Förbättrad materialoch produktionsstyrning i kundorderstyrd enstyckstillverkning

Transkript

1 EXAMENSARBETE 2005:009 CIV Förbättrad materialoch produktionsstyrning i kundorderstyrd enstyckstillverkning ANDERS GUNNARSSON MARTIN NÄSLUND CIVILINGENJÖRSPROGRAMMET Luleå tekniska universitet Institutionen för industriell ekonomi och samhällsvetenskap Avdelningen för industriell logistik 2004:009 CIV ISSN: ISRN: LTU - EX /9 - - SE

2 FÖRORD Förord Vi vill ta tillfället i akt att tacka alla som varit behjälpliga under examensarbetets gång och ställt upp på frågor och funderingar av alla de slag. Ett speciellt tack riktar vi till handledare Thomas Tärnblom, verkstadschef på ABB Machines och Anders Segerstedt, professor i industriell logistik vid Luleå tekniska universitet. Västerås Anders Gunnarsson Martin Näslund II

3 SAMMANFATTNING Sammanfattning Arbetet har syftat till att undersöka möjligheter till förbättringar av material och produktionsstyrningen vid ABB Machines i Västerås med målet att skapa underlag för förbättrad planering, minskad kapitalbindning och ökad leveransprecision. Det har omfattat planering från huvudplanering ner till verkstadsplanering och berört materialflödet från underleverantör fram till att produkten är färdig för leverans. Förbättringsmöjligheter inom produktionsteknik eller kvalitetsteknik har inte behandlats. ABB Machines enstyckstillverkar växelströmsmotorer i axelhöjder från 710 till 1250 mm mot kundorder. Leveransprecision mot kund och kvalitet är företagets främsta konkurrensfördelar. Nulägesanalysen visade på förbättringsmöjligheter inom lagerstyrning, kapacitetsplanering och produktionsuppföljning. Den visade även på ett otillfredsställande utnyttjande av affärssystemet i planeringsprocessen. Lagerstyrningen av företagets huvudförråd har varit eftersatt under en längre tid och centrala styrparametrar som orderkvantiteter och säkerhetslager har inte uppdaterats. Examensarbetet har gett underlag för uppdatering av dessa parametrar och visar även på möjligheter till sänkt totalkostnad för lagerstyrningen. Kapacitetsplaneringen i företaget görs i dagsläget i styck för hela verkstaden. Detta ger en otillfredsställande bild av beläggningsläget då variationer i ledtid inte tas i beaktande. Författarnas förslag är att införa en kapacitetsplanering i timmar med hjälp av kapacitetsbehovsprofiler där kapacitetsbehovet är ledtidsförskjutet till de tidpunkter där behovet uppkommer. Detta skulle ge en bättre bild över planerad beläggning och en möjlighet att utjämna toppar och dalar i kapacitetsbehoven. För att få ytterligare underlag för analys av produktionen rekommenderar författarna förbättrade mätningar av nyckeltal inom produktionen. De mätningar som bör följas upp är genomloppstid, PIA, leveransprecision och utnyttjandegrad. En veckorapport har utarbetats där mätningar samlas och i anslutning till denna beskrivs på vilket sätt de bör analyseras. En övergripande modell för hur planeringsarbetet av produktion och material bör utföras från huvudplanering till verkstadsplanering har tagits fram där affärssystemet används i större utsträckning. Detta ger en samlad bild av produktionsläget och en gemensam informationsdatabas vilket minskar risken för informationsbrister. III

4 ABSTRACT Abstract This thesis has evaluated the possibilities of improved material and production control at ABB Machines. The main objective of the thesis has been to create a foundation to improve the planning process, to reduce cost of inventory and to achieve improved delivery performance. ABB machines are producing large, single item AC-machines to order in the shaft height range of mm. Main competitive priorities are on time deliveries and high performance products. The analysis of the present situation shows possibilities of improvements in the areas of inventory control, capacity planning and measurements. Another area of improvement is to really use the company s ERP-system in the planning process. By updating the parameters important to inventory control the authors have showed that the total cost of inventory control can be reduced considerably. The present capacity planning method is not well suited to the planning environment and does not consider differences in lead time between the products. Capacity planning bills are suggested which take the differences in lead time in to account. To be able to analyse the company s production performance the authors set up a table for weekly control of key performance measures. Important measures are lead time, WIP, on time delivery and utilization of bottleneck resources. IV

