Wydajność produkcji oznacza terminowości dostaw i zadowolenie klientów

wydział obróbki skrawaniem stara się wytworzyć określoną liczbę części w wymaganej jakości w najbardziej wydajny sposób — i dostarczyć je na czas. Dawniej przedsiębiorstwa określały wydajność na podstawie zwrotu z inwestycji. Miarę sukcesu stanowiły nieprzerwane serie tysięcy lub setek tysięcy elementów, celem zaś było utrzymanie stałej mocy przerobowej jednej lub wielu maszyn. Zgodnie z takim trybem myślenia, wydajna była maszyna, która działała i wykonywała części.

Dziś producenci coraz częściej podejmują się zamówień na krótkie lub wielowariantowe serie, dostosowane do zmiennych potrzeb klientów. Partie mogą zawierać setki lub zaledwie kilka elementów. Jednak nawet jeżeli wszystkie maszyny w warsztacie pracują nieustannie, klienci mogą nadal czekać na części, które zamówili. Strategie zorientowane na wysokonakładową produkcję nie współgrają elastycznością i skomplikowanym planowaniem, których wymaga produkcja nastawiona na krótkie serie.

We współczesnym środowisku produkcyjnym prawdziwa wydajność produkcyjna osiągana jest poprzez odnalezienie elastycznej równowagi pomiędzy maksymalną mocą przerobową i terminowym wywiązywaniem się z rozmaitych zamówień poszczególnych klientów. Nacisk kładzie się na wynik końcowy: terminowość dostaw i zadowolenie klientów.

Kontrola jakości
Równoważąc popyt i podaż, producenci powinni dołożyć starań, aby utrzymać jakość produktu. Części o niedopuszczalnie niskiej jakości są przyczyną nieplanowanych zmian w harmonogramach produkcji, pochłaniają czas i pieniądze oraz przedłużają realizację dostawy. Chaotyczne planowanie prowadzi do przestojów w produkcji i sprawia, że maszyny nie są eksploatowane. Jednocześnie rosną koszty pracy personelu, który musi radzić sobie z nieprzewidzianymi konsekwencjami przestojów.

Jakość obrabianych w procesach produkcyjnych elementów określana jest na podstawie wymagań co do wymiarów i gładkości powierzchni. Dodatkową miarę jakości, czyli terminowość dostaw, można określić jako jakość procesu. Producent powinien kontrolować procesy tak, aby zaplanowany czas produkcji wystarczał do ukończenia zamówienia i dostarczenia go do klienta w umówionym terminie.




HQ_ILL_Total Quality.jpg

Zadowolenie klientów a osiąganie zysków
Używane w warsztacie maszyny mogą pracować nieustannie, jednak warsztat upadnie, jeżeli rozczarowani brakiem terminowości klienci przestaną kupować jego produkty. Troska o zadowolenie klientów jest celem głównym, ale skupianie się wyłącznie na ich satysfakcji może zagrażać dochodowości. Wprawdzie skoncentrowanie się na potrzebach klientów ma kluczowe znaczenie, jednak producent powinien dążyć do maksymalnej utylizacji swojego sprzętu, a jednocześnie spełniać ilościowe, jakościowe i czasowe wymagania klientów.

Ustalenia i planowanie
Aby produkcja przebiegała pomyślnie, konieczna jest dobrze skoordynowana współpraca pomiędzy grupami w obrębie firmy produkcyjnej. Jedna grupa składa klientom pewne obietnice odnośnie kosztów, jakości i czasu dostawy zamawianych części. Pozostałe grupy przynależące do firmy, w tym inżynierowie, pracownicy ds. zaopatrzenia oraz pracownicy warsztatu i administracji powinni zadbać o to, aby firma wywiązała się z tych obietnic.

Każda grupa inaczej definiuje wydajność. Pracownicy działu obróbki dążą do optymalizacji poszczególnych procesów obróbki skrawaniem, aby uzyskać maksymalną moc przerobową. Grupy niezaangażowane w proces techniczny obróbki skrawaniem skupiają się na podnoszeniu wydajności całego systemu. Ich analizy dotyczą takich aspektów, jak ogólna skuteczność wyposażenia (OEE) oraz produktywność pracowników.

Serce wydajności
Sprowadzając wydajność produkcji do metafory biologicznej, za serce każdej operacji produkcyjnej można uznać proces obróbki. Chociaż serce jest niezbędnym elementem każdego organizmu, nie działa samodzielnie. Stanowi część systemu, który obejmuje resztę ciała wraz z mózgiem.

