Optimalizace montážní linky
Bakalářská práce
Studijní program: B2301 – Strojní inženýrství Studijní obor: 2301R000 – Strojní inženýrství Autor práce: Ing. Denisa Holobradá Vedoucí práce: doc. Dr. Ing. František Manlig
Liberec 2016
Bachelor thesis
Study programme: B2301 – Mechanical Engineering Study branch: 2301R000 – Mechanical Engineering
Author: Ing. Denisa Holobradá
Supervisor: doc. Dr. Ing. František Manlig
Liberec 2016
Prohlášení
Byla jsem seznámena s tím, že na mou bakalářskou práci se plně vzta- huje zákon č. 121/2000 Sb., o právu autorském, zejména § 60 – školní dílo.
Beru na vědomí, že Technická univerzita v Liberci (TUL) nezasahuje do mých autorských práv užitím mé bakalářské práce pro vnitřní potřebu TUL.
Užiji-li bakalářskou práci nebo poskytnu-li licenci k jejímu využití, jsem si vědoma povinnosti informovat o této skutečnosti TUL; v tomto pří- padě má TUL právo ode mne požadovat úhradu nákladů, které vyna- ložila na vytvoření díla, až do jejich skutečné výše.
Bakalářskou práci jsem vypracovala samostatně s použitím uvedené literatury a na základě konzultací s vedoucím mé bakalářské práce a konzultantem.
Současně čestně prohlašuji, že tištěná verze práce se shoduje s elek- tronickou verzí, vloženou do IS STAG.
Datum:
Podpis:
Poděkování
Ráda bych poděkovala vedoucímu bakalářské práce doc. Dr. Ing. Františku Manligovi za konzultace, cenné rady a připomínky k této práci.
Dále děkuji Ing. Lucii Štěpničkové, která mi byla neocenitelnou a nesmírně ochotnou průvodkyní ve ŠKODA AUTO, jež trpělivě odpovídala na veškeré dotazy, a Ing. Janu Babákovi, díky kterému má bakalářská práce vůbec mohla vzniknout.
A největší dík patří mé rodině – mému muži Michalovi a mým dětem – kteří se na několik let stali nedobrovolnými zajatci mého studia a kteří mě i přes veškeré těžkosti stále podporovali a podporují.
Abstrakt
Tato práce se zabývá optimalizací přípravy materiálu na třech konkrétních výrobních taktech montážní linky v podniku ŠKODA AUTO v závodě v Kvasinách. Výchozím problémem je nedostatek místa u linky pro nově přibývající varianty dílů a cílem je navrhnout řešení situace.
Teoretickým podkladem práce je popis a porovnání principů a metod Výrobního systému Toyota a Výrobního systému Škoda. V praktické části jsou rozebrány jednotlivé případy. Je analyzována výchozí situace, jsou dány do souvislostí informace z layoutů, hledány potenciály změn. Dále jsou navrženy varianty řešení spolu s finančním vyčíslením nákladů a nejvýhodnější varianta pro každý případ je doporučena k realizaci.
Klíčová slova:
Komplexita, rozvržení materiálu u linky, Výrobní systém Toyota, štíhlá výroba
Abstract
The aim of this paper is to suggest an optimal material supply and layout solution for 3 chosen places of an assembly line of SKODA AUTO in Kvasiny plant. The original problem is a lack of space for new coming material variations. The theoretical part of this paper is based on a description and comparison of principles and methods used by Toyota Production System and those used by Skoda Production System. The practical part deals with 3 case studies. The initial situation is analyzed for each of them, the information from layouts are put into context and the changes potentials are looked for. Several variants of solution follow accompanied by cost calculations. The most favourable variant is recommended for each case.
Key words:
Complexity, shopfloor layout, Toyota Production System, lean production
8 Obsah:
Seznam obrázků ... 12
Seznam tabulek ... 12
Seznam zkratek ... 13
Úvod ... 14
1. Teoretická část ... 16
1.1 Výrobní systém Toyota (TPS) ... 16
1.1.1 TPS v historickém kontextu ... 16
1.1.2 Principy TPS ... 17
1.1.2.1 Just in time ... 18
Takt ... 18
Nepřetržitý jednokusový tok ... 19
Systém tahu ... 19
Porovnání s klasickým přístupem ... 20
1.1.2.2 Jidoka ... 22
5x proč ... 22
Poka-yoke ... 23
Rozdíl oproti tradičnímu přístupu ... 24
1.1.2.3 Heijunka ... 24
SMED (Single Minute Exchange of Die) ... 25
1.1.2.4 Stabilní a standardizované postupy ... 25
1.1.2.5 Vizuální kontrola ... 25
5S (Seiri – seiton - seiso - seiketsu – shitsuke, popř. anglicky Sort – Set in order – Shine – Standardize – Sustain) ... 26
Bezpečnost a ergonomie ... 26
1.2 Výrobní systém Škoda ... 27
1.2.1 VSŠ v kontextu ... 27
1.2.2 Principy VSŠ ... 28
1.2.2.1 Základy ... 29
9
5S ... 29
9 druhů plýtvání ... 30
Práce se standardy ... 30
Ergonomie ... 30
Filmování ... 31
Posouzení nebezpečí ... 31
Optimalizace dosahové vzdálenosti... 31
Techniky řešení problémů ... 31
Školení a trénink ... 32
Vizuální management ... 32
Shopfloor management ... 32
1.2.2.2 Takt ... 32
Pevný zákaznický takt ... 32
Vytaktování a tvorba hodnot ... 33
Práce v týmu prostorově orientovaná ... 33
Zaměstnanec pracující v jednom taktu ... 33
Zařízení spojená s taktem ... 33
1.2.2.3 Tok ... 34
Zásobníkové koncepty ... 34
Linkový logistik ... 34
Uspořádání předmontáží od tvaru rybí kosti ... 34
Vytaktované dopravní trasy pro zásobování ... 34
Rychlá příprava ... 34
1.2.2.4 Tah ... 35
Kanban ... 35
Standardizovaná zásoba ... 36
Supermarkety v blízkosti linky ... 36
1.2.2.5 Perfektnost ... 36
Nízkonákladová automatizace ... 36
10
Jeden dotyk, jeden pohyb (one touch, one motion) ... 36
Poka-yoke ... 36
Zastavení procesu při odchylce ... 37
Kvalitativní andon ... 37
„Dirigent“ ... 37
Nezávislost stroje na člověku ... 37
TPM ... 38
1.3 Porovnání TPS a VSŠ ... 38
2. Praktická část ... 40
2.1 Popis procesů a objektů ... 40
2.1.1 Montážní linka ... 40
2.1.2 Supermarket ... 41
2.1.3 Sekvenční vychystávání ... 42
2.1.4 Tvorba setů ... 43
2.1.5 Přebalování z dodavatelského balení na speciální stojany ... 43
2.1.6 Palety ... 43
2.1.7 Zásobovací koncepty ... 43
2.1.8 Vytaktované dopravní cesty... 44
2.1.9 Materiál u linky ... 45
2.2 Praktická část – jednotlivé případy ... 45
2.2.1 Takt 10,11 – nedostatek prostoru pro nové varianty nosičů a těsnění ... 47
Zadání ... 47
Analýza výchozího stavu ... 47
Varianta řešení 1 ... 50
Varianta řešení 2 ... 52
Varianta řešení 3 ... 53
Varianta řešení 4 ... 53
Vyhodnocení ... 54
2.2.2 Takt 311, 312 předmontáže kokpitu - Ofukovače, spínače... 55
11
Zadání ... 55
Výchozí stav ... 55
Varianta řešení 1 ... 56
Varianta řešení 2 ... 57
Varianta řešení 3 ... 59
Vyhodnocení alternativ ... 59
2.2.3 Takt 418 předmontáže podvozku - dlouhé brzdové trubky ... 60
Zadání ... 60
Analýza výchozího stavu ... 60
Varianta řešení 1 ... 62
Varianta řešení 2 ... 62
Varianta řešení 3 ... 64
Vyhodnocení ... 65
Závěr: ... 66
Literatura: ... 68
12 Seznam obrázků
Obrázek 1 - Výrobní systém Toyota [2] ... 18
Obrázek 2 - Optimální pořizovací množství v klasickém přístupu (modře) a ve štíhlém podniku (zeleně) [3] ... 22
Obrázek 3 - Poka-yoke [15] ... 24
Obrázek 4 - Výrobní systém Śkoda [21] ... 29
Obrázek 6 - Těsnění na stojanech ... 48
Obrázek 7 - Takt 10,11,12 - layout ... 50
Obrázek 8 - takt 10,11,12 layout po změně ... 54
Obrázek 10 - Takt 310, 311, 312 předmontáže kokpitu ... 56
Obrázek 11 - Ofukovače, spínače pro jeden vůz - obsah setového boxu ... 58
Obrázek 13 - Takt 417, 418 layout ... 61
Obrázek 14 - návrh stojanu pro dlouhé brzdové trubky ... 63
Seznam tabulek Tabulka 1 - Takt 10/11 - náklady varianty 1 ... 52
Tabulka 2 - Takt 10/11 - náklady varianty 2 ... 52
Tabulka 3 - Takt 10/11 - náklady varianty 4 ... 53
Tabulka 4 - Takt 10/11 - srovnání variant ... 54
Tabulka 5 - Takt 311/312 - náklady varianty 2 ... 58
Tabulka 6 - Takt 311/312 - náklady varianty 3 ... 59
Tabulka 7 - Takt 311/312 - porovnání variant ... 59
Tabulka 8 - Takt 418 - zvýšené kusové náklady po redukci ... 62
Tabulka 9 - Takt 418 - náklady varianty 2 ... 64
Tabulka 10 - Takt 418 - náklady varianty 3 ... 64
Tabulka 11 - Takt 418 - porovnání variant... 65
13 Seznam zkratek
TPS = Toyota production system VSŠ = Výrobní systém Škoda JIT = Just-In-Time
FIFO = First In First Out
EOQ = Economic Order Quantity SMED = Single Minute Exchange of Die SOP = Start Of Production
EOP = End Of Production
14 Úvod
Na trhu automobilů panuje silná a globální konkurence. Stávající výrobci v boji o zákazníky tyto ovlivňují intenzivními marketingovými kampaněmi, vytvářejí z automobilu symbol životního stylu, prostředek vyjádření postoje či vlastností jeho majitele a mechanický stroj tak naplňují emocemi.
