgrund har syftet med examensarbetet varit att med hjälp av två fallstudier på gjuteriet på Valmet AB belysa möjligheten att applicera lean på HVLV-företag. Frågeställningarna som utretts är vilka problem som kan uppstå vid införandet av lean för HVLV- företag samt om värdeflödesanalys är ett lämpligt verktyg för att implementera lean i denna typ av företag. Dessutom undersöktes vilka förbättringar och ekonomiska fördelar en värdeflödesanalys kan leda till för ett HVLV-företag.
Efter examensarbetets genomförande kan följande resultat presenteras:
Ju högre variation och lägre volym desto svårare är det att implementera lean.
Problemet är att ju högre variationen är desto svårare är det att kartlägga processerna och på så sätt identifiera slöserier. Även om det inte alltid går att genomföra en komplett värdeflödesanalys är det en bra utgångspunkt för att implementera lean. Värdeflödesanalyser kan användas till att uppskatta ett nuvarande tillstånd vilket är nödvändigt för att sedan kunna presentera förbättringar utifrån ett leanperspektiv. Värdeflödesanalys kan således leda till ekonomiska fördelar till följd av att processerna blir effektivare. Exempelvis ökar produktiviteten och tillverkningsgraden då flaskhalsar elimineras. Dock leder HVLV-produktion till att förenklingar och antaganden måste göras. I takt med att variationen ökar och volymen minskar måste andelen förenklingar och antaganden öka. Trots de problem som uppstår när lean ska implementeras på HVLV-företag är lean ett bra verktyg för att effektivisera produktionen. Med hjälp av värdeflödesanalys kan icke-värdeskapande processer elimineras samt att de värdeskapande och nödvändiga men icke- värdeskapande processerna kan effektiviseras. Detta gör att produktionen blir mer effektiv och därför är lean ett bra verktyg att applicera på HVLV-företag.
Nyckelord: HVLV, Lean & Värdeflödesanalys
2
Abstract
Organizations are constantly facing increasing challenges like globalization, increased competition and increased customer expectations. One of the most successful methods for dealing with these challenges is to implement lean production in the organization. Despite the fact that lean production has been widely adopted in manufacturing industries, the adoption of lean production by companies where the production is characterized by high variety and low volume (HVLV companies) has been limited. Some researchers argue that lean is possible to apply to these types of industries while other researchers argue that lean has limited applicability within HVLV companies. With this background, the aim of the thesis was to illustrate the possibility of applying lean in HVLV companies by using two case studies in the foundry at Valmet AB. Our research questions investigate what problems that can arise when implementing lean in HVLV companies and if value stream mapping is a suitable tool for implementing lean in this type of business. Moreover the research questions investigate what improvements and economic benefits value stream mapping can lead to for HVLV companies.
After completion of the thesis, the following results are presented:
As the variation increases and the volume decreases, the more difficult it is to implement lean. The problem is that the higher the variation is, the more difficult is it to identify the processes and thus identify waste. Although it is not always possible to implement a complete value stream mapping, it is a good start for lean implementation. Value stream mapping can be used to estimate the current state, which is necessary in order to be able to present improvements from a lean perspective. Value stream mapping can thus lead to economic benefits as a result of more efficient processes. Increased productivity and efficiency due to eliminated bottlenecks is one example of economic benefits. However, HVLV production implies that simplifications and assumptions must be implemented. As the variation increases and the volume decreases the required percentage of simplifications and assumptions increase. Despite the problems that arise when lean is implemented in HVLV companies, lean is a great tool to streamline production. By using value stream mapping, non- value adding processes can be eliminated and necessary but non- value adding processes can be streamlined. This will make production more efficient and therefore lean is a good tool to apply on HVLV companies.
Keywords: HVLV, Lean & Value Stream Mapping
3
Förord
Med detta examensarbete avslutar vi vår civilingenjörsutbildning i industriell ekonomi vid Karlstads universitet. Efter en spännande och lärorik vår då vi utfört examensarbetet på gjuteriet på Valmet AB i Karlstad har vi nått utbildningens slut.
Vi skulle vilja passa på att tacka de anställda på gjuteriet som varit väldigt tillmötesgående och hjälpsamma. Ett särskilt tack vill vi ge till vår handledare Ola Jonsson på Valmet AB som har varit stöttande och till stor hjälp under examensarbetets gång. Stort tack till våra handledare Per Norling och Leo De Vin vid Karlstads universitet som har delat med sig av sina tankar och idéer som varit till stor hjälp och inspirerat oss att göra vårt bästa. Vi vill även tacka Patrik Sandberg för samarbetet under examensarbetets genomförande.
Till sist hoppas vi att examensarbetet kommer till användning, både för Valmet AB och liknande HVLV-företag men också för framtida forskning.
Karlstad, juni 2014
Antonia Hallstensson & Adam Helsing
4
Innehållsförteckning
Sammanfattning ... 1
Abstract ... 2
Förord ... 3
1. Inledning ... 9
1.1. Bakgrund ... 9
1.2. Problemformulering ... 11
1.3. Syfte ... 12
1.4. Kort företagsbeskrivning ... 12
1.5. Examensarbetets struktur ... 14
2. Metod ... 16
2.1. Fallstudier ... 16
2.1. Litteraturstudie ... 17
2.2. Datainsamling inom fallstudierna ... 18
2.2.1. Observationer... 19
2.2.2. Intervjuer ... 20
2.2.3. Mätningar ... 21
2.2.4. Enkätundersökning ... 22
2.3. Avgränsningar ... 23
3. Teori ... 25
3.1. Lean ... 25
3.2. Värdeflödesanalys ... 25
3.3. 5S ... 27
3.4. De sju slöserierna ... 28
4. Empiri ... 30
4.1. Gjuteriet på Valmet AB ... 30
4.2. Motorblock ... 31
4.3. Processflödet motorblockstillverkning ... 32
4.3.1. Sandkärntillverkning ... 32
4.3.2. Flasktillverkning ... 37
4.3.3. Rensning ... 39
4.3.4. Glödgning ... 42
4.4. Yankeecylindrar ... 43
5
4.5. Processflödet yankeetillverkning... 43
4.5.1. Formning ... 44
4.5.2. Torkning ... 45
4.5.3. Gjutning ... 46
4.5.4. Glödgning ... 47
5. Analys/Resultat ... 48
5.1. Lean/Värdeflödesanalys ... 48
5.2. Förbättringar gjuteriet ... 54
5.3. Förbättringar motorblockstillverkning ... 55
5.3.1. Sandkärntillverkning ... 55
5.3.2. Flasktillverkning ... 60
5.3.3. Rensning ... 62
5.3.4. Glödgning ... 63
5.4. Förbättringar yankeetillverkning ... 63
5.4.1. Formning ... 63
5.4.2. Torkning ... 65
5.4.3. Gjutning ... 66
5.4.4. Glödgning ... 66
5.5. Sammanfattning fallstudie ... 67
6. Slutsats ... 68
6.1. Resultat i relation till tidigare forskning ... 68
6.2. Återknytning till syfte och forskningsfrågor ... 69
7. Avslutande diskussion ... 71
7.1. Validitet och reliabilitet ... 71
7.2. Reflektioner ... 73
7.3. Framtida forskning ... 74
8. Referenser ... 75
9. Bilagor ... 80
9.1. Bilaga 1 – Introduktion till gjuteriteknik ... 80
9.1.1. Ordlista ... 80
9.1.2. Sandformning ... 81
9.1.3. Gjutning ... 81
9.1.4. Rensning ... 82
9.1.5. Kontroll ... 82
6
9.1.6. Glödgning ... 82
9.1.7. Gjutjärn ... 83
9.1.8. Gråjärn ... 84
9.1.9. Segjärn ... 84
9.2. Bilaga 2- Motorblock produktionslinje ... 85
9.3. Bilaga 3 - Yankeecylinder produktionslinje ... 94
9.4. Bilaga 4 - Axmann offert ... 99