5 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 1 INLEDNING FÖRETAGET BAKGRUND SYFTE OCH MÅL AVGRÄNSNINGAR PRODUKTEN METOD FALLSTUDIE OBSERVATIONER INTERVJUER LITTERATURSTUDIER DATAINSAMLING RELIABILITET OCH VALIDITET TEORI DEFINITIONER AV CENTRALA BEGREPP KUNDORDERPUNKTEN PLANERING Sälj och verksamhetsplanering Huvudplanering Orderplanering Verkstadsplanering LAGERSTYRNING ABC-analys Bestämning av orderkvantiteter Bestämning av säkerhetslager och säkerhetstid METODER FÖR MATERIALPLANERING Nettobehovsplanering Orderbunden materialförsörjning Beställningspunktssystem Tvåbingesystem och Kanban KAPACITETSPLANERING Beräkning av kapacitet METODER FÖR KAPACITETSPLANERING Kapacitetsplanering med produktionsenheter Kapacitetsbehovsnycklar Kapacitetsbehovsprofiler Kapacitetsbehovsplanering (CRP) KAPITALBINDNING KÖTEORI GRUNDDATA V

6 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 3.11 FÖRBÄTTRINGSARBETE NULÄGESBESKRIVNING FLÖDET Ankommande gods Plåtverkstaden Rotortillverkning Härvverkstaden Lindningen Monteringen Provrum Målning och packning PLANERING Huvudplanering Orderplanering Verkstadsplanering INKÖP ANALYS AV VARIABILITET VARIABILITET I PROCESSERNA LEVERANSPRECISION HUVUDPLANERING Kapacitetsplanering ORDERPLANERING Orderbundet material Huvudförrådsmaterial Veckoförrådsmaterial VERKSTADSPLANERING LEVERANTÖRSPRECISION RUTINER FÖR MATERIALHANTERING KAPITALBINDNING FÖR KUNDORDER I ARBETE RESULTAT OCH SLUTSATSER VAL AV FÖRBÄTTRINGSFÖRSLAG SOM ANALYSERAS DJUPARE UTFORMNING AV LÄMPLIGA MÄT OCH STYRTAL Leveransprecision Genomloppstid och produkter i arbete Buffertnivåer Utnyttjandegrad Tolkning av mätvärden FÖRBÄTTRINGSMÖJLIGHETER FÖR STYRNING AV HUVUDFÖRRÅD FÖRBÄTTRINGSMÖJLIGHETER FÖR STYRNING AV ORDERBUNDET MATERIAL VI

7 INNEHÅLLSFÖRTECKNING 6.5 NY MATERIAL OCH PRODUKTIONSSTYRNINGSPROCESS SAMMANFATTNING AV FÖRBÄTTRINGSFÖRSLAG Förbättrad kapacitetsplanering Planering utifrån tider i SAP R/3 istället för progressrapporten Förbättrad styrning av huvudförrådet Rutiner för materialhantering Förbättrad leverantörsprecision Mätning och uppföljning DISKUSSION REFERENSER BILAGOR VII

8 INLEDNING 1 Inledning I detta kapitel ges en bakgrund till problemet samt att syfte, mål och avgränsningar redovisas. En kort beskrivning av företaget och produkten ges också. 1.1 Företaget ABB Machines tillverkar synkrona och asynkrona växelströmsmaskiner med axelhöjder över 710 mm. Här tillverkas även traktionsmotorer med försäljning till tågindustrin. Företaget har en omsättning på ca 700 miljoner och en personalstyrka på drygt 300 personer där ca 2/3 är verkstadspersonal. Huvuddelen av försäljningen går på export men en betydande del tillverkas till svenska maskinbyggare som i sin tur exporterar sina anläggningar vidare. Huvudsakliga slutkunder finns inom kraft-, process- och kemi-olja-gas industrin. Som konkurrensfördelar använder sig ABB Machines sig främst av en hög kundanpassning, kvalitet och leveransprecision. Det mervärde som kundanpassningen tillsammans med den höga kvalitén ger kunden möjliggör att förtaget kan ta ut ett högre pris än konkurrenterna på sina produkter. Leveransprecisionen är viktig då maskinerna ofta är en del i ett större projekt som kunden bedriver där en sen leverans kan innebära ett stopp som blir kostsamt. 1.2 Bakgrund ABB Machines har under en längre period haft en ökning i producerade volymer vilket ställer högre krav än tidigare på att material och produktionsstyrningen fungerar tillfredsställande. Under 2003 hade företaget stora problem med förseningar något som dock förbättrats avsevärt under 2004 vilket kan ses i Figur 1.1. Leveransprecision 100% 80% 60% 40% 20% 0% sep-02 nov-02 jan-03 mar-03 maj-03 jul-03 månad sep-03 nov-03 jan-04 mar-04 maj-04 Figur 1.1 Leveransprecision mot kund Glidande medelvärde (3 mån) Leveransprecision per månad Att leverera i tid till kund är något som är viktigt då en försening kan bli dyr i form av förseningsböter. Material och produktionsstyrningen upplevs dock inte 8

