Material- och produktionsstyrning (MPS)
Hierarkisk planeringsstruktur
Planerings- objekt
Planerings- horisont
Periodlängd Omplanering, rullande
Sälj- och verksamhets- planering
Produktgrupp 1-2 år Kvartal/månad Kvartal/månad
Huvud- planering
Slutprodukt 0,5-1 år Månad/vecka Månad/vecka
Order- planering
Artikel 1-6 månader Vecka/dag Vecka/dag
Detalj- planering
Operation 1-4 veckor Dag/timma Dag
Syftet med orderplaneringen är att verkställa de planer som fastställts i huvudplaneringen (slutprodukt/produktmodell)
Egentillverkade artiklar - både ett materialperspektiv och ett kapacitets- perspektiv
Materialperspektivet kallas materialplanering
Säkerställa att alla råvaror, köpkomponenter, detaljer och halvfabrikat köps hem eller egentillverkas i sådana kvantiteter och till sådana tidpunkter att produktionsplanerna (utleveransplaner) från HP kan realiseras
Kvantiteter och tidpunkter fastställs så effektivt som möjlig avseende kapitalbindning, leveransservice och resursutnyttjande (materialplaneringsmetoder)
Planeringobjektet är de artiklar som ingår i slutprodukterna, eller standard- och modulvarianter som ingår i produktmodeller
Kapacitetsperspektivet för egentillverkade artiklar mm
Planeringobjektet är tillverkningsorder och de operationer som planeras inom ramen för varje tillverkningsorder
Säkerställa att kapacitet finns för de kvantiteter och i de tidpunkter som materialplaneringen anger
Inplanerade order av inköpta artiklar beställs eller avropas från leverantörer av verksamhetens operativa inköpsfunktion
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Orderplanering
Syftet med detaljplaneringen är att uppfylla den produktion och hålla de leveranstider inom de ramar som fastställts i huvud- planeringen via orderplaneringen
Hänsyn tas till tillgänglig kapacitet och tillgång på utgångsmaterial vid fastställandet när tillverkningsorder ska verkställas
Inplaneringen sker mellan en specificerad tidigast starttidpunkt och en specificerad senast färdigtidpunkt (leveranstidpunkt)
Skapar handlingsutrymme i tillverkningen vid tids- och körplaneringen
Detaljerad inplanering och uppföljning av tillverkningsorder
Olika typer av tillverkningsorder
Tillverkningsorder som en konsekvens av en kundorder vid kundorderstyrd montering eller tillverkning
Tillverkningsorder som en följd av materialplaneringen för att täcka ett prognostiserat eller beräknat materialbehov eller fylla på lagret med standardartiklar
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Detaljplanering
Korta genomloppstider kräver balans mellan tillgänglig kapacitet och tillverkningsorderns kapacitetsbehov och att utgångsmaterialet för ordern finns på plats
Kapacitetsklarering – kontroll av att all kapacitet finns disponibel motsvarande den som behövs för tillverkningsordern
Materialklarering – kontroll av att allt material finns disponibelt i lager motsvarande den kvantitet som behövs för tillverkningsordern
Att frisläppa fler order än vad det finns kapacitet eller material för leder till långa köer och genomloppstider samt kapital- bindning i PIA samt onödig administration och effektivitets- förluster
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Detaljplanering
Little’s Law
Inom köteorin finns ett centralt samband som matematiskt beskriver förhållandet mellan ett flödes genomloppstid, cykeltid och antal enheter i arbete i en process
Genomloppstid = Cykeltid * Antalet enheter i arbete (WIP)
En enhet kan exempelvis vara en produkt, produktionsorder eller en kund (patient)
Little’s Law styr möjligheterna att skapa effektiva flöden
Lång cykeltid och många enheter i arbete samtidigt leder till långa genomloppstider
Effektiva flöden leder till minskad kapitalbindning, ökat kassaflöde och minskade väntetider för kunderna (eller patienterna)
Effektiva flöden skapar ett motsatsförhållande till strävan att skapa resurseffektivitet – avvägning!
