Mit kell tudni egy termelésirányítási rendszernek – A kötegelt gyártás

Nézzünk meg egy olyan termelésszervezési részletet, amit a piaci rendszerek bántóan elhanyagolnak, holott alapvetően határozza meg a termelési fegyelmet és a hatékonyságot. Ez a kötegelt gyártás, a kötegek kezelése és könyvelése.
A KKV szektorban szint kizárólagosan ez a termelésszervezés található meg, bár ahány cég annyi fajta megoldást találunk majd, de a lényege mindegyiknek ugyanaz. Alábbiakban az a Termelésirányítási Tanulmányrendszerben (TT) található megoldásokat mutatjuk be. A kötegekre a „Batch” kifejezést használja a termelés, jelentősége abban van, hogy egy batchen belül a termékek környezete és a termékeket ért hatások azonosnak tekinthetők.

A gyártási környezet adatait, nem tarthatjuk nyilván termékenként ezért bevezetjük a köteg fogalmát úgy, hogy köteg néven képezzük a termékek azon csoportját, amelynek gyártási környezete ugyanaz, tehát feltételezhetjük, hogy a termékek is hasonlóak.
A termelés során sokféle termékköteget képezünk, de az alapokat tekintve ezek kétfélék lehetnek: szervezési kötegek és gyártási kötegek.

Szervezési kötegek
A gyártást megelőzően rendelkezni kell, hogy mikor, miből, mennyit, hol gyártsunk, mely során a szóba jöhető termékek köréből kiválasztunk egy csoportot. Ennek a kötegnek a választást befolyásoló (üzleti) környezete azonos. Ez akkor is igaz, ha a rendeléseket a beesésük sorrendjében gyártjuk le, csak ekkor a csoport számossága egy. A csoportok képzése történhet egy fázisban és történhet több fázisban, ahol a fázisok más-más érdeket képviselhetnek és történhet úgy is, hogy már a válaszkor optimalizálunk a termelés vagy a cég egészének az érdekei alapján. A választás történhet a vevői megrendelésekből, de gyárthatunk készletre és végezhetünk kapacitás lekötő alkatrészgyártást is. Minden kötegnél látnunk kell annak okát, felelősét és azt, hogy mennyire szolgálta a cég érdekeit.

Durvaprogram. A durva program egy megrendelt termékekből álló köteg, amivel a következő gyártási időszakra a vevői rendelési sorból legyártásra választunk ki termékeket. Az eljárás elsősorban a kereskedelmi igények kiszolgálására és a határidők ellenőrzésére szolgál és segítségével a kereskedelmi munka minősíthető.

163. ábra. Durvaprogram köteg

A tanulmányrendszerben az automatikus választás alapértelmezése úgy van beállítva, hogy a kiválasztott termékek gyártása egy hét teljes kapacitását kössék le, amihez készletfeltöltést is használhatunk. A durvaprogramban a cég kereskedelmi érdekei jelennek meg és az összeállítása során nem figyelünk gyártási érdekekre.

Napok. A durvaprogram gyártási időszaka napokra bomlik. A munkanapok kezelése a humánerőforrás-elszámolás miatt szükséges. A napokat az események dátuma hordozza, tényleges napokrabontás nem történik.

Műszak. A munkanapok műszakokra tagolódnak. Az operatív munkát úgy kell szervezni, hogy egy gyártási egység munkafolyamatai nem húzódhatnak át a következő műszakra. Ez egy ökölszabály.

Finomprogram. A finomprogram szervezési köteg olyan termékek halmaza, amely egy adott műszak tetszőleges, de jól meghatározott szakaszában lettek legyártva. A köteg többféle termékből, többféle mennyiséget tartalmazhat, ahol a termékek úgy vannak kiválasztva és sorrendbe állítva, hogy az anyagok és alkatrészek elférjenek a gyártócsarnokban és a gyártás optimális legyen. A finomprogram a gyártás érdekeit hordozza.
Tehát a TT rendszer az alábbi felosztást használja:

164. ábra. Szervezési kötegek

Gyártási kötegek
Többféle gyártási köteget is kezelni kell. A gyártási programban található adott termék adott méretű adagját neveztük batchnek. Ritkának mondható, hogy egy batch egy tételben legyártható, mert mindig felbukkan valamilyen fizikai korlát, a gép vagy a szállítóeszköz befogadóképessége, a termék mérete vagy súlya stb. A batchet ezért kisebb – a gyártási pontok között mozgó – gyártási és elszámolási egységekre kell bontani.