9 INLEDNING fungera tillfredsställande med frekvent förekommande omplaneringar och materialbrister. Med denna bakgrund vill ABB Machines att en analys av material och produktionsstyrningen görs för att hitta förbättringsmöjligheter. 1.3 Syfte och mål Syftet med examensarbetet är att utifrån en analys av material och produktionsstyrningen utarbeta förbättringsförslag med målet att skapa underlag för en förbättrad planering, ökad leveransprecision och reducerade kapitalbindningskostnader. 1.4 Avgränsningar Produktionen av traktions- och likströmsmotorer kommer inte att analyseras eftersom dessa produktionsflöden är separerade från de synkrona och asynkrona maskinerna. Störningar i flödet uppkomna av kvalitets eller produktionstekniska brister kommer heller inte att bearbetas då de inte faller inom ramen för ämnesområdet. 1.5 Produkten De synkrona växelströmsmaskinerna kan användas både som en motor och som en generator. För att bruka den som generator krävs att en ång- eller gasturbin kopplas mot drivaxeln och på så sätt kan ström genereras. Generatorn kan liknas vid ett litet portabelt kraftverk och används exempelvis på oljeplattformar. Som motor ligger de främsta applikationerna i pappersmassaindustrin, som raffinörer för utvinning av olja och gaser samt som kompressorer för luftseparering för framställning av gaser. Asynkronmaskinen, till skillnad från synkronmaskinen, kan bara brukas som motor. Konstruktionen av asynkronmaskinen är enklare och därmed billigare att producera, verkningsgraden är dock lägre jämfört med synkronmaskinen. I Figur 1.2 visas en översiktlig produktstruktur för både en asynkron och synkron maskin. Mer detaljerade produktstrukturer kan ses i bilaga 3. Den längsta ackumulerade ledtiden för både synkron och asynkron maskin är tiden det tar att producera en stator. Denna tid skiljer sig dock åt beroende på maskinutförande. 9

10 Produktstruktur INLEDNING Färdig maskin Endast asynkron Matare Rotor Stator Endast synkron Rotorspolar Rotoraxel Stansad elplåt Härvsats Plåtlagd stator Synkron & Asynkron Figur 1.2 Schematisk bild av en produktstruktur för en maskin Trots att varje maskin är kundanpassad så har en uppdelning gjorts i produktfamilj, produkttyp och utförande, detta för att underlätta i planeringsarbetet. Utifrån produktfamiljerna synkron och asynkron maskin bestäms produkttypen av axelhöjden. Synkronmaskinen finns i axelhöjder mellan millimeter och asynkronmaskinen i axelhöjder mellan millimeter. Varje produkttyp har tre utföranden, standard, normal och special beroende på mängden kringutrustning och om en likadan maskin är tillverkad förut. Applikationen maskinen är ämnad att användas till bestämmer till stor del vilken kringutrustning som krävs till maskinen. I Bild 1.1 ses en färdig synkron maskin. Bild 1.1 Färdig synkron maskin AMS