Zároveň zákazníky rozmazlují stále důmyslnějšími a sofistikovanějšími technologiemi. Aby si však výrobci udrželi své postavení na trhu, musí očekávání, jež u spotřebitelů vyvolávají, naplňovat stále novými, či obnovovanými modely, inovovat design a udržovat krok s tempem vývoje technologií u konkurentů. Současně se na trh tlačí i noví hráči z Asie, konkurující především nízkou cenou.
Je zřejmé, že výrobci se nachází v situaci, kdy je potřeba zároveň investovat do vývoje nových technologií, zajistit vysokou kvalitu výrobku, splnit očekávání zákazníků jak samotným výrobkem, tak i zachovat a posílit pozitivní vnímání firmy v dalších rovinách (ekologie, sociální pozice firmy apod.) a zároveň udržet cenu na konkurenceschopné úrovni. Firmy si uvědomují, že aby mohly tyto dva protichůdné požadavky skloubit, je potřeba mimo jiné neustále zlepšovat a zkracovat podnikové procesy, odstraňovat zbytečné činnosti nepřidávající hodnotu a odkrývat rezervy.
Zároveň při tom čelí výzvě, jak uřídit stále rostoucí komplexitu dílů vzniklou na základě neustálých inovací, úprav designu, nových modelů a jiných změn. Většina velkých automobilových výrobců proto již od devadesátých let studuje, přejímá a upevňuje metody štíhlé výroby (vyvinuté původně firmou Toyota), jež jsou soustředěné právě na zvyšování produktivity, jakosti a rychlosti reakce a umožňují tak zvládnout i komplexní procesy.
Tato práce byla napsána v podniku ŠKODA AUTO. Předmětem je optimalizace přípravy materiálu u montážní linky v závodě v Kvasinách. Na této lince se současně vyrábí tři modely (Superb, Superb Combi a Yeti) a nově přibývá čtvrtý (Seat Ateca). S rostoucí variantností dílů a přibývajícími modely je potřeba umístit k lince stále více čísel dílů materiálu a umožnit hladké zásobování výroby a současně udržet náklady na přijatelné úrovni.
Cílem této práce je předložit oddělení plánování výroby návrh řešení, jak umístit dodatečně přibývající varianty materiálu na třech konkrétních zadaných taktech montážní linky 1, kde v okamžiku zadání není možné za stávajících podmínek tyto dodatečné díly přidat.
Vzhledem k významu Výrobního systému Toyota a pozici Toyoty jako lídra a benchmarku štíhlého myšlení je teoretická část této práce věnována filosofii, konceptům a metodám Výrobního systému Toyota i Škoda. Oba systémy jsou nejprve ukotveny do socio-ekonomického kontextu vzniku, dále jsou představeny základní principy a následovně popsány jednotlivé stavební kameny. Na konci je provedeno vzájemné porovnání.
15 Praktická část se věnuje samotnému řešení problému. Jako úvod do situace slouží popis procesů a objektů souvisejících s přípravou materiálu u linky 1 přímo v závodě v Kvasinách, poté je pozornost věnována postupně třem problematickým místům. Ve všech případech je specifikováno zadání a následně je analyzována výchozí situace. Na základě analýzy jsou předestřeny možné varianty řešení včetně odhadované finanční náročnosti a po jejich porovnání jedna varianta doporučena.
16 1. Teoretická část
1.1 Výrobní systém Toyota (TPS)
1.1.1 TPS v historickém kontextu
Výrobní systém Toyoty je ucelený soubor filosofií, přístupů a postupů v řízení výroby, jež společnost Toyota Motor Company po druhé světové válce postupně zaváděla ve svých závodech a po prokázání jejich efektivnosti dále zlepšovala a rozvíjela. Koncepce aplikované v Toyotě na materiálový tok přirozeně vycházely ze situace, ve které se v té době firma nacházela – ekonomický stav firmy i celého hospodářství byl špatný, trh s automobily v Japonsku malý a produktivita práce devětkrát nižší než v amerických výrobních podnicích. Jak píše Taichi Ohno, otec Výrobního systému Toyota: „Náš problém spočíval v tom, jak snížit náklady výroby malých výrobních množství při velkém počtu typů vozidel.“ [1] Aby mohla být produktivita práce zvýšena na konkurenceschopnou úroveň, bylo potřeba identifikovat a odstranit veškeré plýtvání. Bylo definováno 7 druhů plýtvání (muda):
1. „Nadvýroba 2. Čekání
3. Doprava nebo přemisťování, které nejsou nezbytné 4. Nadměrné či nepřesné zpracování
5. Nadbytečné zásoby 6. Zbytečné pohyby 7. Vady
8. Liker [2]mezi plýtvání přidává ještě nevyužitou tvořivost zaměstnanců.
a následně byly procesy nastavovány tak, aby k nim nedocházelo. Toyota se soustředila na rychlost a kvalitu – byly např. snižovány seřizovací časy (1945-1955), měněn tvar linky do „L“ (1 pracovník začal obsluhovat 2 stroje – 1947) a do „U“ (1 pracovník obsluhoval 3-4 stroje - 1949).
Byla zavedena vizuální kontrola Andon ve výrobě (1950) a následně jako další krok autonomní automatizace (1955). Významnou změnu dosavadní praxe představovalo i odebírání dílů následujícími pracovními kroky (1948), následně supermarketový systém ve výrobní hale (1953) a kanban (1961) – aplikace těchto postupů umožnila realizaci Just in time konceptu. Předchozí výčet ukazuje, jak se postupy, které se v provozní praxi osvědčily, v následujících letech dále rozvíjely a zdokonalovaly a firma neustále pracovala na svém zlepšení. V šedesátých letech byl systém kanban rozšířen i na objednávky od externích dodavatelů a Toyota se zaměřila na předávání osvědčených postupů i jim. Během následujících dvou desetiletí se Výrobní systém Toyoty rozšířil
17 v japonských firmách a v devadesátých letech se nový náhled na snižování nákladů v průmyslové výrobě začal prosazovat převážně pod pojmem „lean“ i ve Spojených státech i v Evropě. Princip
„štíhlosti“ se postupně začal aplikovat na další průmyslová odvětví, na řízení celých podniků, dokonce i na administrativu a služby. „Toyota way“ se potvrdila jako efektivní způsob řízení za podmínek stále silnějšího postavení zákazníků na trhu právě soustředěním na zvyšování kvality a snižování nákladů. Slovy Taichi Ohno: „Hlavním cílem Výrobního systému Toyota bylo umožnit produkci mnoha modelů v nízkých počtech kusů“ [1].
Není proto divu, že metody štíhlé výroby byly v devadesátých letech v různé míře a v různých kontextech národních i firemních kultur přijaty téměř všemi západními výrobci automobilů [12] a štíhlá výroba se pro ně stala benchmarkem.