Jeżeli sercem produkcji jest technologia obróbki, jej ciało stanowi całość firmy produkcyjnej, w tym inżynierowie, a także pracownicy ds. planowania operacyjnego oraz administracji. Mózg przedsiębiorstwa stanowi grupa pracowników, którzy koordynują wszystkie elementy systemu. Tak jak człowiek nie może kontrolować swojego pulsu siłą woli, tak i mózg nie może samodzielnie zdecydować, że serca ma bić szybciej. Analogicznie, proces obróbki skrawaniem nie zawsze można z racjonalnego punktu widzenia kontrolować.

W dzisiejszym świecie technologii cyfrowych i przemysłowego Internetu rzeczy (Internet of Things), ludzie, szczególnie młodzi, chcą odpowiedzi i jasnych reguł odnośnie do kontrolowania procesu obróbki. Niestety, w wielu przypadkach racjonalne reguły nie istnieją i konieczne jest zaakceptowanie nieprzewidzianych problemów związanych z obróbką skrawaniem, reagowanie na nie i rozwiązywanie ich.




HQ_ILL_Machining_Process_Production_System_And_Production_Environment

Nieoczekiwane problemy i niewykwalifikowani pracownicy
W idealnej sytuacji pracownicy warsztatu dysponują wiedzą, umiejętnościami i doświadczeniem, które umożliwiają radzenie sobie z nieoczekiwanymi problemami w procesie obróbki skrawaniem. Wielu producentów skarży się jednak na trudności w utrzymaniu bazy pracowników o odpowiednich kwalifikacjach. Sposobem na niedobór wykwalifikowanych pracowników mogą wydawać się szkolenia. Co zaskakujące, wielu właścicieli warsztatów twierdzi, że takie próby stanowią próżny trud, gdyż pracownikom brakuje pozytywnego nastawienia do nauki nowych umiejętności. Zdaniem przedsiębiorców, pracownicy, którym oferowano szkolenia techniczne, w wielu przypadkach uważają, że wiedzą już wszystko, czego potrzebują do pracy na wyznaczonym stanowisku, w związku z czym nie potrzebują dodatkowych szkoleń.

Całkowity czas produkcji
Analiza wydajności warsztatu i eliminacja strat mogą zapewnić dodatkowy czas na obróbkę, a przez to większą elastyczność i szybkość dopasowywania się do potrzeb klientów. Całkowity czas potrzebny do wyprodukowania części stanowi sumę wielu oddzielnych czynności. Obejmują one rzeczywisty czas obróbki, obsługę narzędzi, manipulację elementami, kontrolę jakości, nieplanowane problemy, czekanie, zadania administracyjne i inne.

Niektóre z tych czynności, takie jak wymiany narzędzia i manipulacja elementami, są konieczne i nie można ich wyeliminować. Poza niezbędnymi czynnościami warsztaty poświęcają także czas na nieprzewidziane sytuacje, takie jak zmiany w planowaniu, problemy jakościowe oraz oczekiwanie na brakujące narzędzia lub materiały do obróbki.

W jednym przypadku w warsztacie dokonano analizy kilku różnych działań związanych z obróbką części, aby określić ile czasu zajmuje każda z nich (Rysunek 3). Rzeczywisty czas obróbki skrawaniem stanowił 15 procent całkowitego czasu produkcji. Konfiguracja i oczekiwanie stanowiły jedną czwartą czasu, podczas gdy nieprzewidziane problemy, takie jak brakujące lub dostarczone z opóźnieniem oprzyrządowanie i przestoje w celu usunięcia nadmiernie długich wiórów stanowiły 25 procent. Dzięki skróceniu czasu poświęcanego nieprzewidzianym problemom, konfiguracji, obsłudze narzędzia, oczekiwaniu i czynnościom administracyjnym, rzeczywisty czas obróbki wzrósł do 50 procent (Rysunek 4). Zwiększony zasób czasu zapewnił warsztatowi większą elastyczność, umożliwiając dopasowanie operacji obróbki skrawaniem do wymagań konkretnego klienta.




HQ_ILL_Time_Spending_In_Machining_Production_Not_Optimized




HQ_ILL_Time_Spending_In_Machining_Production_Optimized

Nieprzewidziane skutki działań oszczędzających czas
Dzięki takiej samej analizie pod kątem oszczędności czasu potrojono w innym warsztacie ilość godzin, przez które wrzeciona skrawały materiał. W warsztacie tym odkryto jednak, że ilość wyprodukowanych części nie uległa potrojeniu.