11 METOD 2 Metod I detta kapitel redovisas den metodik som legat till grund för de undersökningar och analyser som gjorts under arbetet. 2.1 Fallstudie Metoden som använts för arbetet har varit en fallstudie utförd på tillverkningen av växelströmsmotorer vid ABB Machines. Valet av fallstudie som metodik gjordes för att skapa en bild över problemområden och utifrån detta utarbeta förbättringsförslag. Fallstudien har involverat den interna leveranskedjan från beredning av produkten till slutförd produktion. Ejvegård, (2003), anser att fallstudie är väl anpassat som metodval när problemställningen är odefinierad. Möjligheten finns då att definiera problemet under arbetets gång. Ytterligare fördelar med en fallstudie är att många olika variabler kan behandlas parallellt och att en stor närhet fås till analysobjektet. 2.2 Observationer För att få en övergripande bild av produktionen utfördes en två veckors praktikperiod i produktionen på de olika produktionsavsnitten. Syftet med praktiken var att få insikt i vilka problem som uppstår, vad de beror på och om de kan härledas till bristande material och produktionsstyrning. Här skapades även en god bild över flödet och produkten. Observationerna sammanställdes och dokumenterades i slutet av varje arbetsdag. 2.3 Intervjuer Intervjuer har förts med respondenter utvalda i samråd med handledaren på ABB Machines. Frågorna som ställdes var av icke strukturerad art där öppna svar användes. Innan intervjuerna fastställdes dock de mest centrala frågorna på vilket intervjun baserades. Vid intervjutillfället fördes separata anteckningar av båda frågeställarna och en sammanställning av dessa gjordes i direkt anknytning till intervjutillfället. Eventuella oklarheter från intervjun har klargjorts genom kompletterande intervjuer. 2.4 Litteraturstudier Utifrån de problemområden som identifierades under praktikperioden och intervjuer med personal gjordes grundliga litteraturstudier av vetenskapliga artiklar, tidigare examensarbeten och böcker rörande ämnesområdet material och produktionsstyrning. Litteraturstudierna har fortsatt parallellt med det övriga arbetet under resterande tid. De vetenskapliga artiklarna hämtades från de artikeldatabaser som Luleå tekniska universitet tillhandahåller åtkomst till. Främst 11

12 METOD har Elsevier Science Direct, Emerald, Compendex och Applied Science and Tech Plus använts. 2.5 Datainsamling Mätdata relevant för arbetet har hämtats ur företagets affärssystem SAP R/3. Viss bearbetning och sammanställning har utförts av insamlad sekundärdata i Microsoft Excel för att möjliggöra analys. 2.6 Reliabilitet och validitet Realibitet och validitet definieras av Ejvegård, (2003) på följande sätt: Med reliabiliteten menas tillförlitligheten och användbarheten av ett mätinstrument och av måttenheten. Med validitet avses att man som forskare verkligen mäter det som man avser att mäta Genom att föra intervjuer med olika personer rörande samma ämnesområde har en mer objektiv bild kunnat bildas, något som höjt reliabiliteten på intervjuerna som förts. Ledande frågor har försökte undvikas i största möjliga mån. Detta är något som Ejvegård, (2003) hävdar är svårt att undvika vid muntlig kommunikation och kan ha påverkat reliabiliteten. Vid framtagning av data från företagets affärssystem har validiteten kontrollerats genom att mätvärdenas rimlighet har verifierats av ansvariga personer. 12

13 TEORI 3 Teori I detta kapitel beskrivs den teoretiska referensram som arbetet bygger på. 3.1 Definitioner av centrala begrepp Definitionerna för begrepp skiljer sig mellan olika läroböcker och artiklar. För att få en enhetlighet i rapporten har följande definitioner för centrala begrepp använts. Produktstruktur: Produktstrukturen visar och svarar på frågan vilka komponenter en given artikel består av och består av flera strukturnivåer enligt Figur 3.1. (Segerstedt, 1999). Artikel A Nivå 0 Artikel B Artikel C Artikel D Nivå 1 Artikel E Figur 3.1 Exempel på produktstruktur Artikel F Nivå 2 Logistik: Ett synsätt för att tillgodose behovet av integrerad och effektiv administration av material och produktflödet från råvaruleverans, via samtliga led, till slutgiltig konsument av den färdiga produkten (Segerstedt, 1999). Leveransprecision: Med leveransprecision menas i vilken utsträckning som leverans kan ske vid de tidpunkter som överenskommits med kunden (Jonsson & Mattsson, 2003). Leveranstid: Tiden från att en order bekräftats tills leverans kan ske (ibid.). Ledtid (genomloppstid): Tiden från start till färdigtidpunkt av en artikel, från en strukturnivå till nästa. Ledtiden inkluderar utplock av komponenter, bearbetningstid, kötid osv. (Segerstedt,1999). Total ledtid: Den längsta tiden från topp till köpartikel i produktstrukturen (ibid.). 13