9.5. Bilaga 5 – Produktions- och arbetsschema för ett framtida tillstånd med tvåskift för motorblockstillverkning ... 100
9.6. Bilaga 6 – Produktionsschema för nuvarande tillstånd med treskift för motorblockstillverkningen ... 102
9.7. Bilaga 7- Gjuteriets organisationsschema och layout ... 103
9.8. Bilaga 8 – Kostnadskalkyler motorblockstillverkning ... 105
9.9. Bilaga 9 – Konceptutvärdering- och beslutsmatris ... 106
9.10. Bilaga 10 – Exempel på enkätundersökning ... 107
9.11. Bilaga 11 - Exempel på halvstrukturerad intervju ... 108
7
Figurförteckning
Figur 1 - Motorblock. ... 13
Figur 2 – Yankeecylinder. ... 13
Figur 3 - Positioneringsillustration av arbetets litteraturreferens. ... 18
Figur 4 - Panoramabild över gjuteriet. ... 31
Figur 5 - Nuvarande tillstånd vid sandkärntillverkningen. ... 33
Figur 6 - Båren som används för att fylla trämodellerna vid tillverkning av cylinderkärnor. ... 33
Figur 7 - Sandpåfyllning med Axmann1 av luftkanal liggandes på rullband. ... 34
Figur 8 - Blackstationen med stegen. ... 35
Figur 9 - Färdigblackade cylinderkärnor bredvid det svarta plåtskjulet. ... 35
Figur 10 - Färdigblackade och färdigtorkade sandkärnor som väntar i det svarta plåtskjulet innan montering. ... 36
Figur 11 – Sandkärnor monterade i den undre flaskan. ... 36
Figur 12 - Översikt över flasktillverkningen. ... 37
Figur 13 - Trämodellen till den övre flaskan. ... 37
Figur 14 - Sandmixern IMF:en fyller en flaska till motorblocken medan operatörer rammar sanden. ... 38
Figur 15 - Översikt över flasktillverkningen. Den gula IMF:en ses till vänster av bilden och flaska A, B och den gamla sandmixern ses på höger sida om hålet i marken. ... 39
Figur 16 - Urslagning av motorblock. ... 40
Figur 17 - Området där motorblocken rensas samt blästras. ... 40
Figur 18 - Platå med plats för två motorblock som slipas... 41
Figur 19 - En av urslagningsgroparna på renseriet. Uppe på platån till höger i bild slipas motorblocken. ... 42
Figur 20 – Glödgningsugnen där en färdigglödgad motor syns till höger och en motor som ska glödgas syns till vänster. ... 43
Figur 21 - Glidformen och de två cementformarna som formas innanför kåpan.. 44
Figur 22 - Cementblandare samt den extra sandmixern. ... 45
Figur 23 - Yankeegjutning. ... 47
Figur 24 - Glödgning av en yankeecylinder. ... 47
Figur 25 - Värdeflödesanalys nuvarande tillstånd motorblockstillverkning. ... 50
Figur 26 - Värdeflödesanalys framtida tillstånd motorblockstillverkning. ... 51
Figur 27 – Värdeflödesanalys nuvarande tillstånd yankeetillverkningen. ... 51
Figur 28 - Nuvarande layout vid sandkärntillverkning. ... 56
Figur 29 - Förslag på framtida layout vid sandkärntillverkningen. ... 56
Figur 30 - Investeringskalkyl för ökad produktion från 4 motorer i veckan till 5 motorer i veckan. ... 59
Figur 31 – Nuvarande tillstånd flasktillverkningen. ... 60
Figur 32 - Framtida tillstånd flasktillverkning. ... 61
Figur 33 - Koncept 2. Här byggs den befintliga cementmixern om till en mobil lösning. Med hjälp av denna modifiering kan sedan mixern röra sig på räls mellan de olika groparna. ... 64
Figur 34 – Koncept 3. Det tredje konceptet innehåller en cementmixer som är stationär och fästs med hjälp av bultar i ett fundament i golvet. Cementmixern kan lyftas från ett fundament till ett annat med hjälp av travers. ... 64
8
Figur 35 – Grafittyper (Svensson 1990). ... 83
Figur 36 - Gjutning av motorblock. ... 89
Figur 37 - Skänk som det smälta järnet transporteras i. ... 89
Figur 38 - Fasdiagram för järn och kolekvivalent (Foseco (FS) Limited 2014) ... 90
Figur 39- Axmann offert. ... 99
Figur 40 - Produktionsschema för ett framtida tillstånd med tvåskift för motorblockstillverkningen. ... 100
Figur 41 - Arbetsschema för ett framtida tillstånd med tvåskift för motorblockstillverkningen. ... 101
Figur 42 - Produktionsschema för nuvarande tillstånd med treskift för motorblockstillverkningen. ... 102
Figur 43 - Gjuteriets organisationsschema. ... 103
Figur 44 - Gjuteriets layout. ... 104
Figur 45 - Exempel på enkätundersökning. ... 107
Tabellförteckning
Tabell 1 – Gantt-schema med examensarbetets arbetsgång. ... 16Tabell 2 - Arbetskostnaden för 5 motorer 3-skift. ... 105
Tabell 3 - Arbetskostnaden för 5 motorer 2-skift. ... 105
Tabell 4 – Nuvarande arbetskostnader för 4 motorer 3-skift... 105
Tabell 5 - Konceptutvärderingsmatris. ... 106
Tabell 6 – Beslutsmatris. ... 106
9
1. Inledning
Det här kapitlet är skapat för att ge er läsare en bakgrund till examensarbetet och dess syfte. En inledande text följs av en presentation av tidigare studier inom området och därefter presenteras en beskrivning av syftet med examensarbetet.
1.1. Bakgrund
Det här examensarbetet handlar om ett synsätt, Lean Production, och dess applicerbarhet på företag där produktionen karaktäriseras av hög variation och låg volym (HVLV). 1
Organisationer ställs kontinuerligt inför allt större utmaningar som globalisering, ökad konkurrens och ökade kundförväntningar. Det finns en rad förbättringsmetoder tillgängliga för organisationer som ställs inför dessa utmaningar. En av de mest framgångsrika metoderna är Lean Production (McDonald et al. 2002). Begreppet lean härstammar från Toyota Production System, ett system som utvecklades av Shiego Shingo, Taiichi Ohno och Ejii Toyoda (Monden 1998). Utifrån deras tankar utvecklade och populariserade sedan Womack et al. (2007) lean. Lean är ett logistiskt synsätt som syftar till resurssnålhet. Med detta angreppssätt effektiviseras och elimineras exempelvis onödiga processer, väntetider, överproduktion, lager, transporter och defekter.
Lean begränsas inte bara till aktiviteter som äger rum i tillverkningsfunktionen i ett företag, utan det avser samtliga aktiviteter från produktutveckling och inköp till tillverkning och distribution (Karlsson & Åhström 1996).
Leankonceptet i sig är inte en uppfinning, utan resultatet av en dynamisk inlärningsprocess som anpassade praxis inom bil- och textilsektorn i Japan under senare delen av 1900-talet (Cusumano 1985 ; Fujimoto 1999).
Under de senaste decennierna har lean fått stor spridning inom bilindustrin och även utvidgats till andra tillverkningsindustrier, särskilt industrier med löpandebandtillverkning med låg variation och hög volym (Abdulmalek &
Rajgopal 2007 ; Abdulmalek et al. 2006). Speciellt för bilindustrin menar Wang
& Huzzard (2011) att lean är lämpligt att implementera därför att strategin är att bedriva operativ spetskompetens och målet är att erbjuda marknaden en produkt som optimerar kvalitet/pris-förhållandet.Produktionsvolymerna är ofta höga och det finns en hög grad av produkt- och processtandardisering.
1 I fortsättningen kommer begreppet hög variaton och låg volym benämnas HVLV (high variatey low volume).
HVLV karaktäriseras av att ett flertal produkter tillverkas med samma maskiner, en ojämn efterfrågan och relativt långa och föränderliga processtider (Nasri et al. 2011).
10 Spridningen av lean till processindustrin2 har däremot varit mycket långsammare. Vissa ledare inom processindustrin hävdar att denna industri i sin natur är mer effektiv och att behovet av lean inte är så kritisk. Andra hävdar att införandet av lean blir för omständigt i processindustrin (Abdulmalek & Rajgopal 2007). Enligt Melton (2005) finns det många fördelar för en processindustri att använda sig av lean så som minskade tillverkningskostnader och snabbare leveranstid. Marodin och Saurin (2013) konstaterar att det saknas forskning kring hur metoder för genomförandet av lean skiljer sig åt och om de bör skilja sig åt beroende på variabler som företagets storlek, typ av produkt eller processtyp.