Ett effektivt resursutnyttjandet kräver att det ständigt finns arbete att utföra
Leder till att antalet enheter i arbete ökar och ökande genomloppstider
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Detaljplanering
Körplanering avser detaljerad planering av frisläppta order
Sekvensen eller ordningsföljden i vilken frisläppta order tillverkas påverkar
Kapacitetsutnyttjandet
Genomloppstiden
Leveranstidshållningen
Sekvensiering görs med hjälp av prioriteringsregler
FIFO
Kortast operationstid först – minimerar den genomsnittliga kötiden
Störst ordervärde först – minimerar kapitalbindningen
Tidigast leveranstidpunkt först – minimera den genomsnittliga förseningen
Kritisk kvot – order med minsta skillnad mellan återstående tid färdigdatum och ackumulerad återstående operationstid väljs
Johnson’s rule
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Detaljplanering
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Detaljplanering
Tillverkningsorder Styrning av orderutsläpp
(kapacitetsklarering)
Körplanering
Utskrift av arbetsorder Materialklarering
Återrapportering Slutrapportering
Detaljplaneringsprocessens huvudaktiviteter
Orderutsläpp till fabriken
Toyota production system (TPS) och dess två grundpelare (Jidoka & JIT)
Jidoka - en metodik där arbetssätt och maskiner görs "intelligenta" (IoT) så att kvalitets- kontrollen kan automatiseras. I praktiken betyder det en produktionsprocess som själv- ständigt klarar av att
Identifiera fel i produkten eller processen
Stoppa produktionen
Uppmärksamma operatören på felet – Andon-tavla
Uttrycket ”Stoppa produktionen så att aldrig produktionen stannar” myntades i samband med att Toyota år 1896 lanserade vävstolar som stoppade automatiskt om tråden gick av
Alla avvikelser synliggörs och åtgärdas omedelbart, kvaliteten övervakas hela tiden och inga defekta enheter får lämnas över till nästa station eller processteg
Decentraliserat ansvar – medarbetarna kan stoppa produktionen vid behov. Hellre det än att defekta enheter förs vidare uppströms i flödet
Problemen måste lösas innan produktionen startar igen
Andon-tavla för att visa produktionsstatus. Eventuella fel och plats för fel signaleras på tavlan
Poka-yoke avser processer som designats så att möjligheten till fel undviks. Det ska vara lätt att göra rätt! Tekniska lösningar i processer som gör det är svårt att göra återkommande fel
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Toyota production system (TPS) och dess två grundpelare (Jidoka & JIT)
Just-in-time konceptet (JIT) – med inspiration från amerikanska snabbköp på 1950-talet utvecklades konceptet Kanban för att realisera JIT
All tillverkning kopplas till efterfrågan och JIT bygger på att endast rätt artikel i rätt mängd tillverkas i rätt tid
Leder till låg nivå på PIA och synliggör problem i produktionssystemet – metaforen ”Japanska sjön”
JIT-produktion uppnås genom ”behovssug” bakåt i tillverkningskedjan – Kanban signalerar behov
Muda – eliminera slöseri, såsom överproduktion, väntetid, onödiga transporter och onödiga lager
Takttid är den arbetscykel som uppfyller kundens efterfrågan och balanserar flödet genom produktionen
𝑇𝑎𝑘𝑡𝑡𝑖𝑑 = 𝑇𝑖𝑙𝑙𝑔ä𝑛𝑔𝑙𝑖𝑔 𝑑𝑎𝑔𝑙𝑖𝑔 𝑝𝑟𝑜𝑑𝑢𝑘𝑡𝑖𝑜𝑛𝑠𝑡𝑖𝑑 𝐾𝑢𝑛𝑑𝑒𝑟𝑛𝑎𝑠 𝑏𝑒ℎ𝑜𝑣
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Nödvändiga lager
Lager som en konsekvens av verksamheten, t ex:
Måste kunna leverera med en dags leveranstid till kund
Minst 99 % servicenivå för att kunna konkurrera
Långa ställtider i komplicerad produktionsutrustning
Ca 80 % av försäljningen sker i maj-augusti
Nödvändiga lager skall inte minimeras utan dess storlek skall balanseras mot den nytta de skapar, dvs. optimeras
Onödiga lager
Lager som en konsekvens av t.ex.