14 TEORI Leverantörsprecision: Författarna har valt att definiera leverantörsprecision som leveransprecisionen från en leverantör, detta för att skilja på begreppen. 3.2 Kundorderpunkten Med kundorderpunkt menas det ställe i produktstrukturen där produkten har kundorderspecifikt utseende och egenskaper (Jonsson & Mattsson, 2003). Kundorderpunktens läge i förädlingskedjan skiljer sig åt beroende på kundens krav på leveranstid, produktens sammansättning samt tiden den tar att framställa. Det finns olika strategier för att tillfredsställa kundens efterfrågade leveranstid och antalet produktvarianter (Segerstedt, 1999). Dessa beskrivs kort nedan och visas i Figur 3.2. Produktion mot lager I företag med krav på korta leveranstider, där variantantalet och värdet på produkterna är lågt samt att volymerna är stora är produktion mot lager den vanligaste strategin, detta för att snabbt kunna svara på kundernas behov. Montering mot kundorder I företag med krav på korta leveranstider men där variantantalet och värdet på produkterna är större än i föregående fall kan montering mot kundorder vara en lämplig strategi. Det innebär att företaget producerar halvfabrikat mot prognos och sedan monterar dessa när kundordern ankommer. Produktion mot kundorder I företag där produktvärdet och variantantalet är relativ högt och där krav på kort leveranstid ej är avgörande kan produktion mot kundorder vara en lämplig strategi. Det innebär att produktion initieras först när kundorder ankommit. På detta sätt hålls lagret av färdiga artiklar på en låg nivå. Konstruktion mot kundorder När kravet på kundanpassning är stort och variantantalet och produktvärdet är högt är denna strategi applicerbar i företaget. Det innebär att produkten helt eller till viss del konstrueras utifrån kundens önskemål. Ofta är de producerade volymerna små jämfört med föregående fall. 14

15 TEORI Konstruktion/Beredning Tillverkning Montering Leverans Konstruktion mot kundorder Produktion mot kundorder Montering mot kundorder Produktion mot lager Figur 3.2 Kundorderpunktens läge i förädlingskedjan, Fritt från Segerstedt, (1999). Frikopplingspunkten är ett begrepp som är tätt sammankopplat med kundorderpunkten. Med frikopplingspunkt menas det ställe i en produkts produktstruktur där materialförsörjningen och värdeförädlingen är helt kundorienterad. Ofta sammanfaller frikopplingspunkten med kundorderpunkten men den kan också i vissa fall ligga före, dock aldrig efter. Att frikopplingspunkten ligger före kundorderpunkten innebär att anskaffning eller produktion av material sker kundorderstyrt trots att det rör sig om material som inte är specifik till någon speciell kundorder (Jonsson & Mattsson, 2003). 3.3 Planering I planeringen av producerande verksamheter brukar vanligtvis fyra planeringsnivåer finnas. Dessa är sälj och verksamhetsplanering, huvudplanering, orderplanering och verkstadsplanering. Det som skiljer de olika nivåerna åt är tidshorisont och detaljeringsgrad (Jonsson & Mattsson, 2003). I Figur 3.3 visas hur detaljeringsgraden skiljer sig åt i de olika planerna och vilka stödprocesser som behövs för att utföra dessa. Nedan beskrivs de olika planeringsnivåerna mer ingående. 15