Első lépésben vezessük be a gyártási osztály fogalmát. Egy gyártási osztály azon termékek halmaza, amelynek gyártástechnológiája egy vezértechnológián alapszik, de a technológiában előre megadott pontokban az egyes műveletek vagy anyagok egy előírt véges készleten belül cserélődnek. A gyártási főosztályba a hasonló gyártási osztályok tartoznak. Ez azért előnyös, mert így a köteg adatokat (ill. azok egy részét) nem a termékeknél, hanem az osztályoknál és a főosztályoknál lehet megadni.

A következő érdekes fogalom a gyártási szálak. A technológiának mindig van egy belépési pontja, ahonnan a gyártás elindul. Sokszor előfordul, hogy a belépési ponttal párhuzamosan a technológia egy másik ponton is elindítható egy szakasz és az elsőtől függetlenül gyártható. Ezeket gyártási szállnak nevezzük.

165. ábra. A példákban használt gyártási szálak

A példában három ponton indul el a gyártás és mindháromhoz tartozik valamilyen logisztikai eszköz, amely egyúttal az elszámolás alapja is.

A gyártás történhet alkatrészgyártásként vagy Daisy Chain gyártásként.
Az alkatrészgyártás esetén a gyártási köteg jelentése lényegesen egyszerűbb. Adva van a megmunkálandó munkadarab egy adott mennyisége, amelyet egy gép mellett, egy munkatárs egy megadott műszakban megmunkál. Ezeket az alkatrészeket egy kötegszám (vagy batchszám) fogja egy egységbe. Az sem baj, ha a munkatárs ugyanazon a gépen vagy munkahelyen több műveletet végez, mert a gyártási körülmények a teljes batchre azonosak voltak, így a gyártási adatokat elegendő a batch-re nyilvántartani.
A Daisy Chain eljárás esetén már érdekesebb a kérdés. Ekkor egymást követően több művelet, több gép / munkahely és több munkatárs van. Ha tudunk olyan csomagot képezni, ahol egy-egy csomagban minden fázistermék gyártási adata azonos és ezeket nyilvántartjuk, akkor a termék (termékkód) és a csomag azonosítója egyértelműen megadja az adott csomag termékeire a gyártási körülményeket. Egy folytonos sorszám rendelhető a termékhez és egy másik a termékcsomagot képző töltethez. Az első nevezhető batch számnak, a töltet neve általában a típusára utal (pl.: parti, ill. parti-szám).

166. ábra. Alkatrészgyártás:1 – vegyes gyártás:2-4 – Daisy Chain gyártás:5

A kötegelt gyártás alapját adó batcheket mindig úgy képezzük, hogy egy műszak alatt legyártható legyen.

167. ábra. A termékek gyártása túlnyúlhat a műszakon

A példában a „B” termék gyártása több műszakot is felölel, de a „B1” batch csak az első műszakban létezik és a „B1” batchszám többet nem is fordul elő (hiszen egy folyamatosan növekvő sorszám). A „B1”, „B2” logikai azonosító mutatja, hogy külön-külön ezek a termékek azonos körülmények között lettek legyártva. A batch tovább bomlik elemi gyártási egységekre (az ábrán K1-K5). Az elemi gyártási egységek létrehozását szinte mindig valamilyen külső kényszer okozza. Pl. nem fér el több a gép mellett vagy a szállítóeszközön, nehéz a fázistermék, nagy a mérete stb. A munkahelyeken egyfogással egy gyártási egység kerül feldolgozásra. Ha pl. tálcával dolgozunk, akkor a munkahelyen egy tálca tartalmán (az ábrán hat fázisterméken) végezzük el ugyanazt a műveletet. Bx-Kx logikai azonosító azonban nem azonosítja magát a tálcát. Ha szükség van a fizikai azonosításra is (pl. adagszámkezelés esetén), akkor a tálcákat fizikailag is el kell látni egy azonosítóval (Tx).
A logisztikai eszközök és használatuk modellezéséhez meg kell határoznunk, hogy a fizikai logisztikai eszköz típusát és hogy mennyit képes valamiből tárolni. Az eszközök sokfélék lehetnek, de ezek egyike azok a művelti eszközök, melyek a gépek között mozgatják a fázistermékeket. Ehhez első lépésben össze kell gyűjteni a műveleti eszközöket.