Dalsze badania ujawniły kilka kwestii, które stanowiły przyczynę tego zjawiska. Poważny problem stanowił fakt, że pierwotny czas procesu obejmował zatępianie ostrych krawędzi poza obrabiarką. W toku działań mających na celu oszczędzanie czasu wykazano, że zatępianie krawędzi można skuteczniej przeprowadzać na obrabiarce. Jednak w momencie, gdy odbywające się poza obrabiarką zatępianie przeniesiono na obrabiarkę, całkowity czas pracy wrzeciona zwiększył się o czas operacji zatępiania. Sytuacja ta pokazuje, że oszczędzanie czasu w jednym obszarze może skutkować wydłużeniem czasu lub pozornym spadkiem wydajności w innym obszarze.
Wynika z tego wniosek, że zamiany operacyjne należy zawsze rozważać w kontekście całego procesu produkcyjnego. Jest to trudna do zachowania równowaga i nie ma ogólnych reguł, oprócz poszukania sposobów wykorzystana dostępnego czasu najefektywniej jak to możliwe.

Zmieniające się plany
Wydajność i elastyczność wymagają nieustannej adaptacji do zmieniających się wymogów produkcyjnych. Zmiany mają często zewnętrzne źródło, gdy klient modyfikuje projekt produktu lub zmienia liczbę wymaganych części. Zakład produkcyjny powinien reagować, dostosowując swoje plany. Może to jednak zaburzyć ogólny plan pracy warsztatu i sprawić, że odpowiedź będzie chaotyczna i pogłębi powstałe zamieszanie.

Gdy planowanie jest zdezorganizowane, niektóre zakłady przepuszczają części przez warsztat w sposób przypadkowy, pracując na każdej maszynie, która akurat jest wolna. Taka sytuacja może stać się błędnym kołem. Pojawiające się problemy z planowaniem mogą namnażać się niczym wirusy. Małe zakłócenie może ulec szybkiej eskalacji. Tak jak w przypadku wirusa w ludzkim ciele, powstałe zaburzenie może być bardzo trudne do pokonania.

Opcja rezerwowej wydajności
Jednym ze sposobów na zwiększenie wydajności i elastyczności warsztatu jest zapewnienie zapasowej wydajności obróbki. Koncepcja zapasowej wydajności jest dla większości warsztatów obca i dział finansowy może wyrazić zgodę na zainwestowanie w nowe moce przerobowe, jednak z zastrzeżeniem, że nowy sprzęt będzie eksploatowany. Dla tego rodzaju działów maszyna to inwestycja warta jeden lub dwa miliony euro (lub dolarów). Nie są w stanie pojąć, że maszyna nabyta jako rezerwa wydajności może stać i nie być regularnie używana. W rzeczywistości pełni ona bardzo ważną rolę: jest gwarancją satysfakcji klientów. Stanowi przydatną opcję zapasową, która zapewnia elastyczność i ułatwia rozwiązywanie nieprzewidzianych problemów.

W większości przypadków warsztat będzie zamiast zakupu zapasowej maszyny pracował na własnym sprzęcie tak długo, aż dojdzie do przeciążenia. Następnie sięgnie po pomoc podwykonawcy. Jeżeli jednak podwykonawca boryka się z takimi samym trudnościami w postaci nadmiaru pracy i niedoboru personelu, dojdzie jedynie do przeniesienia odpowiedzialności na inną stronę. Niezwykle trudno jest przekonać warsztaty do budowania wydajności rezerwowej, mając na uwadze, że będzie ona wykorzystywana rzadko lub wcale.

Długie czasy dostawy a dostawy terminowe
Presja, aby dostarczyć zamówienie w terminie, może wydłużyć rzeczywisty czas produkcji. Jeżeli zlecenie produkcyjne w normalnych okolicznościach zajmuje tydzień, ale klient chce mieć całkowitą pewność, że będzie ukończone na czas, warsztat może ustalić dwutygodniowy termin realizacji, aby zapewnić sobie zapas czasu. W innej sytuacji, jeżeli klient potrzebuje jednego elementu ukończonego w określonym czasie, warsztat może rozpocząć pracę nad dwoma elementami, aby mieć jeden w zapasie, gdyby coś nieprzewidzianego stało się z drugim. Takie prowizoryczne zabiegi niepotrzebnie marnują czas produkcyjny i w konsekwencji prowadzą do nietypowego wydłużania rzeczywistego czasu dostaw.

Wielozadaniowość
Innym, choć droższym, sposobem na zwiększenie wydajności i elastyczności jest wprowadzenie automatyzacji w postaci maszyny wielozadaniowej oraz puli palet. Warsztat może szybko zmienić zadanie przydzielone zautomatyzowanej komórce i używać palet do budowania i przechowywania przyszłych konfiguracji. Systemy tego typu można budować w oparciu o maszynę otoczoną paletami na elementy, z magazynkiem na wiele narzędzi — wszystko to obsługiwane przez robota. W takim układzie personel zmiany dziennej może ustawiać maszynę i palety do przetwarzania różnorodnych części, a nocna zmiana może zajmować się ich produkcją. To rozwiązanie jest niestety dość drogie i nie każde przedsiębiorstwo stać na taką inwestycję.