16 TEORI Prognos Resursplanering Långsiktig produktionsplanering Sälj och verksamhetsplanering Grov Kapacitetsplanering Produktionsplanering Huvudplanering Produktstruktur Materialplanering Lagerstatus Orderplanering Orderpool Kapacitetsbehovsplanering Orderfrisläppning Data för bearbetningsordning Verkstadsplanering Utförande av order Figur 3.3 Planeringsnivåer i företaget. Fritt efter Hopp & Spearman, (1996), samt Jonsson & Mattsson, (2003) Sälj och verksamhetsplanering Sälj och verksamhetsplaneringens uppgift är att utifrån företagets affärsidé, strategi och övergripande mål fastställa planer för försäljning, utleveranser och produktion. Denna planeringsnivå är den översta i företaget och tidshorisonten ligger ofta på 1-2 år (Jonsson & Mattsson, 2003). Planeringen på denna höga nivå syftar till att vara underlag för beslut rörande vilken kompetens som behöver bemannas, från vilka leverantörer material skall anskaffas, vad som skall produceras i fabriken eller läggas ut på underleverantörer samt på vilket sätt som marknadsföringen skall vara utformad. Den långsiktiga produktionsplanen syftar till att på produkt eller produktgruppsnivå fastställa produktion, anskaffning och leveranser. Produktions och leveransvolymer uttrycks för det mesta i kronor för att lättare få en koppling till företagets budget och budgetuppföljning (ibid.). 16

17 TEORI I sälj och verksamhetsplaneringen sker kapacitetsplaneringen på en grov nivå och baseras på en långsiktig planerad produktion. På denna nivå är möjligheterna att förändra kapaciteten stora eftersom tidshorisonten ofta är ett år eller mer Huvudplanering Huvudplanering innefattar en produktionsplan som är kopplad mot en grov kapacitetsplan för respektive produkttyp. Huvudplanens uppgift är att styra materialflödena in, ut och genom företaget samt att planera för att tillräcklig kapacitet finns vid de olika produktionsgrupperna. Planeringshorisonten i huvudplanen måste vara längre än den längsta ackumulerade ledtiden för produkten för att den skall kunna fylla sitt syfte. Huvudplanen är kopplad mot sälj och verksamhetsplanen och skillnaden mellan planerna är planeringshorisonten och detaljeringsnivån. Dessa båda planer kan, om inget behov att till exempel planera på produktgruppsnivå finns, sammanföras till en planering (Jonsson & Mattson, 2003). I produktionsplanen bryts en eventuell plan för en produktfamilj ner för varje produkt och vecka. Produktionsplanen ligger som översta nivå i materialplaneringen och styr mot vilken tidpunkt som produkten levereras (Krajewski & Ritzmann, 2002). För att snabbt undersöka om kapacitet finns för att producera en produkt mot utsatt tidpunkt är en grov kapacitetsplan nödvändig. Principiellt fungerar den, menar Hopp & Spearman, (1996), genom att den undersöker vilken tidsåtgång varje produkt tar i anspråk i kritiska delar av produktionen och om tillräcklig kapacitet finns att tillgå under den vecka som produktionen skall äga rum. Visar det sig att kapaciteten inte är tillräcklig har planeraren två möjligheter; Antingen väljer denne att flytta fram det planerade leveransdatumet eller att addera kapacitet. Extra kapacitet kan uppbådas genom att använda sig av övertidsuttag eller lägga ut produktionen på en underleverantör. Jonsson & Mattsson, (2003), beskriver planeringsgången vid produktion mot kundorder. Denna går igenom fyra principsteg vid framtagandet av en huvudplan. Första steget är prognostisering. Här görs en prognos på produkttyper. Produkttypen motsvarar en grundkonstruktion som sedan kan modifieras efter kundens önskemål. Genom att prognostisera efter produkttyp, istället för en i detalj specificerad produkt, hävdar Jonsson & Mattson (2003) att prognostiseringen kan göras manuellt då antalet produkter blir relativt lågt. 17