dåliga prognoser
ineffektiv materialstyrning
Onyttiga lager är slöseri och ska elimineras
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
De två grundpelarna i TPS vilar på tre grundläggande principer (Heijunka, Kazen & standardisering)
Heijunka – en teknik för att jämna ut båda volym och produktmix baserat på genomsnitts- efterfrågan
En process för att enkelt byta produktvarianter, vilket möjliggör anpassning av tillverkning till det som behövs
Alla order under en period fördelas så att samma volym och produktmix produceras varje dag, det skapar en jämn beläggning och stabila orderflöden till leverantörerna
En förutsättning för utjämning är att ställtiderna mellan produktvarianterna är mycket kort – SMED-metodiken för ställtidsreduktion
Variationer i volym hanteras på traditionellt sätt genom att t.ex. justera takttiden vid långsiktig volymförändring och t.ex. lagerhållning, anpassa tillgänglig arbetstid, inhyrd personal vid mer kortsiktig volymförändring
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Traditionellt batch-produktion: XXXXXXXX YYYY ZZ Utjämnad produktion: XX Y XX Y Z XX Y XX Y Z X, Y och Z är tre olika produktvarianter i en produktmodell
De två grundpelarna i TPS vilar på tre grundläggande principer
Kaizen – ständiga förbättringar förutsätter att alla medarbetare på alla nivåer i företaget ständigt söker efter sätt att förbättra driften för att nå målen – positiv attityd!
”5 varför” för att hitta grundproblemet som ska lösas. Varför? Jo, därför att grundorsaken kan ligga inom något helt annat område än där problemet upptäcktes!Ifrågasätt därför svaren!!
”5 S” är en metod som bygger på fem ledord för att skapa ordning och reda på arbetsplatsen.
Grundtanken är att ordning och reda gör det enklare att vara effektiv och kvalitetsmedveten i arbetet
Sortera och strukturera – tag bort verktyg och material och annat som inte behövs eller används på arbetsplatsen
Systematisera - det som är nödvändigt så att det är lättillgängligt. Ge det en given lämplig plats
Städa – regelbundet. Liten städning varje dag, större rengöring varje vecka
Standardisera – de dagliga rutinerna. Tavlor med produktionsplan och produktionsuppföljning, Använd ”att- göra-listor” för daglig vård av maskiner och lokaler
Säkra/systematisk översyn – se till att ordning ovan hålls, gör regelbundna revisioner och ständiga förbättringar
Standardisering är att enas om ett standardiserat sätt att utföra alla upprepade arbetsuppgifter och att sedan göra som man kommit överens om –svårt att få till!
Genom att arbeta standardiserat minskas variation i kvalitet och cykeltider och förbättringsarbetet kan komma igång
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Lean – fem konkreta steg som tillämpas process för process och nivå för nivå
1. Fastställ kundernas behov och förväntningar
Att verkligen förstå vad som skapar värde för kunderna är avgörande
2. Analysera den befintliga processen
Utgångspunkten är en detaljerad nulägesbeskrivning inklusive relevanta fakta om den aktuella processen, t.ex. efterfrågetakt, genomloppstider, ledtid, värdeskapande tid, ställtider, variationer, produktvarianter, lager och buffertar, tillgängliga resurser.
Värdeflödesanalys som metod för att studera hur processen skapar värde utifrån kundens perspektiv - vilka steg processen tillför produkten värde och vilka gör det inte
Värdeskapande aktiviteter är de som krävs för att produkten eller tjänsten ska bli komplett, t.ex. bearbetning av råmaterial, montering av halvfabrikat mm – Ska optimeras!
Nödvändiga icke-värdeskapande aktiviteter är de som stödjer en effektiv produktionsprocess, såsom planering av inköp, produktion och utleveranser (MPS) –ska minimeras!
Icke-värdeskapande aktiviteter är t.ex. onödiga transporter, onödig lagring, överproduktion, omarbete, väntan –ska elimineras!
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Lean – fem konkreta steg som tillämpas process för process och nivå för nivå
3. Utveckla ett effektiv flöde
Utarbeta förslag till hur ett nytt och effektivare flöde kan skapas med hjälp av Lean- konceptets metoder för hur effektiva, avbrottsfria, balanserade och kundorderstyrda flöden kan uppnås
4. Etablera ett eget produktionssystem
Etablera ett strukturerat system genom att utveckla det nya flödet systematiskt.
Använd Lean-relaterade metoder för det, t.ex.