168. ábra. Logisztikai eszközök adatai

Mint látható az eszközök megszámozhatók, elláthatók vonalkóddal és lehet tárhely adatuk is. Ezek elhagyása vagy az eszköz tárhelyként kezelése nem hiba, de egy nagyon primitív modellre utal. A kapacitás az eszköz alapértelmezett befogadóképessége. Ezt az értéket használhatja a rendszer, ha minden termékosztály azonos logisztikai eszközt tud használni. Ekkor a technológiában nem is kell megadni a logisztikai eszköz típusát vagy befogadóképességét, a batch képzés ennek hiányában is automatikusan megfelelően fogja meghatározni a szükséges eszközök (pl. műveleti-kocsik) számát.
A következő eset amikor termékfőosztályonként eltérő logisztikai eszközöket kell használni.

169. ábra. A gyártási főosztály adatai

Ekkor a termékfőosztálynál kell megadni a kapacitást, ami felülírja az eszköznél megadott alapértelmezést. Ha nincs logisztikai eszközt váltó művelet és a főosztályon belül minden gyártási osztály ugyanazt a műveleti eszközt használja, akkor ezt elegendő a főosztályoknál megadni.

Művelethez illeszkedő logisztikai egység
A mintacégünkben alapértelmezésben 15 darabos befogadású „2 részes nagy kocsit” használunk. A rendszer ezt állítja be, ha sehol sincs más megadva. A „Juliska” termékosztály azonban 5 db-os befogadóképességű kis kocsikat használ a „Piroska” termékosztály pedig 50 db-os befogadóképességű háromszintes kocsikat. A „Juliska” osztály egy gyártási szállal dolgozik, a „Piroska” pedig hárommal. Minden gyártási szálat önálló logisztikai eszközzel kell indítani, az „A” szál esetén 30 db-os befogadóképességű kocsikat, a „B” szál esetén „Tálcákat” használunk, a „C” szál esetén „Tornyokat”.
Nyilvánvaló, hogy pl. a kiszabott kárpit mozgatásához felesleges kocsikat használni, ehhez teljesen megfelel a lábakon álló dupla tálca is. Azaz maga a művelet mondja meg, hogy milyen logisztikai eszközt igényel. Ennek megfelelően egy 35 darabos gyártás így fog megjelenni.

181. ábra. Eltérő kapacitású műveleti-eszközök használata

Az ábrában az „A” szálon háromrészes kocsikat használunk, a „B” szálon tálcákat és a „C” szálon nagy tornyokat.

Ehhez a technológia megfelelő pontjában meg kell adnunk, hogy a gyártási ponthoz milyen logisztikai egység tartozik.

182. ábra. A logisztikai eszköz megadása az aktivitástáblában

Az alábbiakban 150 db Piroska osztályú termék gyártását rendeljük meg. A technológia tartalmaz eszközt, de nincs hozzá kapacitás megadva.

170. ábra. Kocsi kapacitás nélküli előírása az A szálhoz

A technológia által előírt „3 részes nagy kocsi” nem az alapértelmezett eszköz. Az eszközfőcsoportnál 50 db-ot engedélyezünk, így ez van érvényben és három kocsira lesz szükség. A „B” szál esetén a művelet gyártási lépésben 100 db-os tálcát írunk elő, így két csomagban történik a szabás. Láthatjuk, hogy a technológiánál megadott érték mindent felülírt. A „C” esetén 150 férőhelyes a „Nagy torony” így egy csomag keletkezik, ami egy eszközt igényel.

171. ábra. Logisztikai eszközhasználat

Belépve az elszámolásba pontosan látjuk, hogy milyen eszközt kell használni. A terminál minden előír, a munkatársaknak semmit sem kell kitalálni. Látjuk milyen eszközt kell használnunk és mekkora az elvi kapacitása az adott műveletnek (szabászat).

172. ábra. A szabászat elszámoló terminálja

Az anyagokat és az alkatrészeket a szakaszoktól függetlenül ömlesztve helyezzük ki a munkahelyekhez.