Ser vi så till industrier med hög variation och låg volym (HVLV) har leankonceptet även där fått begränsad tillämplighet (Hines et al. 2004).
Anledningen till detta är att där produceras många olika produkter men till en relativt låg volym (Kallrath 2002). Jina et al. (1997) har identifierat tre faktorer som försvårar leanimplementering inom industrier med HVLV. Den första faktorn är att det inte finns någon tydlig definition av vad HVLV innebär. I och med att det inte finns någon tydlig definition är det svårt att skapa en generell leanimplementeringsmetod för denna typ av företag. Den andra faktorn är att ett HVLV-system upplever mer turbulens3 än ett typiskt lean- tillverkningsföretag. Den tredje faktorn är att företag med HVLV karaktär påverkas starkare av turbulens än ett företag som karaktäriseras av höga standardiserade volymer.
Inom lean är värdeflödesanalys ett centralt verktyg som skulle kunna användas av HVLV-företag, men Braglia et al. (2006) visar att företag med HVLV- produktion består av många olika värdeflöden och att dessa är svåra att kartlägga och följa med hjälp av värdeflödesanalys. Enligt Jina et al. (1997) karaktäriseras produkter som tillverkas i låga volymer av att de är komplexa, tillverkas inom samma fabrik och att företaget tillämpar make-to-order.
Salvador et al. (2002) hävdar att graden av variation är kopplad till volymen. Ju lägre volymen är, desto färre variationer krävs för att produktionen kan anses ha hög variation. Ett flertal artiklar uppmärksammar leans begränsade tillämplighet i HVLV-system. Därför skulle framtida forskning kunna riktas mot leans potentiella tillämpningsområde inom HVLV (Papadopoulou &
Özbayrak 2005).
2 Processindustrin är en typ av tillverkningsindustri som omvandlar råvaror till omonterade produkter under ett kontinuerligt materialflöde (Lager 2002).
3 Turbulens är oföutsägbara händelser som påverkar ett företags processer (Jina et al. 1997).
11 1.2. Problemformulering
Som en sammanfattning kan sägas att leankonceptet är väletablerat inom bilindustrin samt liknande tillverkningsindustrier. Det som saknas är fler undersökningar som styrker eller dementerar påståendet att lean inte är lämpligt att implementera för företag med HVLV. Vi ser här flera intressanta forskningsfrågor, två exempel: Hur fungerar införandet av lean inom HVLV- företag? Är värdeflödesanalys ett lämpligt verktyg för att implementera lean på industrier med HVLV? Forskningsfrågor som de ovan nämnda och den sparsamma publiceringen inom området har väckt vårt intresse. Slomp et al.
(2009) visar genom en fallstudie på ett företaget som tillverkar varierande ledningskomponenter hur lean kan tillämpas på företag med HVLV. Men med undantaget av Slomp et al. (2009), finns det få artiklar publicerade som beskriver praktiska exempel på implementering av lean inom HVLV.
Vi vill i vårt examensarbete gå vidare utifrån de resultat som presenterats av Slomp et al. (2009) men även utifrån resultaten av Braglia (2006), Hines et al.
(2004) och Jina et al. (1997). Braglia et al. (2006) menar att värdeflöden är svåra att kartlägga för företag med HVLV-produktion. Hines et al. (2004) visar att lean har expanderat till företag utanför dess ursprungliga tillämpningsområden inom bilindustrin. De diskuterar dock om lean är det bästa verktyget att använda för att hantera variationer och turbulens, eller om det finns bättre sätt för företag inom sektorer med HVLV. Jina et al. (1997) poängterar tre faktorer som försvårar leanimplementeringen inom HVLV.
Med bakgrund av detta vill vi undersöka om lean är lämpligt att använda inom HVLV så som Slomp et al. (2009) poängterar, trots de problem som nämns av Braglia (2006), Hines et al. (2004) och Jina et al. (1997).
Vår målsättning är att med hjälp av två fallstudier, dels teoretiskt, dels praktiskt, belysa möjligheten att applicera lean på företag som karaktäriseras av HVLV. Vårt forskningsbidrag kan positioneras till gränsområdet mellan företagsekonomi och produktionsstyrning. Vi kommer i vårt examensarbete att använda begrepp och teoretiska modeller från båda ämnena. Ansatsen blir på så sätt tvärvetenskaplig och gränsöverskridande.
12 1.3. Syfte
Syftet är att med hjälp av två fallstudier, dels teoretiskt, dels praktiskt, belysa möjligheten att applicera lean på HVLV-företag. Mer precist kommer följande frågeställningar att behandlas:
Vilka problem kan uppstå vid införandet av lean för HVLV-företag?
Hur kan värdeflödesanalys användas för att implementera lean på HVLV- företag?
Vilka förbättringar och ekonomiska fördelar kan en värdeflödesanalys leda till för HVLV-företag?
För att konkretisera de teoretiska resonemangen behövs ett empiriskt hanterbart studieobjekt, i vårt fall Gjuteriet på Valmet AB i Karlstad. Här kommer vi att kartlägga och exemplifiera möjligheter och begränsningar med införandet av lean.
1.4. Kort företagsbeskrivning
Valmet AB ansvarar för tillverkning, ombyggnader och processoptimering av tissuemaskiner4 över hela världen samt eftermarknad, service och processoptimeringar för papper- och boardmaskiner i Skandinavien. I juli 2013 köpte Valmet AB tillbaka gjuteriet som ligger på industriområdet i Karlstad efter att tidigare ha outsourcat verksamheten till Heavycast Karlstad AB.
Gjuteriet har tre övergripande produktionslinjer där detaljer till vindkraft, motorblock och pappersmaskiner tillverkas. Vindkraft och motorblock tillverkas och säljs enbart till externa kunder, medan detaljerna till pappersmaskinerna tillverkas till Valmet ABs egna tissuemaskiner samt externa kunder. Vindkraftsdetaljerna som gjuts består av nav, axlar, lagerhus och ramverk. Motorblocken används till fartyg, reservkraftverk, elverk och pumpstationer. Motorblocken har en varierande storlek mellan 6-, 7-, 8- och 9- cylindriga. Årligen tillverkas cirka 200 motorblock berättar Åhsberg.5 (Ett motorblock illustreras i figur 1.)
4 Tissuemaskiner tillverkar mjukpapper så som hygienpapper och servetter.
5 Katarina Åhsberg, informationsansvarig Valmet AB, föreläsning den 25 mars 2014.
13
Figur 1 - Motorblock.
De detaljer som gjuts till pappersmaskiner är cylindrar, valsar, axlar, balkar och mantlar. Den detalj som gjuts till pappersmaskiner som i särklass tar upp längst tid i produktionen är yankeecylindrar. En yankeecylinder används främst vid produktionen av mjuka tissueprodukter såsom servetter, toalettpapper och hushållspapper. En yankeecylinder är ett tryckkärl som används vid framställning av tissuepapper, där pappret torkas. Torkning sker över yankeecylindern genom att mättad ånga inne i cylindern kondenserar och överför värme genom cylindern till pappret. Den största yankeecylindern som tillverkas på gjuteriet har en diameter på 6,5 meter, väger 150 ton och tar 10 veckor att tillverka. I gjuteriet tillverkas cirka 12 yankeecylindrar om året berättar Jonsson.6 (En yankeecylinder illustreras i figur 2.)
Figur 2 – Yankeecylinder.
6 Ola Jonsson, produktionsutvecklingsansvarig Valmet AB, intervju den 26 mars 2014
14 1.5. Examensarbetets struktur
Examensarbetets fallstudier utförs på gjuteriet inom Valmet AB i Karlstad.