Przeszkody dla wielozadaniowości
Przeszkodę organizacyjną dla podejścia wielozadaniowego stanowi powszechna w zakładach praktyka porządkowania maszyn wyłącznie w oparciu o funkcję, czyli prowadzenie osobnego działu frezowania, toczenia itp. W wielu przypadkach lepszym rozwiązaniem jest łączenie maszyn w komórki, w których każda grupa maszyn ma pewne możliwości procesowe, przystosowane do konkretnych grup lub rodzin obrabianych elementów. Grupowanie maszyn według funkcji skłania również pracowników do postrzegania siebie w ograniczony sposób, np. jako operatora tokarki lub frezarki. Szkolenie operatorów w zakresie wielozadaniowości i obsługiwania różnych typów maszyn zapewnia warsztatowi elastyczność potrzebną do zrównoważenia wewnętrznych problemów wydajnościowych.

Wnioski
Współczesne podejście do wydajności produkcyjnej przywiązuje, oprócz szukania najlepszych sposobów na obróbkę części, dużą wagę do zadowolenia klientów. Producenci powinni równoważyć działania mające na celu zapewnienie terminowych dostaw z potrzebą osiągnięcia zysków. Oprócz optymalizacji operacji obróbki skrawaniem, poświęcania uwagi problemom związanym z jakością części i procesów, organizacja planowania w kontekście firmy produkcyjnej jako całości oraz nieustanna analiza elementów składowych czasu obróbki skrawaniem mogą w dużym stopniu zwiększyć czas dostępny na obróbkę części i skutkować wzrostem elastyczności i wydajności.

(pasek boczny)
Wspieranie nastawienia na wydajność produkcyjną
Rozwój strategii produkcyjnych stawia przed operatorami całą gamę nowych wyzwań. Wysoce zautomatyzowane narzędzia maszynowe, intuicyjne oprogramowanie i zaawansowane narzędzia skrawające zmniejszyły zakres obowiązków praktycznych operatora. Niestety, efektem ubocznym stosowania najnowocześniejszych technologii produkcji jest tendencja niektórych pracowników produkcyjnych do myślenia, że ich umiejętności zawodowe są wystarczające i nie trzeba ich rozwijać.

Wielu właścicieli warsztatów odkryło, że niektórzy pracownicy nie podchodzą entuzjastycznie do propozycji odbycia szkolenia zawodowego i uważają, że posiadane przez nich umiejętności wystarczą do wykonywania powierzonej im pracy. Tacy pracownicy nie wykazują się nastawieniem niezbędnym do rozwoju i awansowania w nowym środowisku produkcyjnym.

Tego rodzaju toku myślenia ilustruje flandryjskie przysłowie: „Nie ma sensu dawać świeczki i okularów do czytania sowie, skoro nie może lub nie chce czytać”. Amerykański odpowiednik brzmi: „Możesz doprowadzić konia do wodopoju, ale do picia go nie zmusisz”. W istocie, można dać ludziom wszystkie środki potrzebne do osiągnięcia celu, jednak jeśli nie chcą się zaangażować, starania pójdą na marne, niezależnie od miejsca na świecie.

W większości współczesnych zakładów produkcyjnych wyposażenie, oprzyrządowanie i programy do obróbki są obecne i odgrywają wielką rolę. W związku z tym ludzie stali się kluczowym elementem wydajności produkcyjnej. Wraz z myśleniem długofalowym wymaganą obecnie umiejętnością specjalną jest zdolność interpretowania procesu obróbki, przy czym nie chodzi o przeprowadzanie analiz za pomocą komputera, ale stanie przy maszynie, słuchanie i obserwowanie procesu.

Ogólnie rzecz biorąc, proces będzie sygnalizował swój stan, podobnie jak w przypadku człowieka, który może wsłuchać się w swój puls i określić, czy jest prawidłowy, czy nie. Takiej świadomości nie oblicza się za pomocą wzoru. Trzeba wiedzieć, na co zwrócić uwagi i jakie czynniki są korzystne w środowisku obróbki. Seco zapewnia szkolenia techniczne, wiedzę z zakresu obróbki skrawaniem oraz w wsparcie w wielu postaciach. Pracownikom mającym właściwe nastawienie Seco pomaga uczyć się i stosować w praktyce to, czego potrzebują do osiągnięcia sukcesu.

Autor:
Patrick de Vos, menedżer ds. rozwoju i edukacji technicznej, Usługi konsultacyjne Seco

 

  Zapytaj o więcej informacji…