173. ábra. A munkahelyekhez színenként ömlesztve kerül ki az alkatrész.

Egy finomprogramban több batch is lehet
Egy finomprogramon és műszakon belül több termék is gyártható, de minden termék más-más batchszámot kap. A finomprogram mindig úgy van összeállítva, hogy az anyaga beférjen a csarnokba. Az azonos termékosztályba tartozó termékek elemi gyártási egységéhez ugyanaz a műveleti eszközt tartozik.

174. ábra. Egy műszakban több termék is gyártható

Az ábrán a K5-6 és a K7-8 termékek azonos gyártási osztályba tartoznak ezért ugyanazt a logisztikai egységet (most tálcát) használják.

Új gyártási csomag kezelése

A batchen belül nem minden művelethez tartozik ugyanaz a gyártási csomag. Ha például a fenti tálcák esetén tízesével kell csomagolni az árut, akkor megjelenik egy új gyártási egység.

Alább az elemi gyártási egység 6 terméket tartalmaz, de a csomagolás elemi gyártási egysége már 10. Ekkor a csomagolási műveletek száma a csomagok számával lesz arányos és nem a termékek számával. Ilyenkor azt mondjuk, hogy ez egy csomagarányos művelet, aminek az anyagszükséglete is csomagarányos lesz.

175. ábra. Csomagolási kötegek

A példában a „Csomagolás-3” művelet átlépné a batch határt, azaz a műszak végén a doboz nincs tele, ezért nem lehet készként elszámolni. Amikor meg a „B2” batchben akarják elszámolni, akkor meg az nem teljesül, hogy azonos körülmények között készült. Az ilyen műveletek esetén rögzíteni kell, hogy a gyártási egység lehet-e félig kész. Ha a csomag minden műveletét mindig el kell végezni, akkor a műveletet zártnak mondjuk, ha a gyártási egységet nem kell teljesen kész állapotra hozni, akkor a művelet nyitott.

Ha zárt művelet van előírva, akkor a műveletet vagy be kell fejezni (pl. túlórában) vagy el sem szabad kezdeni.

Főosztályonként eltérő gyártási egységek kezelése

Az sem mindig teljesül, hogy a gyártás csak egy gyártási egységet használ. Alább a B2 batchez más logisztikai egység van megadva, amit a rendszer a munkalapokon automatikus figyelembe vesz és a B2 batchhez más tálcát ír ki.

176. ábra. Több eltérő gyártási egységet is kezelni kell

A B2 batchben a T8-T9 logisztikai eszköz egy olyan termékhez tartozik, amelyik egy másik termelési főosztályban található és más (4 termékes) logisztikai egység is tartozik hozzá.

Osztályon belüli eltérések

Számolni kell arra is, hogy egy gyártási osztályon belül is többféle befogadóképességű eszközt kell kezelni, melynek szintén elvárjuk az automatikus kezelését. Erre akkor lehet szükség, ha kis rendeléseket is le kell gyártani és tartani akarjuk a vevői rendelések elkülönítését.

Az ábrán, ugyanarra a termékre van egy nagyobb és egy kisebb megrendelés. A kisebb automatikusan egy kisebb helyfoglalású gyártási egységet (pl. műveleti-kocsit) kap.

178. ábra. Azonos gyártási osztályok eltérő logikai egységhasználata

Ilyenkor az egységenkénti digitális (és papír) alapú munkalap eleve a rendelési méretnek megfelelő logisztikai egységet tartalmazza. Nem egyértelműen előnyös megoldás, alaposan meg kell fontolni.

Termékösszevonás nélküli gyártás.

Alapértelmezésben minden vevői rendeléstételből egy gyártási megrendelés keletkezik és minden gyártási tétel önálló batchszámot kap még akkor is, ha ugyanarról a termékről van szó..

179. ábra. Egy program – egy osztály – két batch

Ilyenkor általában több logisztikai eszköz szükséges a gyártáshoz, de a vevői rendelések osztása megmarad. A különálló batchek nem feltétlen eredményeznek kisebb hatékonyságot, ugyanis miután egymásután kerülnek gyártásra batchenként nem igényelnek gépállítást.