1.1.2 Principy TPS
Principy Výrobního systému Toyoty, jenž způsobil změnu paradigma ve výrobě a ovlivnil podniky celého světa, bývají zobrazovány ve formě domu. Střechu zakrývající celý dům představují cíle - nejlepší jakost, nejnižší náklady, nejkratší průběhové doby, nejvyšší bezpečnost a vysoká morálka - jež mají být dosaženy odstraněním plýtvání. Oproti stavu zobrazenému Likerem [2], přibyla mezi cíle i ochrana životního prostředí [14]. Dva nosné pilíře systému představují koncept just in time a jidoka (řízení jakosti na pracovišti) a prostor mezi nimi je vyplněn kontinuálním zlepšováním díky píli, angažovanosti a správnému přístupu lidí – zaměstnanců. Základy domu, na kterých stojí pilíře, představují stabilní a standardizované procesy, vyrovnaná výroba heijunka, vizuální řízení a filosofie firmy Toyota.
18
Obrázek 1 - Výrobní systém Toyota [2]
1.1.2.1 Just in time
Koncept Just in time požaduje dodat každému procesu jen tolik vstupního materiálu a jen tehdy, kdy je potřeba ke zpracování. To se týká jak jednotlivých výrobních kroků, tak i materiálu dováženého od dodavatelů. To v ideálním případě znamená úplné odbourání zásob, v reálné praxi postupné snižování zásob a řešení problémů, které se vynoří, když hladina pojistné zásoby, doposud problémy zakrývající, klesne. Metody, které umožňují realizovat JIT koncept jsou zejména nepřetržitý tok, systém tahu umožněný pomocí kanbanu a takt určený zákaznickými objednávkami.
Takt
Jedná se o tempo, jakým zákazníci odebírají hotové výrobky. Vzhledem k tomu, že v TPS filozofii se vyrábí jen to, co trh potřebuje, udává tempo zákaznických objednávek rychlost, jakou má výroba probíhat a zároveň umožní spočítat, kolik lze vyrobit. Cílem je synchronizovat pracovní cyklus s poptávkou a zabránit plýtvání z nadvýroby. Níže je výpočet času taktu [7]:
19
Č =č ý ý í č
ý í ž á í
Oproti tomu čas cyklu je „čas, který uběhne od zahájení jedné operace do jejího dokončení (jinými slovy čas jednoho opakování dané operace). Čas cyklu operátora je celkový čas potřebný pro vykonání operace včetně chůze, zakládání, odebírání, kontroly apod.“ [7]
V ideálním případě jsou časy cyklů sladěny s časem taktu.
Nepřetržitý jednokusový tok
Obecně „materiálový tok chápeme jako pohyb materiálů (surovin, polotovarů, rozpracovaných dílů, subdodávek apod.), který spojuje jednotlivé výrobní etapy nebo operace.“ [6] Podstatou myšlenky nepřetržitého jednokusového toku v TPS je seřazení výrobních procesů ve firmě za sebou, tak jak během práce na výrobku následují a tok dílů touto linií ideálně po jednom kuse.
Jedná se o opak klasické hromadné výroby, ve které jsou jednotlivé procesy rozděleny a umístěny podle funkcí a díly jsou vyráběny a zpracovávány v dávkách. Výrobní kroky seřazené v řadě za sebou umožňují přehledně vidět, jak dlouho výroba skutečně trvá. Dále minimalizují rozpracovanou výrobu a dávkové i pojistné zásoby mezi jednotlivými výrobními kroky a snižují i nutnost manipulace a přemisťování materiálu, popř. dokonce zaskladňování a vyskladňování mezi výrobními kroky. Důležitý dopad má tok i na jakost – následující proces odhalí vadný kus z předchozího výrobního kroku okamžitě, zastaví celou linku a nedopustí, aby bylo vyrobeno více vadných dílů. Naproti tomu u dávkové výroby může být reakční čas na problém ve výrobě výrazně delší, v nejhorším scénáři se vyrobí vadná celá dávka, která je takto dále zaskladněna a problém je odhalen až po určité době, kdy se díly dostanou k následujícímu výrobnímu kroku. To s sebou jednak nese vyšší náklady na předělávky/scrap a za druhé neumožňuje řešit problém okamžitě v momentu výskytu. V neposlední řadě výše zmíněná přehlednost lépe umožňuje odkrývat plýtvání, identifikovat činnosti nepřidávající hodnotu, zkracovat dobu průchodu výrobků podnikem a urychlit tak moment přeměny v materiálu vázaných nákladů do cashflow.
Pokud by měl být zajištěn kontinuální jednokusový tok, musí být výrobní linka dobře vybalancována, čas na vykonání operací na pracovištích musí být stejný nebo přibližně stejný.
Pokud toto platí, je další výhodou jednokusového toku neexistence úzkých míst.
Systém tahu
Tam, kde není možné využít ideálního jednokusového toku, ať už z důvodu fyzické vzdálenosti, či kvůli příliš rozdílným průběhovým dobám jednotlivých operací, je v řetězci operací nasazen
20 kompromis - systém tahu. Výrobní operace na pracovním stanovišti se uskuteční jen na signál potřeby vyslaný od následující výrobní operace. Začátek systému je na konci výrobního procesu a celý systém je v čistém pojetí spouštěn výrobním plánem finálních výrobků. Mezi jednotlivými pracovišti funguje princip supermarketu – jakmile si „zákazník“ - následující krok – v čase, kdy potřebuje, odebere vyrobené díly ze „supermarketu“ – tj. od předcházejícího kroku, předcházející spustí jejich výrobu tak, aby doplnil „v regálech“ odebrané množství. Praktickým nástrojem zajišťujícím systém tahu je kanban (kanban znamená v japonštině cedule – karta).
Jedná se v podstatě o specifickou variantu systému, jenž Sixta se Žižkou [4] nazývají Q-systém řízení zásob (model s pevným zásobovacím množstvím a signální zásobou). Zásadní rozdíl oproti standarnímu Q-systému spočívá v malém množství jedné dávky, časté frekvenci zásobování, samořiditelnosti a jednoduchém fungování systému. Mezi všemi oddělenými výrobními kroky, popř. mezi dodavatelem a skladem či skladem a výrobou, jsou nastaveny kanbanové okruhy.
Samotným kanbanem (= signálem pro akci) je v TPS papírová kartička. Ta je v okamžiku klidu připevněna k manipulačnímu prostředku materiálu a jednoznačně jej identifikuje. Ve chvíli, kdy si následující pracoviště odebere materiál, kartu odpojí a vrátí ji předcházejícímu pracovišti. V tu chvíli se pro pracoviště stává karta signálem, autorizací, ke konání (výrobě, doplnění). Když je odpovídající množství materiálu doplněno, je k němu kanban karta opět připevněna. Pro zachování funkčnosti tahového systému musí platit, že bez signálu nesmí žádné pracoviště konat a všichni zúčastnění musí zachovat přísnou disciplínu v dodržování pravidel. Základní verzí je dvoukartový systém. Ten se skládá z výrobní karty, která autorizuje výrobu dílu uvedeného na kartě a v množství uvedeném na kartě, a přepravní karty, jež autorizuje přepravu uvedeného materiálu mezi pracovišti. Výrobní karta neopouští konkrétní pracoviště, kterému je přiřazena, přepravní karta je určena pro pohyb mezi dvěma pracovišti. Pokud pracoviště spotřebuje vstupní materiál, sejme pracovník přepravní kartu z obalu, uloží ji na určené místo, kde ji vyzvedne manipulant. Ten od předcházejícího pracoviště odebere hotový materiál, sejme z něj výrobní kartu a připevní na něj kartu přepravní jako autorizaci pro přesun materiálu. Výrobní kartu umístí na určené místo, kde je pro pracoviště autorizací pro výrobu. Kromě tohoto v TPS používaného dvoukartového systému existují ještě alternativy – jednokartový systém, kanban, kde jsou karty nahrazeny barevně rozlišenými obaly, kanban, kde signál vydává počítač atd.
Porovnání s klasickým přístupem
Na rozdíl od výše uvedeného má tradiční systém výroby za cíl minimalizaci jednotkových nákladů výroby dosahovaných výrobou ve velkých dávkách a snahou o maximální využití kapacity stroje.
Vzhledem k velkým výrobním dávkám není vyvíjen velký tlak na snižování seřizovacích časů, časy výměny nástrojů a přípravků jsou dlouhé, což zase v kruhu vede k výrobě velkých výrobních
21 dávek. Procesy jsou řízeny centralizovaně, používá se z principu systém tlaku (rozpracovaná výroba je systémem protlačována dopředu).