Standardiserade arbetssätt skapa stabilitet i systemet
”5 S” skapar ordning och reda
Poka Joke felsäkrar ingående arbetsmoment
TPM säkerställer att maskiner och verktyg fungerar utan störningar
Andon-tavlor ger tydliga felsignaler vid problem
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Lean – fem konkreta steg som tillämpas process för process och nivå för nivå
5. Fortsätt utvecklingen genom ständiga förbättringar och standardisera det bästa arbetssätten i samspel med kontinuerliga förbättringsarbetet
Lean baseras på att man kontinuerligt söker bättre sätt att arbeta och verka
Allt som inte skapar värde för kunden ska elimineras
Man blir aldrig ”färdig”, utan nya möjligheter till att förbättra kommer alltid att finnas
PDCA –metod för att strukturera förändringsarbetet
Plan (planera) – Do (gör) – Check (kontrollera) – Act (standardisera)
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Värdeflödesanalys – exempel med ett gjuteri, detaljtillverkning och montering
Värdeskapande tid = 65 minuter
Total ledtid = 39 dagar
Processens effektivitet = 65
39∗8∗60 = 0,0035 𝑒𝑙𝑙𝑒𝑟 0,35 %
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Värdeskapande ledtidsandel: 𝑉𝐿𝐴
𝑖=
σ𝑗=1𝑛 𝑡𝑖𝑗
𝐺
VLAi = värdeskapande ledtidsandel för produkt i
G = genomloppstid
tij = bearbetningstid i resurs j för produkt i
Täljaren summerar den rena bearbetningstiden per produktenhet genom produktionssystemet, dvs
Ställtiden och bearbetningstiden för partiet ska inte ingå – ger felaktigt budskap!
G inkluderar all tid som produkten och dess ingående komponenter ligger i förråd, halvfabrikatslager och färdigvarulager
Kvoten VLAi ligger regelmässigt på mellan 0.05 och 5 % – ”The 0.05 to 5 % rule”
Låg värdeskapande ledtidsandel indikerar på stor förbättringspotential!
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Ställtidsreduktion – SMED-metodiken
Ställtid är den tiden mellan sista producerade enhet i nuvarande produktionsorder till första godkända enhet i nästa produktionsorder
Normalt en fast tid oavsett antalet tillverkade enheter
Den största kostnaden vid omställning av produktionen är stillestånds- kostnaden
Små tillverkningskvantiteter (Q) är optimala endast om den fasta
ställkostnaden är liten. Q minskar med ställkostnaden (ceteris paribus)
SMED (Single Minute Exchange of Dies) är en metod för att
systematiskt arbeta fram kortare ställtider
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Ställtidsreduktion – SMED-metodiken
Metodiken bygger på idén om att skilja på inre och yttre ställtid
Inre ställtid är tid för ställarbete som inte kan utföras när maskinen är igång – ska endast bestå av tid för lossning och infästning av verktyg i maskinen
Yttre ställtid är tid för ställarbete som kan utföras när maskinen är igång
Metodiken går ut på att omvandla inre ställtid till yttre ställtid
Arbetsgång
Gör en klar åtskillnad mellan ställarbete som kan förläggas utanför maskin och ställarbete som måste förläggas i maskin
Försök att minska ställarbetet i maskin genom en överföring till ”utanför” och genom att rationalisering av det som inte kan flyttas ”utanför”
Försök även rationalisera den omställning som läggs utanför maskin
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Ställtidsreduktion – SMED-metodiken
Omvandling av inre ställtid till yttre ställtid
Yttre ställtid
Yttre ställtid Inre
ställtid
Inre ställtid
Inre ställtid
1 2 3
Kostnader för ställare: 500 kronor i timmar Maskinkostnad: 2000 kronor i timmar
Total stältid: 3 timmar per ställ
1 3*(500+2000) = 7500 kronor per ställ 100%
2 3*500+2*2000 = 5500 kronor per ställ 73%
3 3*500+1*2000 = 3500 kronor per ställ 47%
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Partistorleksreduktion (EOQ) efter en ”SMED-insats”