Tömbösítés

Nem igazán szeretjük, ha a gyártás látja a rendelésenkénti tagolást (és a megrendelőt), ezért szükség van olyan lehetőségre is, hogy az azonos termékeket egy batchbe vonjuk össze.

180. ábra. Termékek összevonása egy batchbe

A feladat mindkét esetben ugyanaz volt: 35 legyártandó termék az egyik batchben és 5 a másikban. Ha engedélyezzük az azonos termékek összevonását, akkor a feladat megoldható négy eszközzel.

A kevesebb logisztikai eszköz használata mindenképpen előnyös mert kiesnek a kocsik mozgatásának ideje (ami jelentős is lehet), de elszámolási nehézséget okoz, ha a termék igényel jelentősebb idejű batch műveletet, mert a kiírás megtörténik viszont a műveletet nem kell elvégezni.

A műveleti eszköz cseréje

A munkahely input területére beérkezik két eltérő gyártási szálon futó fázistermék, amely az összeépítés után nem fér el a bejövő műveleti eszközön.

183. ábra. Az összeépítés után a fázistermék nem fér el ugyanazon az eszközön

A technologizálási fázisban már tudjuk, hogy a két eszköz együtt elegendő lesz-e, vagy kell még egy eszköz vagy egy nagyobb új eszközre lesz szükség. Ha egy társ eszköz lép be, akkor biztosítani kell az eredeti és a bővítő eszköz megbonthatatlanságát. Ha egy nagyobb új eszközre van szükség, akkor azt meg kell jeleníteni a technológiában.

Összefoglalva

A szakaszos gyártásnál az azonosításhoz és elszámoláshoz tehát azonosítani kell a

• a durvaprogramot (pl. a hetet),
• a napot,
• a műszakot,
• a finomprogramot,
• a batchet,
• a gyártási egységet,
• a műveleti egységet,
• és újabb azonosítóra van szükség, ha az anyagok adagjait is figyelni akarjuk, ez lesz az adagszám.

 

Mindezek kezelését az ERP rendszernek biztosítania kellene és ez bizony nagy kihívás. A kisebb rendszerek többsége a szakaszos gyártás adatait egyszerűen figyelmen kívül hagyják ill. kezelését a munkatársakra terheli.

 

Kérdés azonban, hogy kell-e ennyire pontos (bonyolult) modellt használni? Az operatív munkatársak általában ragaszkodnak az egyszerű megoldásokhoz, amit azonban kezeljünk óvatosan mert a munkatársak és a cég érdeke eltérő.

A kérdést ketté kell választani.

• Mindenekelőtt szükség van pontos adatokra.
  Ez áttekintőképességet igényel, amely léte/nem léte a munkatársakban esetleg kellemetlen vizsgahelyzetet generál. Az adatok gyűjtésénél általában az derül ki, hogy az adatok tárolása korábban nem volt megfelelő, az adatok hiányosak vagy hibásak, amihez általában felelősség is megállapítható. Az adatok gyűjtése, javítása, rögzítése néha nagyon nagy munka, amely túlterheli az egyént és a közösséget.

• A rendszert üzemeltetni kell.
  A pontos rendszerek pontos mérésekre is lehetőséget biztosítani. Minden fontos működési paraméter mérhető és kimutatható a személyi hiba.
  Ezek rendszerek képesek az átfutási időt és az anyagfelhasználást optimalizálni, ami a váratlan események esetén megköveteli a szakszerű gyors beavatkozást.
  A munkatársak fegyelmezetlen munkája sok eseti beavatkozást igényel, a pontosan működő rendszerekben pedig ilyen funkciók nincsenek, ezért nagyon rugalmatlannak tűnnek.
  A rendszer az eddig a fejekben lévő tudást már központilag tárolja ezért nyilvánvalóvá válik a csereszabatosság.

És ekkor még nem beszéltünk arról, hogy minden változás ellenállást szül (a hatás ellenhatás törvénye itt is igaz).

 

Miután a hazai rendszerek a gyártás finom részleteit máshol sem kezelik, a részletek továbbra is a munkatársak fejében van (és így nem a cég tulajdona), a pontos rendszerek befogadásához szükséges újra-szervezések pedig elmaradnak, ezért a digitális termelésirányítás bevezetése a KKV szegmensben általában nem hozza meg az elvárható eredményt.