Na zásoby je v TPS filosofii pohlíženo odlišně než v klasicky řízeném podniku. Základními funkcemi zásob [4] jsou funkce geografická (překlenování geografických vzdáleností mezi místy výroby a spotřeby), funkce vyrovnávací a technologická (vyrovnávají nesoulad v kapacitě mezi výrobními operacemi, ochraňují před nepředvídatelnými výkyvy na straně poptávky i zásobování, zlevňují dopravu snižováním jednotkových přepravních nákladů při přepravě většího objemu atd.) a funkci spekulativní (není předmětem této práce). Co se týče velikosti zásob, Sixta s Žižkou navrhují kompromis mezi co nejnižšími zásobami z důvodu vázanosti kapitálu a co nejvyššími zásobami s cílem udržení požadované úrovně splněných zákaznických objednávek. Naopak z pohledu filosofie TPS představují zásoby především plýtvání, které musí být v maximální míře odstraněno, a cíle kvalitativního, kvantitativního i časového splnění požadavků zákazníků má být dosaženo především kontrolou flexibility a rychlosti (seřazením výrobních procesů za sebou odpadá nutnost udržovat mezi jednotlivými stanovišti zásoby, jednokusový tok zvyšuje rychlost reakce, milkruny od dodavatelů umožňují časté zásobování malými množstvími) a kvality (správně vyrobený díl šetří čas a náklady na předělávky či dodatečné úpravy). Zároveň lze snižování zásob považovat za potenciál – za incentivu ke kontinuálnímu zlepšování v podniku. Postupným odstraňováním zásob se vynořují problémy, jež byly dosud zásobami přikryté a jejich řešení umožňuje podniku fungovat efektivněji a lépe. Jakkoliv není prakticky možné dosáhnout v reálném podniku nulového stavu zásob a výsledkem bude opět kompromis, bude tento kompromis díky výše uvedeným opatřením pravděpodobně signifikantně nižší než v klasickém řízení.
Rozdíl mezi klasickým a lean přístupem k zásobám zřetelně ukazuje Obrázek 2. Na něm je modře zobrazeno hledání kompromisu mezi náklady vázaného kapitálu a náklady na pořízení jedné dávky (náklady na zpracování objednávky/doprava/přeseřízení stroje apod.) – tzv. economic order quantity (EOQ) - a zeleně nové optimum – kompromis - po úpravě procesů v souladu s principy štíhlosti.
22
Obrázek 2 - Optimální pořizovací množství v klasickém přístupu (modře) a ve štíhlém podniku (zeleně) [3]
1.1.2.2 Jidoka
Druhým pilířem TPS je autonomní automatizace (jidoka), jež bývá nazýváná také „automatizace s lidskými rysy“. Opisně popsáno znamená jidoka propůjčení lidské inteligence strojům – funkcí stroje je nejen vyrobit díl, ale také zkontrolovat, zda není vadný a v případě nalezení nesrovnalosti okamžitě zastavit výrobu a upozornit obsluhu. Povinnost okamžitě zastavit linku (v pevně daném úseku) v případě kvalitativní nesrovnalosti či jiné odchylky od normálu má i obsluha. Po zastavení linky je problém zároveň viditelně signalizován (systém signalizace je nazývá „andon“ – pracoviště oznamuje problém světly, praporky, zvukovými signály apod.), což je podnětem pro příslušné pracovníky, aby se okamžitě dostavili na místo a nesrovnalost řešili. Linka se nespustí do té doby, dokud není problém vyřešen a kvalita opět stoprocentní. Smyslem tohoto opatření je vyřešení problému v okamžiku, kdy se stane a nepřenášení nedostatečné jakosti dále. Zároveň je levnější nedopustit výrobu více než jednoho vadného kusu, než dohledávat vadné díly později v dalších výrobních krocích, skladech, popř. řešit reklamace zákazníků. Důsledným uplatňováním systému jidoka je kvalita výrobků přímo zabudována do každého kroku výrobního procesu. Další metody podporující jakost jsou např. standardizované postupy, 5xproč a poka-yoke.
5x proč
Vzhledem k tomu, že smyslem kontinuálního zlepšování je řešit příčinu problému a ne jen odstraňovat symptomy, je součástí hledání příčiny v TPS právě analytická metoda 5x proč.
Smyslem je pokládání otázky proč minimálně pětkrát po sobě – Taichi Ohno vycházel z toho, že
23 pokud si pracovník na každou svou odpověď položí opět otázku „Proč?“, po pátém zopakování se dostane se až k jádru věci a řešením skutečné příčiny místo zdánlivé bude schopen zamezit opakování problému [1].
Poka-yoke
Jedná se o taková opatření, jež mají za cíl eliminaci především neúmyslné lidské chyby z výrobního či jiného procesu. Buď během procesu zabraňují vzniku chyby, popř. pokud už chyba vznikla, mají za cíl ji odhalit, upozornit na ni a umožnit její korekci.
Mezi nejčastější lidské chyby a jejich projevy patří dle IPA Slovakia:
„Nejčastější lidské chyby Druhy chyb
Zapomnětlivost Vynechaná montážní operace
Nepochopení, nedorozumění Špatná montáž
Chybná identifikace Nesprávné upnutí nového dílu
Nedostatek zkušeností Chybějící díl
Vědomé ignorování standardů Špatný díl
Nízká úroveň disciplíny na pracovišti Zpracování špatného dílu Nedbalost, nepozornost Nesprávné provedení operace
Pomalost, těžkopádnost Nenastavené zařízení
Chybějící dohled Uvolněný nebo vypadlý díl
Překvapení (neočekávané operace, …) Nesprávně připravené nástroje a přípravky
Sabotáž Vynechaná montážní operace
Zapomnětlivost Špatná montáž“ [15]
Často jednoduchými mechanickými či elektronickými opatřeními se dá vyřešit problém chybovosti na pracovišti. Pracovníci by neměli přemýšlet a soustředit se na provedení rutinních opakovaných kroků, tyto by měly být už ze své podstat „chybuvzdorné“. Kreativitu mohou pracovníci věnovat naopak kontinuálnímu zlepšování či řešení problémů. I samotný proces montáže tak může být urychlen.
Při každé zjištěné chybě by součástí řešení měl být zároveň návrh poka-yoke opatření, které by opakování takové chyby v budoucnu zabránilo. Liker [2] popisuje, že ve výrobních závodech Toyoty je ke každému poka-yoke zařízení vytvořený formulář, který shrnuje problém, kvůli němuž bylo zařízení zavedeno a popsány reakce a opatření v případě opakování chyby, a dále intervaly revize, zda metoda funguje správně. Na Obrázek 3 jsou zobrazena některá poka-yoke opatření.
24
Obrázek 3 - Poka-yoke [15]
Rozdíl oproti tradičnímu přístupu
Rozdílem mezi tradičním přístupem a TPS je zodpovědnost za jakost. V TPS je na na rozdíl od tradičně řízené firmy kvalita výrobku považována za úkol všech pracovníků v podniku. Všichni pracovníci mají povinnost kontrolovat přebírané výrobky a v případě odchylky od normálu možnost zastavit výrobu. Dalším důležitým faktorem je předcházení vadám ještě před náběhem výroby, ve fázi konstrukce (Design Review Failure Mode je metoda vycházející z FMEA - Failure Mode and Effects Analysis – a stavící na předpokladu, že každá změna v návrhu oproti fungujícímu a osvědčenému stavu přináší problémy). Naproti tomu v tradičním systému je hlídání kvality funkcí především oddělení kvality, které využívá metody zjišťování jakosti a mnohde používá jen statistickou kontrolu produkce a sledování zmetkovitosti. Navíc v tradičním západním přístupu k řízení výroby se manažeři vyhýbají zastavení výroby, neboť to navenek symbolizuje problémy a tudíž by to mohlo být bráno jako jejich neschopnost [2].
1.1.2.3 Heijunka
Vyrovnané pracovní zatížení je základem TPS a podmínkou fungování JIT systému. Jako ostatní metody TPS vznikl v praxi, v tomto případě jako reakce na problémy, jimž Toyota původně čelila po prvních pokusech se zavedením kanbanu. Je-li pracovní zatížení nevyrovnané („mura“), znamená to pro podnik mít pro případy výkyvů výroby směrem nahoru více výrobních kapacit a více materiálu, než je potřeba v průměru, a důsledkem je „muda“ – plýtvání. Nadměrné přetěžování lidí či zařízení v případě výrobních špiček („muri“) zas může vést k poklesu jakosti a možnému ohrožení bezpečnosti práce.