Gjuteriet kan anses vara en komplex HVLV-industri med flera branschspecifika processer berättar Halldin7. För att tillgodogöra sig examensarbetet på bästa sätt är det fördelaktigt om läsaren har grundläggande kunskaper inom gjuteriteknik. Detta är självklart inget krav, examensarbetets väsentliga innehåll är möjligt att ta till sig ändå. För er läsare som inte har några förkunskaper om gjuteriteknik är det möjligt att i bilaga 1, 2 och 3 fördjupa sig i gjuteriteknik samt samtliga processer för motorblockstillverkning och yankeetillverkning. Dessutom finns det en ordlista i bilaga 1 som kan underlätta läsningen. Examensarbetet innehåller följande kapitel:
Kapitel 1 inleds med en teoribakgrund där tidigare empirisk och teoretisk forskning presenteras.Därefter presenteras syftet och våra forskningsfrågor med referens till fyra artiklar som vi bedömer speglar forskningsfronten inom området. Kapitlet avslutas med en kort beskrivning av det företag där vi utför våra två fallstudier.
Kapitel 2 presenterar forskningsmetoden och dessdesign samt våra olika typer av datainsamling. Kapitletavslutas med examensarbetets avgränsningar.
Kapitel 3 beskriver de teorier som svarar till examensarbetets syfte och forskningsfrågor. En presentation av vad begreppet lean är, en beskrivning av verktyget värdeflödesanalys samt 5S och de sju slöserierna avslutar teorikapitlet.
Kapitel 4 presenterar den empirska data som samlats in. För att skapa en förståelse av fallstudierna och den insamlade data har mer detaljerade beskrivningar av verksamheten presenterats i examensarbetets bilagor.
Kapitel 5 kopplar ihop teorier som berör begreppen lean, värdeflödesanalys, 5S och de sju slöserierna med den insamlade empiriska data för att kunna analysera syftet och forskningsfrågorna.
Kapitel 6 presenterar våra slutsatser och ger återkopplingar till syftet och forskningsfrågorna. En återknytning görs först till de forskningsresultat vi funnit mest relevanta, därefter görs en återknytning till studiens syfte och frågeställningar.
7 Åsa Halldin, kvalitetsansvarig i produktionen Valmet AB, intervju den 28 april 2014.
15 Kapitel 7 innehåller en avslutande diskussion där vi diskuterar examensarbetets validitet och reliabilitet. Resultatet diskuteras, dels teoretiskt dels praktiskt, samt ger idéer för framtida forskning.
Kapitel 9 innehåller examensarbetets bilagor. Här presenteras de två fallstudierna mer ingående samt en teoretisk beskrivning av gjuteriteknik. Även de investeringskalkyler och produktionsscheman som skapats presenteras här.
16
2. Metod
I det här kapitlet kommer examensarbetets metod att presenteras. Metoden har valts för att på bästa sätt besvara syftet. För att skapa en förståelse av examensarbetets metod och design kommer först en presentation av de förutsättningar på vilken metoden är grundad.
Fallstudiernas genomförande presenteras tillsammans med den datainsamling som genomförts. Datainsamlingen har bestått av observationer, intervjuer, mätningar och enkätundersökningar. Metodkapitlet avslutas med en presentation av fallstudiernas avgränsningar.
Översiktligt har vi arbetat med de moment som visas i Gantt-schemat i tabell 1. Examensarbetet började med en översiktlig litteraturstudie där relevant litteratur för området eftersöktes. Därefter inleddes avstämningsmöten med handledare och kontaktpersoner inom fallföretaget. Vidare varvades översiktliga litteraturstudier, intervjuer, observationer och mätningar på fallföretaget. Efter vecka 4 koncentrerades arbetet till fallföretaget fram till vecka 11, då fördjupade litteraturstudier varvades in. Vecka 16 startade analysen av den insamlade data. Samtidigt med analysarbetet pågick kompletterande mätningar. Från och med vecka 17 dominerade analysarbetet tillsammans med några avslutande intervjuer. Analysarbetet pågick fram till vecka 22. Genomgående under tidsperioden har avstämningsmöten med handledare och kontaktpersoner på fallföretaget genomförts. I texten som följer kommenterar vi de olika arbetsmomenten i tabell 1.
Tabell 1 – Gantt-schema med examensarbetets arbetsgång.
2.1. Fallstudier
För att konkretisera de teoretiska resonemangen behövdes ett empiriskt hanterbart studieobjekt, vilket i vårt fall är Gjuteriet på Valmet AB i Karlstad.
Vi har genom två fallstudier8 kartlagt och exemplifierat möjligheter och begränsningar med införandet av lean med hjälp av värdeflödesanalys.
8 En fallstudie är ett specifikt exempel som används för att illustrera en eller flera generella principer (Nisbet &
Watt 1984). Fallstudier är oftast analytiska snarare än statistiska generaliseringar, det vill säga de ger underlag för att utveckla teori som kan hjälpa forskare att förstå andra liknande fall, företeelser eller situationer (Robson 2002).
V. 1 V. 2 V. 3 V. 4 V. 5 V. 6 V. 7 V. 8 V. 9 V. 10 V. 11 V. 12 V. 13 V. 14 V. 15 V. 16 V. 17 V. 18 V. 19 V. 20 V. 21 V. 22 Översiktlig litteraturstudie
Observationer Intervjuer Mätningar Enkätundersökning Fördjupad litteraturstudie Avstämningsmöte Analys
17 Fallstudierna har analyserats utifrån data genererade från en blandning av kvantitativa och kvalitativa metoder.
De fallstudier som presenteras i detta examensarbete är produktionslinjerna för motorblock respektive för yankeecylindrar i gjuteriet på Valmet AB. Anledningen till att vi valt att göra fallstudier på dessa två produktionslinjer är att de kan ses som två ytterligheter inom segmentet HVLV. Det produceras cirka en yankee cylinder per månad och tjugo motorblock per månad. Det är således låga volymer i båda fallen, men yankeecylindrarna produceras i mindre skala än motorblocken. Detta leder till att ett jämförelseresultat kan presenteras. Vårt övergripande syfte är som tidigare nämnts att studera om Lean är lämpligt att applicera på HVLV-företag. Dock avgränsas examensarbetets två fallstudier till Valmet AB och de resultat vi presenterar kommer förhoppningsvis att i framtiden kunna hjälpa forskare att förstå liknande fall.
I vårt examensarbete presenteras även vissa specifika lösningar anpassade efter Valmet ABs verksamhet. De framtida tillstånd som presenterats i examensarbetet för motorblocken är ett resultat av att produktionsflödet planerats om. De framtida tillstånd som presenterats för yankeecylinder- produktionen är en förändring av vissa processers utförande. För att uppnå önskvärda framtida tillstånd har ett behov av investeringar uppkommit. Dessa investeringar har utretts med hjälp av offerter, investeringskalkyler samt arbets- och produktionsscheman (bilaga 4, 5, 6, 8, och 9).
2.1. Litteraturstudie
Litteraturstudien9 (empiriska studier, litteraturstudier, review artiklar samt en del metaanalyser) lade grunden till examensarbetet. För att hitta lämpliga artiklar har vetenskapliga databaser så som Emerald Management Plus och Business Source Premier genomsökts. De sökord som använts är: Lean Production, HVLV, Value Stream Mapping, Process industry, 5S, the seven wastes, Toyota Production System, high variety low volume och low variety high volume.
Vi kunde efter litteraturstudiens genomförande identifiera att lean är väletablerat inom bilindustrin samt liknande tillverkningsindustrier som
9 Boote och Beile (2005) beskriver en litteraturstudie på följande sätt: En grundlig och sofistikerad litteraturstudie är grunden och inspiration för omfattande och användbar forskning. Vidare har Onwuegbuzie et al. (2010) identifierat flera fördelar som kan härledas från att genomföra en litteraturstudie: urskilja vad som studerats tidigare och vad som bör studeras i framtiden, identifiera variabler som är relevanta för ämnet, identifiera förhållanden mellan teori, begrepp och metoder, identifiera motsättningar och inkonsekvenser samt identifiera styrkor och svagheter i de olika forskningsmetoder som har använts.
18 karaktäriseras av hög volym och låg variation (ruta 4 i figur 3 illustrerar området där lean är väletablerat och där mest forskning finns tillgänglig). Det som saknas är fler artiklar som styrker eller dementerar påståendet att lean är/inte är lämpligt att implementera för företag med HVLV (ruta 1 i figur 3 illustrerar det område där lean ännu inte är väletablerat och där forskningsbidragen är begränsade). Vi kunde även identifiera att ett av de vanligaste verktygen för att implementera lean i organisationer är värdeflödesanalys.10
Figur 3 - Positioneringsillustration av arbetets litteraturreferens.