Ställkostnaden, K = c * s där c = kapacitetskostnad per tidsenhet, s = ställtid och s
ny= ny kortare ställtid efter ”SMED-insatsen” och K
ny= c * s
ny 𝑄
𝑛𝑦𝑂𝑝𝑡=
2∗𝐾𝑛𝑦∗𝐷𝐻
=
𝐾𝑛𝑦𝐾
∗ 𝑄
𝑂𝑝𝑡 Motsvarande effekt får vi på EOQ-modeller för egentillverkning
En förutsättning för att gå från traditionell batch-produktion till utjämnad produktion – Heijunka
Målet är enstycksflöde! Ingen partiformning nödvändig
Leder till reducerade ledtider, säkerhetslager och säkerhetstider
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Ledtid och kapacitetsutnyttjande
Ledtiden består av fem grundläggande komponenter
Kötid – vid ankomst till en arbetsstation
Ställtid – i samband med byte av verktyg och fixturer
Bearbetningstid – uppstår direkt för arbetsstationen
Väntetid – tid för väntan på transportmedel till nästa arbetsstation
Transporttid – tid för transport till nästa arbetsstation i produktens flöde
Ställtid och bearbetningstid är kapacitetskrävande och en minskad ställtid kan användas för att minska beläggningsgraden, minska partistorleken eller öka produktionen
Kötiden och kölagret (PIA) är beroende av kapacitetsutnyttjandet (Kingmans ekvation)
I = ρ
1− ρ∗𝐶𝑖
2+ 𝐶𝑝2 2
I = Kölager
ρ = kapacitetsutnyttjande
Ci= variationskoefficienten för tid mellan ankomster
Cp= variationskoefficienten för processen betjäningstid
Ställtidsreduktion möjliggör små kvantiteter och hög frekvens
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Heijunka !!
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Flaskhals och flaskhalseliminering
Flaskhalsen sätter gränsen för flödet genom produktionssystemet
Resurs R2 utgör flaskhals, övrig resurser har per definition överkapacitet
Flaskhalsens kapacitet styr produktionssystemets totala volym och de övriga resurserna underordnas flaskhalsens kapacitet – flaskhalsen ska utnyttjas till fullo!
Flaskhalsen ska utgöras av en dyr resurs, då en billig resurs är relativt sett enkel att investera bort
Sug genom verkstaden skapas genom att resurserna längs produktionsflödet har successivt ökande överkapacitet
R1 R2 R3
Maxtakt:
120 st/tim
Maxtakt:
100 st/tim
Maxtakt:
130 st/tim Flaskhals
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Flaskhals och flaskhalseliminering
Om flaskhalsens kapacitet ökar höjs hela systemets kapacitet, och
övriga resurser i produktionssystemet utnyttjas mer
fler enheter tillverkas och produktionskostnaden per enhet sjunker
Köerna är en bra indikator på var flaskhalsen befinner sig
Metodik för flaskhalseliminering
1. Identifiera produktionssystemet begränsning/flaskhals
2. Beslut hur flaskhalsen ska utnyttjas – en förlorad timma i en flaskhals är för alltid förlorad
3. Underordna allt annat till detta beslut 4. Öka kapaciteten i flaskhalsen
5. Om begränsningen har eliminerats, börja om!
Om kapaciteten i flaskhalsen ökas kan en ny resurs i systemet dyka upp som
flaskhals
Material- och produktionsstyrning (MPS)
Verksamhetsutveckling
Flexibilitetsutveckling
Definition flexibilitet – förmågan att anpassa sig till förändrade eller nya förhållanden snabbt och kostnadseffektivt
Flexibilitet får alltså inte skapas på bekostnad av kostnadseffektiviteten
Snabb anpassning är alltid bättre än långsam
Flexibilitet delas ofta upp i produktmixflexibilitet och volymflexibilitet
Vanliga metoder som används för att skapa flexibilitet
1. Mångkunnig personal skapar möjlighet till rotation
2. Ställtidsreduktion leder till ökad tillgänglig kapacitet och möjliggör att ställa om maskiner oftare för produktion mellan produkter
3. Modulbaserade produkter möjliggör att en stor produktmix kan erbjudas med ett begränsat antal variantmoduler
4. Överkapacitet (eller säkerhetskapacitet), dvs. mer kapacitet än vad som krävs i
genomsnitt ger möjligheter att ta upp efterfrågesvängningar med bibehållna ledtider och leveranstider