25 Vyrovnaný výrobní plán je rozvržen ne podle aktuálního pořadí objednávek od zákazníků, ale zakázky jsou v dohodnutém časovém období (např. 1 týden) řazeny tak, aby byl výrobní mix během směny rovnoměrně rozvržen dle odsouhlaseného klíče. Rovnoměrné rozvržení výroby stabilizuje celý systém, vytížení kapacit je v průběhu období vyvážené a rozkolísanost se nepředává předchozím článkům ve výrobním a dodavatelském řetězci, které se tak vůči ní nemusí bránit pojistnými zásobami.
SMED (Single Minute Exchange of Die)
Aby bylo ekonomicky realizovatelné rozvrhovat výrobkový mix do průběhu jedné směny, byla vyvinuta metodika SMED pro snižování času strojně operačních změn. V prvním kroku je třeba rozdělit činnosti během seřizování na interní – během nich je třeba bezpodmínečně vypnout stroj – a externí – lze je vykonávat, zatímco stroj běží. Ve druhém kroku se hledá způsob, jak co nejvíce interních činností převést do externích, a ve třetím se snižují časy obou způsobů seřizování odstraňováním neproduktivních činností. Výsledkem aplikace této metody jsou standardizované a zadokumentované postupy seřízení a podstatné snížení časů seřizování stroje a prostojů ve výrobě (např. z několika desítek minut na několik minut).
1.1.2.4 Stabilní a standardizované postupy
Součástí každého pracoviště v závodech Toyoty jsou standardní pracovní listy, jež obsahují 3 základní informace [1]:
• Čas taktu
• Sled pracovních činností – míněn je sled jednotlivých kroků, které zaměstnanec na pracovišti během práce na výrobku musí vykonat.
• Standardní materiálová zásoba na pracovišti
Pro kontinuální zlepšování procesů je nutné, aby veškeré procesy byly standardizované a zadokumentované a bylo tak jasné, co je základem zlepšování.
1.1.2.5 Vizuální kontrola
Podstatou tohoto bloku TPS je přehlednost pracoviště i celého závodu tak, aby bylo zodpovědným pracovníkům umožněno okamžitě rozpoznat odchylku od normálu – od standardního postupu.
Vizuální kontrola je základem velké části TPS postupů – např. andon informuje o problému na lince, přítomnost kanbanové karty na obale dílu o dodržování zásobovacího standardu, porovnáním
26 se standardními pracovními listy lze zjistit, zda je na pracovišti dodržován standardní postup atd.
Základem pro aplikaci vizuální kontroly je organizace pracoviště pomocí metody 5S.
5S (Seiri – seiton - seiso - seiketsu – shitsuke, popř. anglicky Sort – Set in order – Shine – Standardize – Sustain)
• Sort – Roztřiď – Pracoviště je třeba uklidit, zůstanou jen potřebné předměty, nepotřebné předměty musí být odstraněny
• Set in order – Uspořádej – Předmětům na pracovišti je třeba definovat pevné místo, kde budou vždy nalezeny a kam budou po skončení pracovního kroku vráceny. Rozmístění je vhodné zakreslit či jinak jednoznačně viditelně definovat přímo na podlaze pracoviště, ve skříňkách, krabicích s nářadím, přípravky či na pracovních stolech apod. a zároveň i zakreslit do layoutu pracoviště. Uspořádání je třeba optimalizovat s ohledem na eliminaci plýtvání – nářadí musí být po ruce, cesty pro materiál minimalizované atd.
• Shine – Čisti – Jedná se o udržování čistoty na pracovišti. Je standardizováno, co, kdy, kým a jak se bude čistit.
• Standardize – Standardizuj – Činnosti z přechozích bodů je potřeba standardizovat a všichni pracovníci musí být proškoleni, aby věděli, co mají dělat.
• Sustain – Udržuj
Po zavedení metody 5S je pracoviště čisté, organizované a přehledné, což umožňuje soustředit se na samotný proces a kvalitu výrobku. Pro zaměstnance takové pracoviště nese i výhodu příjemnějších a bezpečnějších pracovních podmínek.
Bezpečnost a ergonomie
Bezpečnost je jedním z cílů TPS, v zobrazení v podobě domu je částí střechy, postavena na roveň cílům nejlepší jakosti, nejnižších nákladů a nejkratších průběhových dob. Bezpečnost je tak součástí všech konceptů a metod TPS. Tak např. jednokusový tok (popř. malé dávky) omezuje nutnost manipulace s velkými paletami, malé zásoby materiálu u linky umožňují snadnou orientaci v prostoru a opět vyšší bezpečnost, pracoviště jsou uspořádána tak, aby se zaměstnanci mohli soustředit na práci a tu bezpečně, jednoduše, rychle a pohodlně vykonávat.
„Ergonomie je vědecká disciplína založená na porozumění interakcí člověka a dalších složek systému. Aplikací vhodných metod, teorie i dat zlepšuje lidské zdraví, pohodu i výkonnost. Přispívá
27 k řešení designu a hodnocení práce, úkolů, produktů, prostředí a systémů, aby byly kompatibilní s potřebami, schopnostmi a výkonnostním omezením lidí.“ [13] Předmětem studia ergonomie jsou faktory ovlivňující pracovní výkonnost člověka, např. fyzické parametry (rozměrové, pohybové – např. rozsahy pohybů trupu a končetin či energetické – např. síly svalových skupin), smyslové parametry (zrak, sluch, čich atd.), mentální parametry (vlastnosti a schopnosti - např. temperament, charakter, schopnosti vjemové, psychomotorické a intelektové atd.), spolehlivost lidského činitele, adaptace člověka na pracovní podmínky (např. zátěž, únava, vliv práce na směny či monotónní práce) a reakce na vlivy prostředí (osvětlení, hluk, chvění a otřesy, klimatické podmínky, barevné řešení) a hledání optima psychických a fyzických vlivů okolí na člověka v organizaci.
Příklady aplikace ergonomických poznatků v provozu jsou např. takováto opatření - materiál, nářadí či ovladače jsou umístěny v optimálním dosahu, těžké a namáhavé úkony jsou mechanizovány, pracovníkům je umožněna změna pracovní polohy, je umožněno pracovat v sedě atd..
Bezpečnost práce, stejně jako jakost je součástí práce všech pracovníků a všichni pracují na jejím zvyšování. Identifikace a eliminace rizik na pracovišti bývá někdy zahrnována do metodiky 5S jako šesté „S“ [17].
1.2 Výrobní systém Škoda
1.2.1 VSŠ v kontextu
Současnost je sice výrazně odlišná od japonského trhu po druhé světové válce, ale přesto je mnoho shodných rysů, jež neustále potvrzují vhodnost aplikace filosofie Toyoty a jejích metod pro současné automobilové výrobce. Stávající automobilový trh je vysoce konkurenční, a to na globální úrovni. Zavedené automobilové značky musí udržet kvalitu za současného snižování nákladů a růstu produktivity. Vzhledem k náročnosti zákazníků jim automobilky vychází vstříc čím dál vyšší individualizací, jež s sebou přináší nárůst komplexity – míry složitosti – kterou je potřeba zvládnout. Například cíle, stanoveného Růstovou strategií Škoda na rok 2018 (dosáhnout výroby 1,5 mil. vozidel ročně) [20], se automobilka snaží dosáhnout mimo jiné uvedením nového modelu (nového auta, derivátu či faceliftu) každého půl roku.
Pro další ilustraci komplexity dílů, kterou ŠKODA AUTO musí efektivně uřídit, dobře poslouží kusovník vozu Superb. V každém voze je přibližně 2.200 čísel dílů. Celkem však je k dispozici přes 11.000 platných dílů včetně jednotlivých variant a mezistupňů výroby. Pokud se zahrnou i
28 historické díly (tj. už neplatné), číslo přesáhne 31.000 dílů.1 Z uvedeného je jasně vidět složitost řízení a tempo změn, kterým zaměstnanci čelí.
Je vidět, že i přes veškerý technologický a sociální pokrok zůstávají v platnosti základní požadavky, s jakými se před 60 lety vyrovnávala Toyota – důraz na kvalitu, růst produktivity, snižování nákladů a schopnost kontrolovat výrobu velkého množství variant.