2.2. Datainsamling inom fallstudierna
Att analysera data är huvuduppgiften när svar på frågor om, i vårt fall, leantillämpningar ska ges utifrån fallstudier. Publicerade studier beskriver ofta forskningsplatser och datainsamlingsmetoder men ger lite utrymme för diskussion av analysen. Att sammanfatta otaliga sidor av fältanteckningar är svårt, och leder ofta till stora klyftor mellan den insamlade data och de slutsatser som dras (Eisenhardt 1989 ; Feldman 1995). För att undvika att klyftor ska uppkomma mellan insamlad data och slutsatserna har vi lagt mycket vikt på att diskutera våra analyser och de tveksamheter som har uppkommit under insamlingen av data.
Fallstudier kombinerar ofta flera datainsamlingsmetoder som arkivmaterial, intervjuer, frågeformulär och observationer. Det finns kvalitativ data i form av ord, och kvantitativ data i form av siffror (Eisenhardt 1989). De kvalitativa metoder vi använt oss av är observationer och intervjuer. Observationer har utförts på samtliga processer inom gjuteriet på yankee- och motorblockstillverkningen. För att styrka observationerna har ett flertal intervjuer utförts med både tjänstemän och operatörer inom Valmet AB.
Observationerna och intervjuerna har kompletterats med kvantitativa
10 En värdeflödesanalys kan ses som en ritning för att implementera lean enligt Rother & Shook (2009).
19 mätningar på samma processer till grund för värdeflödesanalysen. Mätningarna har utförts med hjälp av manuella tidtagningar samt enkätundersökningar.
2.2.1.Observationer
För att skapa en grundläggande uppfattning om de två produktionslinjerna vi studerat, började vårt examensarbete på Valmet AB med att observera samtliga processer. Observationer innebär att observatören iakttar en viss miljö och noterar det som sker. Det är viktigt att observationerna dokumenteras och arkiveras så att det i efterhand går att återgå till dessa ursprungskällor.
Observatören kan förhålla sig mer eller mindre deltagande i förhållande till den miljö som studeras (Eliason 2010). Vid de tillfällen då vi velat skapa förståelse för de processer och aktiviteter som utförts har vi intagit rollen som den deltagande observatören. Detta innebär att observatören är närvarande i miljön och att koncentrationen är riktad mot att göra observationer och att samtidigt dokumentera dem. Den deltagande observatören har ingen naturlig funktion i den miljö som observeras, men för att få fram uppgifter som förklarar de gjorda iakttagelserna kan det krävas att observatören agerar genom att exempelvis ställa frågor (Eliason 2010). Att vara en deltagande observatör har gett oss möjligheten att fånga upp avvikande och dolda beteenden hos de anställda. Det har gett oss en djupare förståelse för företagskulturen och hur processerna går till. Det har även skapat en förståelse för varför vissa processer som till en början tedde sig onödiga faktiskt utförs. Genom att agera deltagande observatörer upplever vi att ett visst förtroende skapats mellan oss och de anställda på Valmet AB. Detta har troligtvis medfört att de anställda känt sig bekväma med att dela med sig av viss känslig information. Det är dock viktigt att vara medveten om att detta ömsesidiga förtroende kan påverka vår uppfattning av verkligheten i form av subjektiva analyser.
Våra observationer ger underlag för att göra en värdeflödesanalys. Här finns två delmål enligt Rother & Shook (2009), dels att rita upp det nuvarande tillståndet, dels att rita upp ett önskvärt framtida tillstånd. För att dokumentera det nuvarande tillståndet har anteckningar förts samtidigt som samtliga processer fotograferats. Utifrån fotografierna har den nuvarande layouten i gjuteriet ritats upp i 3D-programmet Google Sketchup 8. Denna metod har använts där behovet av förbättringar är som störst. Utifrån den nuvarande layouten har sedan det framtida önskvärda tillståndet ritats upp. För att få skalenliga 3D-modeller har vi använt en lasermätare för att få samtliga mått.
20 De framtida tillstånden är baserade på förbättringar utifrån teorier om värdeflödesanalys, 5S och de sju slöserierna.
2.2.2.Intervjuer
För att uppnå en djupare förståelse för processerna än den vi förskaffat oss genom observationer har vi även utfört en rad intervjuer. Att bygga intervjuer utifrån observationer ökar frågornas relevans, och det blir även lättare att matcha intervjun till de specifika individerna och det specifika förhållandet.
Intervjuer tillåter deltagare, oavsett om de är intervjuare eller intervjuobjekt, att diskutera sina tolkningar av den värld de lever i, samt att uttrycka hur de betraktar situationer utifrån sin egen synpunkt (Cohen et al. 2010). Intervjuer har utförts både med operatörer i produktionen samt med de flesta tjänstemän inom gjuteriverksamheten. Vi har både gjort intervjuer med enskilda individer samt gruppintervjuer med flera intervjuobjekt samtidigt. Att göra gruppintervjuer kan i vissa fall vara mer upplysande än intervjuer med enskilda intervjuobjekt, då gruppintervjuer kan förklara hur människor resonerar i grupp (Eliasson 2010). Att utföra båda typer av intervjuer känns viktigt för att få en så korrekt uppfattning av verkligheten som möjligt. Gruppintervjuerna bidrog ofta till en generell förståelse av situationer, medan individuella intervjuer ofta ledde till att intervjuobjekten berättade saker de inte skulle vara bekväma med att säga i gruppsammanhang. För att dokumentera intervjuerna har vi använt oss av anteckningar. Vi har använt oss av två olika intervjumetoder: Helt ostrukturerade intervjuer och halvstrukturerade intervjuer. En helt ostrukturerad intervju liknar ett vanligt samtal mellan intervjuaren och den intervjuade. Denna typ av intervju bygger ofta på endast en enskild fråga, varefter den intervjuade får chansen att reflektera fritt kring detta (Eliasson 2010). I vårt fall har vi ofta använt ostrukturerade intervjuer för att få en uppfattning om en process, ofta då genom frågan ”Vad gör ni här?”, eller för att få en bild av hur operatörerna uppfattar processen genom att fråga
”Vad tycker ni om detta?”. Denna typ av frågor har varit bra att ställa då de inte är ledande, utan snarare gett intervjuobjekten möjligheten att svara ärligt utifrån deras egna synsätt. Halvstrukturerade intervjuer är mer styrda än den ostrukturerade intervjun. Intervjuaren har ofta förberett ett flertal frågor som ska täcka flera områden. Det kan vara svårt att tömma ut dessa frågor lika fullständigt som vid en ostrukturerad intervju. I de fall som den intervjuade har tid och möjlighet att svara uttömmande på samtliga frågor är det dock möjligt att få djupgående svar även vid halvstrukturerande intervjuer, varför de även kallas djupintervjuer (Eliasson 2010). Denna typ av intervju har vi ofta
21 använt oss av för att få djupare kunskap om processerna. Efter att vi analyserat de ostrukturerade intervjuerna har det ofta uppkommit funderingar och tveksamheter. För att reda ut dessa tveksamheter har vi förberett ett antal frågor och därefter på nytt intervjuat de intervjuobjekt vars första svar gav upphov till funderingar. (Exempel på frågor vi förberett finns i bilaga 11.) Detta tillvägagångssätt har fungerat utmärkt, och tack vare operatörernas och tjänstemännens goda tillmötesgående har vi alltid känt oss välkomna att ställa frågor.
En svaghet med dessa mindre strukturella intervjumetoder är att olika information samlas in från olika människor med hjälp av olika frågor. Detta kan leda till att det blir svårt att analysera insamlad data, och risken finns att samma frågor till en annan person skulle gett annorlunda svar (Cohen et al.
2010). Som en lösning till detta problem har vi alltid sett till att ställa samma frågor till minst två olika anställda, och i de fall deras uppfattning har korrelerat har vi använt oss av informationen. I de fall uppfattningarna har skiljt sig från varandra har vi intervjuat ytterligare anställda tills en generell uppfattning kunnat uppnås.