ŠKODA AUTO začala v druhé polovině devadesátých let analyzovat metodiku a zavádět postupy štíhlé výroby do svých provozů. V prvním desetiletí 21. století užití lean metod dále rozšiřovala pod souhrnným označením Výrobní systém Škoda. Koncem desetiletí následovala harmonizace výrobních systémů v rámci celého koncernu [21]. Pod názvem „Nový logistický koncept“ byly např. od roku 2009 zaváděny principy koncernového výrobního systému do podnikových logistik – v podstatě se jednalo o plán na lepší kontrolu a plynulost materiálových toků a jejich srovnání s tempem výroby udaným zákaznickými objednávkami jak vně podniku (dodávky od dodavatelů a návrat prázdných obalů častěji, v menších množstvích, milkruny, plány na překladiště), tak i v jednotlivých provozech (např. nahrazení jízd vysokozdvižných vozíků zásobujících montážní linky ze skladu okruhy s pravidelně jezdícími vláčky, snížení zásob u výrobních linek atd.). Plán tedy využíval a dále rozpracovával metody z Výrobního systému Toyoty jako je např. JIT. Ve firemních materiálech je význam změn popisován právě s důrazem na umožnění zvládnout stále větší komplexitu dílů.
1.2.2 Principy VSŠ
Výrobní systém Škoda je také zobrazován ve formě domu. Jeho základy představuje nivelizovaná a uhlazená výroba, eliminace plýtvání, standardizace, organizace práce a ochrana životního prostředí.
Pilíře představující základní principy jsou takt, tok, tah a perfektnost a střechou, cílem systému, je synchronní výroba orientovaná na tvorbu hodnot.
Na první pohled viditelným rozdílem oproti TPS je absence jednoznačných a všemi snadno uchopitelných cílů („nejvyšší jakost, nejnižší náklady, nejkratší dodací lhůty“ vers. „synchronní výroba orientovaná na tvorbu hodnot“).
1 Tyto údaje v sobě neobsahují veškeré barevné varianty, s nimi by počet dílů vyrostl výrazně výše.
29
Obrázek 4 - Výrobní systém Śkoda [21]
Pilíře i základy se dále dělí na metodické stavební kameny (jednotlivé koncepty a metody) a tyto jsou srozumitelně a přístupně popsány v samostatných interních prezentacích. Na úvod je vždy stručně představeno, v čem metoda spočívá, jaký je cíl jejího nasazení, postup zavádění, jaká opatření je nutné přijmout pro její realizaci a kde se používá. Vzhledem k tomu, že výrobní systém byl sjednocen v rámci celého koncernu, jsou popsána i případná specifika jednotlivých značek.
Pokud je potřeba, jsou součástí prezentace i standardní formuláře. Celá prezentace je vždy doplněna množstvím fotografií s uvedenými příklady z praxe.
1.2.2.1 Základy
5S
Výchozím bodem pro standardizaci a štíhlou výrobu je organizace pracovního místa pomocí metody 5S s cílem zajistit čisté, bezpečné a ergonomické pracoviště. Metoda je totožná s TPS, v pěti krocích je třeba roztřídit, vyčistit, zpřehlednit, standardizovat a udržovat pořádek na pracovišti. Požadovaný stav je vizualizovaný (např. vyznačen barvou na podlaze), zadokumentovaný, je sestaven plán čištění a jednou za měsíc provádí mistr s koordinátorem týmu audit 5S pracoviště.
30 9 druhů plýtvání
Pracovníci ŠKODA AUTO jsou školeni, jak při své práci rozpoznávat plýtvání a činit taková opatření, aby bylo odstraněno. Na rozdíl od TPS, kde je jednoznačně řečeno, že činnost buď hodnotu pro zákazníka přidává, nebo nepřidává, a pak je plýtváním, které je třeba odstranit, jsou činnosti rozděleny do tří skupin: 1) Činnosti se zjevným plýtváním, které je třeba úplně odstranit (např. nadprodukce, dodělky, hledání), 2) činnosti se skrytým plýtváním – takové, které nepřináší hodnotu, ale je potřeba je vykonat (přeprava, manipulace) – tyto je třeba snížit na minimum, 3/) činnosti s tvorbou hodnoty, jejichž podíl je třeba zvyšovat. Samotného plýtvání je definováno 9 druhů - 6 je totožných s plýtváním definovaným TPS2: 1. nadvýroba, 2. nadbytečné zásoby, 3.
čekací doba, 4. pohyb, 5. přeprava, 6. chyby/repase. Ještě sedmý druh – zbytečné procesy – se částečně překrývá s TPS plýtváním z nadměrného či nepřesného zpracování. Zbylé dva už se od TPS odlišují:
• Neergonomický způsob práce – zohledňuje možnosti a motivaci člověka ve výrobním procesu.
Neergonomické pracovní postupy mají za následek vedlejší tělesné zátěže, vícepráce ztrátu chutě a síly pro další práci.
• Nedostatečná/nadbytečná komunikace – zahrnuje např. chybějící informace, zastaralé podklady, příliš dlouhé porady, ale i zahlcení informacemi atd.
Naopak nevyužitá tvořivost zaměstnanců do plýtvání zahrnuta není.
Práce se standardy
Pomocí Demingova cyklu Plan – Do – Check – Act se za spoluúčasti zaměstnanců sestavují, zkouší, dokumentují a dodržují optimální průběhy procesů pro člověka a techniku bez plýtvání zdrojů. Standardy jsou závazné pracovní postupy zdokumentované ve standardních pracovních listech. Tyto jsou viditelně umístěny na každém pracovišti a za jejich obsah odpovídá projektant/průmyslový inženýr. Obsahují vykonávané činnosti v pořadí, jak jdou za sebou se znázorněním klíčových bodů tak, aby byly použitelné jak pro zaškolení nových zaměstnanců, tak pro případné odhalení odchylky od standardu v pracovním procesu. Standardizované pracovní činnosti jsou výchozím bodem pro proces zlepšování.
Ergonomie
Ergonomické požadavky mají být zohledněny již při plánování od fáze konceptu. Pracoviště jsou uspořádána tak, aby lidé nebyli přetěžováni a aby bylo zachováno zdraví všech zaměstnanců.
Zdůrazňovány jsou zejména fyzické požadavky – je třeba se zabránit např. nepřirozenému držení těla, namáhavým pohybům, manipulaci s předměty velké váhy, při práci ve stoje omezit rozsah
2 Jak je definuje Liker [2]
31 práce mezi výšku kolen a ramen, kde je to možné, umožnit práci v sedě (užívají se např.
ergonomické montážní sedačky) apod. Psychologické a sociální aspekty práce ve VSŠ vyloženě uvedeny nejsou.
Filmování
Filmování strojních i manuálních procesů se využívá jako nástroj pro dokumentaci, pro workshopy zabývající se optimalizací procesů a pro školení zaměstnanců.
Posouzení nebezpečí
Používá se standardní způsob hodnocení rizika. Pomocí pracovního listu pro zhodnocení nebezpečí a s podporou bezpečnostního technika je třeba odhalit případná nebezpečí na pracovišti a rozsah jejich následků. Výstupem matice z těchto dvou faktorů je potom zhodnocení míry rizika. Dále následuje rozřazení do skupin naléhavosti jednání pro jednotlivá rizika a stanovení opatření pro eliminaci nebezpečí. Zaměstnanci prochází školením bezpečnosti před započetím nové činnosti, pravidelně alespoň jednou ročně a dále při potřebě.
Optimalizace dosahové vzdálenosti
Jedná se o zdůraznění nutnosti přípravy materiálu, nástrojů či ovládání v optimální dosahové vzdálenosti pro vyloučení neergonomických pohybů a minimalizaci plýtvání kvůli nadbytečným pohybům. Naopak snahou je umožnit práci obou rukou s možností uchopení v bezprostředním poli pohledu či uchopení „na slepo“. Prostor okolo pracovníka je rozdělen do tří částí, ideální dosahový prostor je v rádiu 0 – 20 cm, dále následuje druhý prostor 21-50 cm, třetí dosahový prostor je v rozmezí 51 – 80 cm. Optimalizace dosahové vzdálenosti je samostatný metodický stavební kámen VSŠ, ačkoliv se v podstatě jedná o oblast ergonomie.
Techniky řešení problémů
Zaměstnanci jsou školeni v hledání skutečné příčiny problému, ve strukturovaném zpracování a uplatňování a kontrole trvalého řešení ať již při řešení ad-hoc problémů během pracovního procesu, či na workshopech. Pro sběr podkladů a popis problému je doporučeno využívat základní nástroje kvality (sběrné seznamy, Paretovu analýzu, korelační graf, histogram, graf postupu nebo toku, graf příčiny/účinku, regulační kartu, sloupkový graf a brainstorming, dále dotazy, mapování a sestavování matrice priorit. Aby byla nalezena skutečná příčina problému a učiněné opatření bylo skutečně účinné, je doporučeno využít metodu 2x 5x PROČ (nejprve se 5x ptá, proč problém
32 vznikl a u páté odpovědi, jež může být považována za jádro problémů, se opět 5x ptá, proč to nebylo odhaleno dříve). U zavádění opatření je doporučováno opět využít PDCA cyklus.
Školení a trénink
Školením a tréninkem je myšleno jednak získávání dovedností nezbytných k samotnému výkonu práce, tak i školení základů VSŠ, odhalování plýtvání a kontinuálního zlepšování. Výcvik probíhá buď ve školícím středisku, či přímo na pracovišti.
Vizuální management
Slouží k zobrazení stavu procesu, tak i ke zjištění odchylky od standardu. Používá se jak při při výrobním procesu (např. andon, standardní pracovní listy, řídící tabule zakázek), tak při organizaci materiálu (označení podlahové plochy pro palety, označení regálů, označení zastávek, standardizované zásobníky), u strojů (andon, tabule Total Productive Maintenance), či při organizaci práce (např. týmová tabule).
Shopfloor management
Pod tímto rámcovým pojmem se skrývá řízení na místě - ekvivalent Genchi Genbutsu (jdi do výroby) z TPS, dále efektivní komunikace, myšlení v cyklu PDCA a podpora VSŠ a kontinuálního zlepšování v podniku.
Zbylé dva metodické stavební kameny základů VSŠ jsou Týmová a skupinová práce a Ochrana životního prostředí.
1.2.2.2 Takt
Pevný zákaznický takt
Takt je daný zákaznickými objednávkami, ovšem jejich kolísání je uhlazeno na průměrnou úroveň, takt aby takt byl stejně dlouhý přes stanovené období (viz. výpočet u TPS). Tento takt je potom stejný ve všech výrobních oblastech. To umožňuje stabilní výrobu, standardizované a cyklické pracovní postupy, stabilní řízení sekvencí a umožňuje dobré plánování navazujících činností (logistika, údržba atd.). Pokud se změní trend zákaznických objednávek, je nutné změnit takt, ovšem tento lze měnit pouze na předem stanovených úrovních. Pevný takt hraje ve ŠKODA AUTO stejnou roli jako v Toyotě – udává rytmus celému závodu.
33 Vytaktování a tvorba hodnot
„Vytaktování je uspořádání operací k výrobě produktu ve správném pořadí montážních operací a optimální vytížení na každém pracovišti na základě zadané doby taktu.“ [23] Jde o jiný název pro balancování linky. Cílem je stoprocentní vytížení pracoviště se standardizovanou cyklickou prací a s minimalizací časového rozptylu v taktu mezi modely a deriváty. Rozptyl času může být uhlazen buď vytaktováním, optimalizovanou (zhuštěnou) přípravou materiálu (tj. příprava na speciálních stojanech, příprava v sekvenci apod.), pomocí předmontáže (umožňuje mimo jiné i zkrátit hlavní linku), pomocí speciální techniky (např. speciální nástroj pro tzv. „exoty“ – nestandardní výbavy), či nasazením zaměstnanců určených jen na operace na výbavách překračujících čas taktu. Grafy vytíženosti pracoviště lze tisknout přímo z výrobního systému FIS.
Práce v týmu prostorově orientovaná
Pracovní činnost v týmu mají být zorganizovaná tak, aby se v rámci dvou po sobě jdoucích taktech zástavbové prostory zaměstnanců nepřekrývaly a zároveň aby na jednom pracovišti byl minimální počet zástavbových prostorů, ideálně jeden. Zabrání se tak zbytečnému překážení a čekání jednoho pracovníka, až druhý dokončí svou práci. Pokud se jeden zaměstnanec na pracovišti pohybuje ve více zástavbových prostorech, pořadí operací by mělo jít proti směru výrobního toku. Pro lepší přehlednost jsou jednotlivé zóny auta odlišeny barevně – např. přední část vozu žlutou barvou, pravá část vozu oranžově atd.
Zaměstnanec pracující v jednom taktu
Cílem tohoto metodického stavebního kamene je, aby ideálně 1 zaměstnanec vykonal svou práci v hranicích jednoho taktu. Hranice taktu jsou viditelně označeny na podlaze montážní linky.
Zaměstnanec začíná pracovat, když výrobek přejede referenčním bodem hranice jeho taktu (vstup) a končí, když výrobek referenčním bodem přejede hranice taktu na výstupu.
Zařízení spojená s taktem
Jedná se o přípravky a provozní prostředky určené pro jeden konkrétní takt, jež se pohybují současně s výrobkem. Mohou být vedené buď stropem, nebo po podlaze a poháněné buď dočasným připojením k dopravníkové technice (např. magnetem), či tlačené pracovníky nebo s vlastním pohonem. Důvodem jejich nasazení je ergonomická optimalizace, redukce chůze a dodržení pracovního cyklu uvnitř taktu. Může se jednat o montážní vozíky, ergonomické montážní sedačky, odkládací plochy apod. Pokud by zapomenutý přípravek překročil hranici taktu, spustí se automatický andon pro koordinátora týmu.
34 1.2.2.3 Tok
Zásobníkové koncepty
Palety musí nejen umožnit dobrou manipulaci a skladovatelnost materiálu a zachování jeho jakosti, ale měly by i co nejlépe podporovat cyklickou standardizovanou práci a v mezích hospodárnosti zohledňovat i ergonomii pro plnění a odebírání dílů. Uložení v paletách by mělo zachovávat princip one touch, one motion (tj. díl by měl být uložen v poloze ihned umožňující montáž bez dodatečné manipulace). Je třeba využívat jen omezeného množství typů palet, speciální palety se používají jen tam, kde je to bezpodmínečně nutné a hospodárné. Obsah palet by měl být stanoven tak, aby se na lince udržel malý stav zásob.
Linkový logistik
Linkový logistik provádí logistické činnosti u linky (např. výměnu palet, odstraňování prázdných obalů, kompletování materiálu, přípravu materiálu v sekvenci, přebalování na stojany, popř.
jednoduchou předmontáž) tak, aby se pracovník montáže na lince mohl soustředit zejména na činnosti přidávající hodnotu.
Uspořádání předmontáží od tvaru rybí kosti
Smyslem je zkrátit hlavní výrobní linku (a tak i dobu průchodu) přesunutím částí předmontáží a operací do vedlejších linek synchronizovaných s hlavní linkou stejným taktem. Dopravní cesty mezi vedlejší a hlavní linkou mají být minimální, stejně jako zásoby (cíl 1 kus).
Vytaktované dopravní trasy pro zásobování
Vytaktovanými dopravními trasami zásobování se rozumí pevně stanovené zásobovací okruhy, v nichž rozváží materiál v dohodnuté frekvenci zásobovací vláček – tahač, který zároveň i odváží prázdné obaly a kanbanové karty a zajišťuje tak nepřetržitý a rovnoměrný tok materiálu.
Rychlá příprava
Cílem tohoto metodického stavebního kamene je minimalizovat časy přeseřízení /výměny nástrojů.
Ideálem je jednokusový tok s přeseřízením jedním hmatem bez zastavení stroje a s prvním dílem dobrým. Na workshopech snižujících časy přeseřízení se používá metoda SMED vyvinutá v Toyotě.
35 Dalšími stavebními kameny pilíře Tok jsou regálová technika, sekvenční přísun materiálu, příprava velkých dílů bez zásobníků a tvorba setů, jež jsou podrobněji popsány v praktické části.
1.2.2.4 Tah
Kanban
Vnitropodnikový koncept kanbanu je založen na systému užívaném v TPS. Základní podmínkou fungování jsou stabilní vyrovnané procesy, jež jsou zajištěny pevným zákaznickým taktem, stejně jako v TPS. Další pravidla pro hladkou aplikaci kanbanu jsou: konat jen na základě kanbanu, nepředávat vadné díly do dalšího procesu, dodat jen množství odpovídající počtu karet, obsah přepravky musí přesně odpovídat množství uvedenému na kartě, počet karet v oběhu se pravidelně kontroluje.
Mezi montáží a skladem funguje klasický kartový přepravní (odběrový) kanban. Před načetím nové palety sejme pracovník montáže kanbanovou kartu, hodí ji skluzem do kanbanové schránky, odkud ji vyzvedne pracovník logistiky na své pravidelné cestě. Vyzvednuté karty se shromáždí a vytřídí ve skladu, kde se na jejich podnět vyskladní odpovídající palety, karty se k nim připevní a odvezou se k lince.
Počet karet v oběhu se počítá pomocí vzorce:
= ∗ ∗
!"