2.2.3.Mätningar
Efter att vi skapat oss en tydlig bild av de två produktionslinjerna vi valde att studera, motorblock och yankeecylindrar, påbörjades tidmätningar av samtliga processer som utförs på respektive produktionslinje inom gjuteriet. Dessa kvantitativa mätningar utfördes som grund till värdeflödesanalysen och skedde genom att vi intog rollen som renodlade observatörer. Det är alltså främst här som vi använt oss av en mix mellan kvalitativ och kvantitativ metod, det vill säga observationer tillsammans med mätningar. Renodlade observatörer ska förhålla sig passiva till omgivningen, utan att påverka den på något sätt.
Observatören har då ingen möjlighet att påverka omgivningen och kan därför studera den utan att ha något inflytande på den. Fördelen med detta är att materialet blir autentiskt, något som förbättrar reliabiliteten och validiteten (Eliasson 2010). Tiden för processerna mättes med hjälp av tidtagarur, och vi såg alltid till att placera oss på ett tillräckligt stort avstånd från processerna så att ingen påverkan från oss skulle ske.
För att kunna välja ut vilken data som ska mätas vid en värdeflödesanalys är det viktigt att förstå processerna och produktionsflödet (Rother & Shock 2009). Efter att ha observerat och skapat oss en bild av de två
22 produktionslinjerna och dess processer valde vi att mäta och behandla följande data:
C/T – cykeltid
OP – antalet operatörer per skift
A/T - arbetstiden oberoende av antalet operatörer
T/T - torktid
V/T - väntetid
S/K - antalet skift
För att kunna identifiera potentiella förbättringsområden är det viktigt att få en bild över hur materiel och information flödar genom hela produktionsverksamheten. (Olhager 2013 ; Bellgran & Säfsten 2005). Till en början skapades därför en generell bild av gjuteriets processer och informationsflöde för att kunna identifiera och kartlägga områden med störst förbättringspotential. Sandkärntillverkningen, flasktillverkningen, rensningen och glödgningen vid motorblockstillverkningen samt formningen, torkningen, gjutningen och glödgningen på yankeetillverkningen identifierades som de områden med störst förbättringspotential. Dessa områden har prioriterats högst under värdeflödesanalysens genomförande.
Till en början genomfördes en mätning av samtliga processteg på respektive produktionslinje, dock kunde vi snart konstatera att den värdeskapande tiden varierar mycket. För att undvika effekterna av processförändringar och sociala förändringar har tidmätningarna genomförts med tids-triangulering som bakgrund vilket innebär att mätningarna har gjorts flera gånger men vid olika tidssekvenser (Cohen et al. 2000). Vi valde att mäta alla processer tre gånger vid motorblockstillverkningen. Detta har dock inte varit möjligt vid yankeetillverkningen på grund av att processtegen är för tidskrävande och varierande. Därför har processtiderna vid yankeeproduktionen mätts en till två gånger.
I och med att de flesta processtegen har långa cykeltider slutförs de sällan utan att avbrott för raster och skiftbyte kommer emellan. Vi har därför varit noga med att observera hela cykeltiden för att kunna anteckna tiden för de avbrott som uppstår. Arbetstiden blir således cykeltiden minus tiden för avbrott.
Tidmätningen har utförts genom att registrera start och sluttid.
2.2.4.Enkätundersökning
Då stora delar av produktionen jobbar treskift, har vissa processer varit svåra att observera och mäta. För att samla in kvantitativ data till de processer som
23 utförts på natten har vi använt oss av enkätundersökningar där operatörerna har fått registrera start- och sluttid för olika processer. (Se figur 45 bilaga 10 för exempel på en enkätundersökning.) Enkätundersökningar tenderar att få relativt få svar på grund av att den direkta mänskliga kontakten saknas (Eliasson 2010). Detta är något vi i största grad fått erfara, och för att få användbar data från enkätundersökningar har noggranna genomgångar och förtydliganden krävts.
2.3. Avgränsningar
Avgränsningen sker till tillverkning av motorblock respektive yankeecylindrar.
Tiden för studien avgränsas till 1/1- 1/6 2014.
Fallstudierna fokuseras enbart på de processer som utförs inom gjuteriets väggar. Därför har fallstudierna inte berört kvalitetskontrollen av motorblock eller efterbearbetningen av yankeecylindrarna då dessa processer utförs utanför gjuteriets väggar. Modellverkstaden och smältverket är en gemensam resurs för hela gjuteriet och därför har inte dessa områden prioriterats. Inom gjuteriet tillverkas även detaljer till vindkraftsindustrin. Detta är en separat produktionslinje inom gjuteriet och det hade varit möjligt att utföra en värdeflödesanalys även på denna linje. Anledningen till att det inte har gjorts är examensarbetets tidsbegränsning.
De förbättringsförslag som presenteras i vårt examensarbete tar hänsyn till hur processerna är utformade idag. Förbättringarna skall vara möjliga att genomföra till rimlig kostnad och begränsad komplexitet. Det skulle i flera fall vara möjligt att göra radikala förändringar för att förbättra produktiviteten.
Dock har vi fått begränsa oss till enklare förändringar på grund av Valmet Corporations budget.
Typiska processfakta för en värdeflödesanalys är cykeltid, ställtid, uptime och arbetstid. Processfakta bör anpassas efter värdeflödesanalysens mål och miljön den utförs i (Rother & Shook 2009). För att anpassa värdeflödesanalysen till gjuteriet har vi baserat den på cykeltid, arbetstid, väntetid, antalet operatörer, skiftgång samt torktid. Ställtid och uptime har inte varit möjligt att mäta på grund av den stora variation som finns hos processerna. Det finns många olika leanverkyg att använda för att implementera lean. De vi har valt att använda i fallstudierna är värdeflödesanalys, 5S och de sju slöserierna. Anledningen till att vi valt dessa verktyg är att de är universellt applicerbara (Abdulmalek et al.
2006).
24 De förenklingar och antaganden som vi gjort vid genomförandet av de nuvarande och framtida värdeflödesanalyserna är:
All arbetstid antas vara värdeskapande tid då det är svårt att avgöra vad som är värdeskapande och icke-värdeskapande när arbetet utförs.
Tidmätningarna av motorblocken har begränsats till niocylindriga motorblock.
Anledningen till detta är att tidsåtgången inte skall underskattas. De flesta processteg går nämligen snabbare att utföra ju färre cylindrar en motor har.
Samma metod har använts på yankeetillverkningen, att tiden har mätts upp på de större modellerna. Däremot utförs alltid samma typ av processer, oberoende av storleken på motorblock och yankeecylindrar, vilket gör att värdeflödesanalysen kan användas som grund till samtliga motorblocks- och yankeestorlekar.
Många av stegen utförs parallellt men eftersom processflödet varierar kraftigt är det svårt att beräkna vilka processteg som är parallella och under vilken tidshorisont de är parallella. Därför har alla processer antagits utföras i serie.
Exempelvis beror den långa cykeltiden för cylinderkärnorna på att cykeltiden för en cylinderkärna har multiplicerats med nio istället för att mäta tiden för alla nio cylinderkärnor.
En värdeflödesanalys skall innehålla en kartläggning av ett företags material- och informationsflöde, både i det nuvarande och framtida tillståndet (Rother
& Shook 2009 ; Bellgran & Säfsten 2005). I vårt examensarbete har vi valt att fokusera på materialflödet inom gjuteriet. Informationsflödet har bara översiktligt beskrivits utifrån det nuvarande tillståndet, utan att ge förslag på hur det i framtiden skulle kunna förbättras. Anledningen till detta är att Valmet AB uttryckt att de anser att informationsflödet redan är tillfredsställande.
25
3. Teori
Här kommer inblick att ges i den teorigrund som finns inom området. I analysen/resultatet kommer teorin att användas för att tolka empirin som framkommit i de två fallstudierna och bidra till att slutsatsen kan presenteras där forskningsfrågorna besvaras genom analys av uppvisade resultat.
3.1. Lean
Lean är ett logistiskt synsätt som syftar till resurssnålhet (Karlsson & Åhström 1996). Huvudsyftet med lean är att skapa ett högkvalitativt system som producerar produkter i takt med kundefterfrågan och samtidigt minimerar slöseri (Shah & Ward 2003 ; Singh et al. 2010 ; Hines & Rich 1997). Det övergripande företagsekonomiska målet med lean är att öka kundvärdet och som en konsekvens därigenom förbättra företagets långsiktiga konkurrenskraft, värdeskapande aktiviteter i hela kedjan från första kundexponering/beställning till slutleverans (Womack & Jones 2003).