K = počet karet kanbanu
V = počet spotřebovaných dílů za den
S = bezpečnostní zásoba s ohledem na nejistotu procesu Tk = počet dílů v jedné paletě
WBZ = čas mezi odběrem prvního dílu (tj. sejmutím kanbanové karty) a doručením plné krabice na linku (ve dnech). Zahrnuje čas, po který leží karta ve schránce, než ji vyzvedne logistik, čas dopravy na sběrné místo, čas vytřídění karet, čas přichystání materiálu a čas dodání na linku.
Alternativně je uveden elektronický kanban – signál spotřeby se vyšle načtením čárového kódu či RFID kódu prostřednictvím interního evidenčního a objednávkového systému Ineas - popř. obalový kanban – tok materiálu je řízen pevně přiřazenými obaly a jejich počtem. E-kanban se využívá i pro objednávky od některých dodavatelů.
36 Standardizovaná zásoba
Standardizovaná zásoba je hranicemi min-max určený stav zásob mezi dvěma výrobními zařízeními tak, aby se udržel materiálový tok. Minimální stav je určený vypočteným bezpečnostním množstvím pro každý proces. Maximální stav je bezpečnostní množství + 1 dodávka. Minimální a maximální zásoba má být vizualizována pomocí zelené a červené barvy na regálech či podlaze (popř. na tabuli nad stohovanými paletami), aby zásoby byly jednoduše kontrolovatelné a odchylky jasně rozpoznatelné.
Supermarkety v blízkosti linky
Supermarket je opět podrobněji popsán v praktické části.
1.2.2.5 Perfektnost
Nízkonákladová automatizace
Tam, kde byl pracovní proces již zoptimalizován s ohledem na odstranění plýtvání, je výhodné jej jednoduše, bezpečně a levně automatizovat, tj. mechanizovat s co nejmenším podílem techniky.
Vítaná jsou jednoduchá, chytrá a rychle realizovatelná řešení využívající zejména základních fyzikálních jevů jako je gravitace, tření, podtlak, magnetismus, či levná elektronická řešení.
Jeden dotyk, jeden pohyb (one touch, one motion)
Díl či pracovní proces má být navržen tak, aby pracovní činnosti byly prováděny s co nejmenší námahou, aby díly při montáži byly snadno ovladatelné, aby uchopení a urovnání probíhalo v přímočarém pohybu a bez dodatečné změny polohy, aby nebylo potřeba díly nastavovat, ale aby samy se umisťovaly, aby nebyla potřeba předběžné fixace či dotlačování a pracovník nebyl omezen v zástavbovém prostoru v náhledu. Východiskem pro určení optimálních postupů je princip
„demontáže“, tj. uchopit nástroj ve vzdálenosti max. 20 cm od ruky, demontovat díl, odložit nástroj i díl ve vzdálenosti max. 20 cm od ruky. Montáž by měla být stejná a stejně dlouhá, všechny ostatní činnosti při montáži jsou zbytečné a je třeba procesy zlepšit tak, aby byly odstraněny.
Poka-yoke
Osvědčená metoda z TPS se používá i ve ŠKODA AUTO. Záměrem jejího používání je, aby procesy byly z konstrukčního, organizačního a technického hlediska naplánovány takovým způsobem, že k lidské chybě vůbec nedojde. Odpovědní zaměstnanci z výroby a vývoje se učí
37 rozpoznávat možnosti chyby a stanovovat priority řešení nejen při řešení problémů v sérii, ale již při vývoji nového produktu během produktového workshopu, nebo při změně procesu.
Zastavení procesu při odchylce
Pro zajištění kvality jsou i ve škodováckých výrobních procesech instalovaná zařízení rozpoznávající automaticky odchylku od standardu (např. kontrola průběhu sil při nýtování či mechanická kontrola tloušťky plechu). V případě odchylky se stroj automaticky zastaví a vizuálně signalizuje druh a místo závady, jež má být urychleně vyřešena a trvale odstraněna.
Kvalitativní andon
I ve ŠKODA AUTO je zaveden andon jako pomůcka pro spuštění poplachu z důvodů odchylky od standardu, a to jak v kvalitě výrobku, tak i v procesu. Pracovníci výroby mají ve své blízkosti táhlo, pomocí kterého v případě potřeby signalizují vizuálně i zvukem problém a přivolají týmového koordinátora zodpovědného za jeho řešení. Pro řešení problému je k dispozici zadokumentovaný eskalační proces.
„Dirigent“
Jedná se o jednoduchou pomůcku pro pracovníky umožňující průběžně sledovat, zda pracovní krok dodržuje předepsaný čas, tak aby byl v souladu s pevným zákaznickým taktem. Může se jednat o vizuální signalizaci (např. elektronické odpočítávání vyhrazeného času, odpočítávání dílků, rozdělení taktu na montážní lince do několika úseků, jež jsou vyznačeny na podlaze apod.), či zvukovou signalizaci (např. akustický signál při překročení určité doby, hraní melodie apod.).
Zařízení sledující čas lze napojit na andon tabuli a při překročení vyhrazené doby spustit andon signál pro koordinátora týmu.
Nezávislost stroje na člověku
Jde o TPS princip autonomní automatizace – práce pracovníka a stroje má být oddělena, aby jeden nemusel čekat na druhého a oba byli optimálně vytížení. Zaměstnanec v době běhu stroje nemusí vykonávat řídící či dohlížecí funkci a může tak obsluhovat několik strojů, či v mezidobí vykonávat jiné činnosti tvořící hodnotu. Stroje jsou vybaveny zařízením, jež v případě odchylky od standardu proces zastaví.
38 TPM
„TPM (Total Productive Maintenance) je kontinuální proces, který preventivní údržbou za účasti všech zaměstnanců vede k optimálnímu využití technických zařízení.“ [23] TPM bývá v některých zobrazeních Výrobního systému Toyota umisťován do základů TPS „domu“, jelikož efektivní péčí o strojní vybavení zabraňuje prostojům, ztrátám výkonu či zmetkům a odstraňuje tak plýtvání ve výrobním procesu a zrovna takovou důležitost mu přikládá i ŠKODA AUTO.
1.3 Porovnání TPS a VSŠ
Základním rozdílem je, jakým způsobem oba výrobní systémy vznikly. Zatímco v Toyotě byly nové koncepty vymýšleny přímo ve výrobní praxi a z výroby v jedné oblasti se šířily do další, ŠKODA AUTO přebrala již hotovou a osvědčenou teorii a tu do praxe přenesla „shora“. V Toyotě zaváděl první změny původně přímo vedoucí výroby, ve Škodě mělo zavedení VSŠ na starosti oddělení Průmyslové inženýrství.
Dalším rozdílem jsou cíle. Zatímco v Toyotě jsou cíle (nejlepší jakost, nejnižší náklady, nejkratší průběhové doby, nejvyšší bezpečnost, vysoká morálka) okamžitě jasné každému pracovníkovi, z pojmu „synchronní výroba orientovaná na tvorbu hodnot“ nemusí být každému na první pohled zřejmé, co vlastně má být výsledkem celopodnikové snahy.
Na první pohled je viditelná i odlišnost struktury obou výrobních systémů. Ve Výrobním systému Škoda jsou pilíře rozděleny na metodické stavební kameny, které dále nejsou strukturované. Na stejné úrovni se tak nachází stavební kámen Pevný zákaznický takt s například Filmováním.
Stavebních kamenů je navíc celkem 40, což snižuje přehlednost a schopnost pojmout je. Dalším viditelným rozdílem je absence pozice lidí v hlavním zobrazení VSŠ (ačkoliv role lidí je v mnoha stavebních kamenech zdůrazňována).
Velká část metod je totožná v TPS i v VSŠ (např. 5S, Poka-yoke, kanban, TPM), jiné jsou upravené, přizpůsobené jiným podmínkám a jiné firemní kultuře (např. 9 druhů plýtvání oproti 8 v TPS), nebo jen zahrnuté pod jiným názvem (např. Gentchi genbutsu princip, který je v TPS jedním ze základů filosofie, je ve VSŠ skryt pod stavebním kamenem Shopfloor management). Některé metodické stavební kameny jsou pravděpodobně vlastní osvědčené postupy koncernu (např. práce v týmu prostorově orientovaná, zaměstnanec v jednom taktu apod.). Najdou se i body, kde se ve VSŠ pod stejným názvem skrývá jiný obsah než u Toyoty (např. kroužky kvality).
Hlavní myšlenky (odstranění plýtvání, pevný zákaznický takt udávající tempo výroby, tok, princip tahu, důraz na kvalitu jako zodpovědnost všech pracovníků a kontinuální zlepšování) však