Kundvärdet ökar genom att icke värdeskapande processer som kallas slöserier elimineras. Med detta angreppssätt effektiviseras och elimineras exempelvis onödiga processer, väntetider, överproduktion, lager, transporter och defekter (Karlsson & Åhström 1996). Tre av de vanligaste verktygen för att implementera lean och på så sätt eliminera slöserier är att genomföra en värdeflödesanalys samt att använda sig av verktygen 5S och de sju slöserierna (Brown et al. 2006 ; Abdulmalek et al. 2006 ; Singh et al. 2010).
3.2. Värdeflödesanalys
För att kunna identifiera potentiella förbättringsområden är det viktigt att få en bild över hur material och information flödar genom hela produktionsverksamheten. Inom lean är värdeflödesanalys ett centralt verktyg där avsikten är just att kartlägga och förbättra värdeflöden (Olhager 2013 ; Bellgran & Säfsten 2005). Syftet med en värdeflödesanalys är inte att förbättra processernas kvalitet, utan snarare förbättra produktiviteten. Anledningen till detta är att förbättrad produktivitet leder till effektivare processer vilket i sin tur bidrar till att slöserier och kvalitetsproblem i systemet tydligt exponeras.
Genom att angripa slöserier i processer angriper man samtidigt faktorer som ligger bakom dålig kvalitet. Processer delas ofta in i tre kategorier: Icke- värdeskapande, nödvändiga men icke värdeskapande samt värdeskapande processer. Icke värdeskapande processer är rent slöseri och involverar onödiga handlingar som helt bör elimineras. Exempel på detta är väntetider, lager och
26 dubbelhantering. Nödvändiga men icke-värdeskapande processer syftar till processer som är nödvändiga i dagsläget men som skulle kunna elimineras genom att göra förändringar i systemet. Värdeskapande aktiviteter innebär omvandling eller bearbetning av råmaterial eller halvfärdiga produkter genom användning av manuell arbetskraft (Hines & Rich 1997).
De steg som ingår i en värdeflödesanalys är att identifiera produktfamiljer, göra en karta över nuvarande och framtida tillstånd samt att beskriva en handlingsplan för hur framtida tillstånd skall nås. En produktfamilj är en grupp av produkter som i stort sett passerar genom samma processer och utrustningar. Inledningsvis är det nödvändigt att besluta på vilken detaljnivå analysen ska genomföras. Värdeflödesanalyser kan utföras på delprocesser, en enskild fabrik, flera fabriker eller mellan och genom flera företag. I de fall värdeflödesanalysen skall utföras på en enskild fabrik kan det vara lämpligt att även delprocesserna inom fabriken kartläggs. När nivån är bestämd är det dags att påbörja kartläggningen. Kartan byggs vanligtvis upp av fyra delar (Bellgran
& Säfsten 2005 ; Rother & Shook 2009):
1. Kunden 2. Processer 3. Materialflöde
4. Informationsflöde som även beskriver om push- eller pullsystem används.
Om en detaljerad kunskap önskas om enskilda processer måste alltså kartläggningen genomföras på delprocessnivå. Olika processer kan ligga sekventiell eller parallellt. För varje process ska vissa fakta samlas in. Vilka fakta som ska samlas in bestäms beroende på vad som vill uppnås med värdeflödesanalysen. Exempel på processfakta är cykeltid (C/T), ställtid (S/T), antal operatörer, tillgänglig arbetstid samt kassationer. Cykeltid är den tid det tar för en artikel att bli färdigbehandlad i en process och ställtid är den tid det tar att ställa om utrustningen mellan olika produktvarianter. Dessutom skall produktens ledtid genom värdeflödet bestämmas. Ledtid är den tid det tar för en artikel genom hela värdeflödet (Bellgran & Säfsten 2005 ; Rother & Shook 2009).
När kartläggningen av det nuvarande tillståndet är klart är det dags att rita en ny karta över önskat framtida tillstånd. Detta kan göras genom att utföra en analys av det nuvarande tillståndet baserat på leanprinciperna så som 5S och de sju slöserierna. Den framtida kartan ska fungera som ett dokument som används för strävan efter ständiga förbättringar (Keyte & Locher 2008).
Rother & Shook (2009) menar att en bra utgångspunkt i förändringsarbetet är
27 att fundera på vad som går att åstadkomma med de resurser som redan finns inom företaget. Förändringarna ska inledningsvis inte leda till stora investeringskostnader eller ta lång tid att få igenom.
Det är viktigt att vara medveten om att en klassisk värdeflödesanalys har vissa brister. En fara med att utföra värdeflödesanalyser är att den starka produktivitetsorienteringen innebär att operatörernas situation försummas. Ett annat problem är att värdeflödesanalyser ofta utförs av forskningsteam som har detaljerade kunskaper om vad lean innebär. Företagen som studeras har i många fall inte denna kunskap, varför det kan bli svårt för företagen att föra vidare de koncept som presenteras (Hines et al. 1998).
Målet med en värdeflödesanalys är alltså att få till ett kontinuerligt flöde utan onödiga lager och väntetider. Det finns dock ofta områden i värdeflödet där ett kontinuerligt flöde inte är möjligt och viss mellanlagring blir ofrånkomlig. I de fall osäkerhet finns kan det vara smart att implementera ett mellanlager, en så kallad supermarket (Rother & Shook 2009).
3.3. 5S
5S handlar om grunderna i en effektiv arbetsplats för att uppnå kvalitet och säkerhet. 5S skapar en fungerande arbetsmiljö men också rätt mental inställning hos de anställda vilket leder till ökad kvalitet och produktivitet hos ett företag. De 5S:en står för: Sortera, strukturera, städa, standardisera och skapa vana (Bicheno 2006 ; Bayo-Moriones et al. 2010).
Sortera: Det första steget är att identifiera vad som behövs på arbetsplatsen.
Detta genomförs av medarbetarna genom att sortera föremål som finns i verksamheten. Dessa föremål ska klassificeras efter frekvens (Dennis 2007).
Exempelvis kan verktygen delas in efter vilka verktyg som används varje dag, vilka verktyg som används varje månad och vilka verktyg som används mer sällan. Om verktyget aldrig eller sällan används kan man markera det med en lapp och ett datum. Om inte verktyget används inom detta datum kan det kasseras, säljas eller flyttas till en annan del av produktionen. Att sortera ska ske kontinuerligt under arbetets gång (Melton 2005).
Strukturera: Att strukturera innebär att rätt sak ska vara på rätt plats.
Hjälpmedel som verktygstavlor med skuggade konturer, markerade platser för material, placering av verktyg i rätt höjd samt måla verktyg med samma färg som hör ihop är några förbättringar som kan införas (Bicheno 2006 ; Bayo- Moriones et al. 2010).
28 Städa: Att städa handlar om att komma igång med det dagliga underhållet.
Operatörerna identifierar felplacerade saker och placerar dem på dess rätta ställe. En del arbetsplatser har infört en fem-minuters rutin där operatörerna städar fem minuter varje dag i veckan för att på så sätt hålla arbetsplatsen ren.
Att städa innebär även att operatörerna kan identifiera avvikelser och orsaker till oredan. Vid städningen kan även defekter upptäckas som bör följas upp (Dennis 2007).
Standardisera: Att standardisera fokuserar på att etablera standarder och revidera dem regelbundet på bästa sätt för verksamheten. Det kan till exempel vara att arbetsuppgifter som finns skall beskrivas i manualer (Bicheno 2006 ; Dennis 2007).
Skapa vana: Att skapa vana innebär att genomföra de fyra föregående s:en regelbundet då det avslöjar oidentifierade orsaker till oreda, säkerhet- och kvalitetsbrister. Det måste säkerställas att hela företaget engageras och att arbetsplatsens nya form av skötsel har byggts in i de dagliga rutinerna. Sedan krävs det att 5S implementeras överallt inom företaget samt att framgångar, erfarenheter, behov och fördelar delas bland alla individer för att kunna göra regelbunden uppföljning av cykeln (Bicheno 2006 ; Dennis 2007).
3.4. De sju slöserierna
Målet med lean är att öka kundvärdet. Detta uppnås genom att eliminera icke värdeskapande aktiviteter, vilka benämns som slöserier (Womack & Jones 2003). Sju slöserier har identifierats: Överproduktion, väntan, rörelse, transporter, felaktiga processer, lager, och defekter (Hines & Rich 1997 ; Ohno 1988).
Överproduktion: Ohno (1988) anser att överproduktion är en av de största orsakerna till slöseri. Slöseri vid överproduktion innebär att det produceras för mycket, för tidigt eller för säkerhets skull (Melton 2005). Överproduktion bidrar även till andra former av slöserier. Material och kapital binds i mellanlager, de producerade komponenterna måste lagras, kräver lagringsyta, måste hanteras, kräver personal, utrustning, sortering och ombearbetning.
Överproduktion leder till orimliga ledtider och lager. Målet är att tillverka exakt vad som krävs nedströms i produktionen till rätt kvalitet samt i rätt tid.
För att kunna reducera överproduktion måste grundorsaken till att det förekommer slöserier elimineras vilket många misslyckas med (Bicheno 2006 ; Rother & Shoock 2009).
29 Väntan: Väntan är den andra formen av slöseri. När material, tillverkade komponenter och arbetskraft inte befinner sig i rörelse är detta en indikation på väntan. Målet med lean är att producera i ett jämnt flöde vilket inte kan uppnås vid väntan. Exempel på väntan kan vara material eller komponenter som står i kö, maskinoperatörer som väntar, maskinoperatörer som är långsammare än produktionsflödet, verktyg som används av någon annan eller sena leveranser. Vid höga väntetider ökar ledtiderna som är en viktig komponent vid konkurrenskraft och kundnöjdhet (Bicheno 2006 ; Rother &
Shoock 2009).
Rörelser: Den tredje orsaken till slöseri är onödiga rörelser. Onödiga rörelser rör både människor och maskiner. Onödiga rörelser från människor härstammar ofta från arbetsstationer som inte har en optimal layout. Därför måste människor göra onödiga lyft, böja sig, förflytta sig för att hämta saker eller för att se bättre. Att minimera rörelse är även en hälso- och säkerhetsfråga och kan kopplas ihop med hög kvalitet och hög arbetskvalitet (Hines & Rich 1997).
Transporter: Den fjärde orsaken till slöseri är transporter vilket handlar om att material och komponenter flyttas omkring. Vid ett idealfall bör ingen transport i fabriken ske förutom produktionsflödet. Dock är detta mycket svårt att uppnå och därför bör man sträva efter en minimering av transporterna. Vid transporter finns det också en ökad risk för att orsaka skador och försämringar av materialet eller komponenterna vilket i sin tur minskar produktiviteten och kvaliteten (Hines & Rich 1997 ; Bicheno 2006).
Felaktiga processer: Den femte orsaken till slöserier är felaktiga processer.
Exempel på detta kan vara användandet av fel typ av maskin, eller processer som utförs på fel sätt så att kvalitetsnormen inte uppnås. (Hines & Rich 1997 ; Bicheno 2006).
Lager: Den sjätte orsaken till slöserier är lager. Lager ökar ofta ledtiderna, förhindrar upptäckten av problem och binder kapital. För att rätta till dessa problem måste de identifieras. Detta kan endast uppnås genom att minska lagret. Att ha ett lager av råmaterial bör undvikas men kan vara nödvändigt om leverantörerna har svårt att leverera materialet. Ett lager av färdiga produkter kan också vara nödvändigt ibland men kan ses som företagets ”wall of shame”
(Bicheno 2006).
30 Defekter: Den sjunde orsaken till slöserier är defekter. Produkter med fel och brister kostar pengar på både kort och lång sikt. Kvalitetskostnaderna som uppkommer kan vara: skrotning, omarbete, förseningar, garantier, reparationer och förlorade kunder. Om defekten upptäcks vid produktionen av komponenter kanske det endast kostar några kronor att reparera defekten men om det upptäcks i den levererade produkten kan reparationskostnaderna växa väldigt snabbt (Hines & Rich 1997).
4. Empiri
Här presenteras resultaten som framkommit under datainsamlingen av de två fallstudierna i sin helhet. Bilder används för att göra resultaten så överskådliga som möjligt.
4.1. Gjuteriet på Valmet AB
Gjuteriet som tidigare ägdes av Heavycast Karlstad AB gick i konkurs i maj 2013. I juli 2013 köpte Valmet AB tillbaka de materiella tillgångarna i Heavycast Karlstad AB och startade upp gjuteriet på nytt. Under året 2013 gick även Heavycast Karlstad ABs två största konkurrenter i konkurs. Detta har skapat en intressant position på marknaden för Valmet AB då de andra gjuterierna inte lyckats starta upp verksamheten på nytt. I dagsläget har gjuteriet på Valmet AB tre övergripande produktionslinjer där detaljer till vindkraft, motorblock och pappersmaskiner gjuts. Gjuteriet producerar idag 8000–10000 ton gjutgods per år. Vindkraft och motorblock tillverkas och säljs enbart till externa kunder, medan detaljerna till pappersmaskinerna tillverkas till Valmet ABs egna tissuemaskiner samt externa kunder. En av anledningarna till att gjuteriet startades upp på nytt var att Valmet AB ville säkerställa produktionen av yankeecylindrar till sina egna tissuemaskiner (Figur 43 och figur 44 i bilaga 7 visar gjuteriets organisationsschema och dess layout).
Halldin11 berättar att gjuteriet på Valmet AB är en mycket tung processindustri. Inga processer är datorstyrda och all gjutning och formning sker med hjälp av mänsklig arbetskraft. Lokalerna är väldigt smutsiga och golvet är slitet och mycket ojämnt. Det ligger ofta saker på golvet som är lätt att snubbla på. Detta kan vara verktyg, kokiller, skräp, sand och armeringsjärn.
(Figur 4 visar en översiktlig bild av gjuteriet). Ibland kan det bli väldigt dammigt och dimmigt vid rensning eller gjutning, både damm och dimma sprider sig i hela gjuteriet. Arbetsmiljön utsätter operatörerna för skaderisker.
När operatörer blir sjukskrivna på grund av skada eller sjukdom är det sällan
11 Åsa Halldin, kvalitetsansvarig i produktionen Valmet AB, intervju den 28 april 2014.
31 det kommer in ersättare vilket gör att produktionen blir lidande. Jonsson12 berättar att under tiden gjuteriet var outsourcat till Heavycast var underhållet eftersatt vilket medfört att många maskiner och traverser är i dåligt skick.
Detta leder ofta till driftstopp.
Figur 4 - Panoramabild över gjuteriet.
Halldin13, kvalitetsansvarig i produktionen på Valmet AB berättar om företagets leanarbete med fokus på 5S som påbörjades i gjuteriet under 2013.
Gjuteriet har inte tidigare jobbat med 5S vilket gör att det krävs en stor attitydförändring hos både tjänstemän och operatörer på gjuteriet. Vidare berättar Halldin att gjuteriet skiljer sig mycket från övriga avdelningar på Valmet AB. Många av gjuteriets processer har sett likadana ut under 50 års tid vilket gör det svårt att förändra både attityd och arbetssätt.
4.2. Motorblock
De motorblock som gjuts på Valmet AB används till fartyg, reservkraftverk, elverk och pumpstationer. Motorblocken har en varierande storlek mellan 6-, 7-, 8- och 9-cylindriga och väger upp till 17 ton. I dagsläget tillverkas vanligtvis fyra motorblock per vecka, och produktionstiden per motor är cirka fyra veckor. Av dessa fyra veckor tar själva gjutningen i sig bara ett par minuter. I de fall då fem motorblock tillverkas i veckan har ett flertal anonyma källor från olika avdelningar i produktion uttryckt att arbetsmiljön är väldigt stressig och inte långsiktigt hållbar.
12 Ola Jonsson, produktionsutvecklingsansvarig Valmet AB, intervju den 10 april 2014.
13 Åsa Halldin, kvalitetsansvarig i produktionen Valmet AB, intervju den 28 april 2014.