18 TEORI Andra steget är att generera en preliminär leveransplan. Som nämns ovan så utgör prognosen produkttyper. Kundorderna däremot utgör produktvarianter. När en kundorder anländer läggs denna in i leveransplanen och motsvarande produkttyp räknas av från prognosen. Utifrån leveransplanen kan sedan avgöras vad som kan levereras under en viss tidsperiod. I tredje steget tas en preliminär produktionsplan fram. Till grund för denna plan ligger den preliminära leveransplanen. I närtid består leveransplanen främst av tillverkningsorder. Längre fram i tiden är det främst prognostiserade behov som finns inlagda i leveransplanen. I mellanskiktet finns det en blandning av dessa två typer. Genom att räkna av tillverkningsorder från det prognostiserade behovet kan kvantiteter att kunna leverera räknas fram. Vid mycket konstruktion mot kundorder görs vanligtvis ingen prognostisering utan den framförhållning som orderstocken ger får ofta duga som planeringshorisont. Produktionsplanen måste även kontrolleras mot det kapacitetsbehov den genererar. Detta görs, enligt Jonsson & Mattson (2003), lämpligen utifrån kapacitetsbehovsnycklar eller kapacitetsbehovsprofiler (se kapitel 3.7) Sista steget är att fastställa leveransplanen och produktionsplanen vid ett möte med företagets produktionschef, logistikchef och marknadschef. I fallet med mycket konstruktion för varje order är det även lämpligt om personal från konstruktion och beredning finns med Orderplanering Orderplaneringen innefattar materialplanering och kapacitetsbehovsplanering och har som funktion att utföra de planer som tagits fram på de ovanliggande nivåerna. Denna planeringsnivå har således som uppgift att svara för att anskaffning och produktion av material sker till de tidpunkter som huvudplanen angett samt att tillräcklig kapacitet finns för denna produktion på detaljnivå (Jonsson & Mattson, 2003). Materialplaneringen har, enligt Jonsson & Mattsson, (2003), som huvuduppgift, att för varje produkt och artikel fastställa kvantiteter och tidpunkter för de order som skapas i syfte att skapa och tillfredsställa ett materialbehov. Detta skall ske så effektivt som möjligt med avseende på kapitalbindning, leveransservice och resursutnyttjande. De metoder som används måste kunna svara på för vilka artiklar order ska planeras in, hur stor kvantitet ordern skall ha, vart och när ordern skall levereras samt även när och om ordern skall köpas eller tillverkas. På orderplaneringsnivån sker kapacitetsplaneringen efter frisläppta och planerade produktionsorder men kan också vara en direkt konsekvens av kundorder. På 18

19 TEORI denna nivå handlar kapacitetsanpassningen om att använda övertid eller omfördela arbetskraft (ibid.) Verkstadsplanering Verkstadsplanering innebär detaljerad planering för respektive produktionsgrupp och ett verkställande av planeringen som tagits fram på överliggande nivåer. I verkstadsplaneringen omvandlas ordern från att ha varit en planeringsorder till att vara en tillverkningsorder. Produktionen kan antingen initieras från huvudplanen och de order som är inlagda där eller från materialplaneringen i syfte att fylla upp en lagernivå. Order som släpps skall vara specificerade för tidigaste starttidpunkt, senaste leveranstidpunkt samt kvantitet. Detta ger ett tidsfönster under vilket tillverkningen skall ske. För att kunna frisläppa en order på utsatt tid måste material och kapacitet finnas tillgängligt. När ordern sedan är färdig återrapporteras den. Återrapporteringen är viktig för att kunna följa upp verkliga operationstider och ledtider, för att boka av beläggning och för uppföljning av kapacitetsutnyttjandet (Jonsson & Mattsson, 2003). 3.4 Lagerstyrning ABC-analys I många företag står en liten del av artiklarna som köps hem mot lager för en stor del av utgifterna för inköp. För att få fokus på dessa artiklar kan man lämpligen göra en ABC-analys och klassificering av dessa där artiklarna delas upp som A, B och C-artiklar. Till A artiklarna hör de 5-10 % av totala antalet artiklar som står för % av utgifterna. B-artiklarna är nästa % av artiklarna som står för % av utgifterna. De resterande C-artiklarna är då ungefär 80 % av de totala artiklarna och står bara för 10 % av utgifterna. (Axsäter, 1991) Bestämning av orderkvantiteter. I ett MRP-system (se kapitel 3.5.1) kan orderkvantiteterna som används vara bestämda utifrån en manuell bedömning, köpas lot-for-lot dvs. exakt den kvantitet som behövs eller köpas med ekonomiska orderkvantiteter. Är efterfrågan känd är ekonomiska orderkvantiteter det vanligaste sättet att använda när beställningspunktsystem används. Framtagandet av den orderkvantitet som är mest ekonomiskt riktig görs genom att väga ordersärkostnaden mot lagerhållningskostnaden och använda den kvantitet som ger den lägsta totalkostnaden. I Figur 3.4 kan utläsas hur totalkostnaden är som lägst där ordersärkostnadskurvan och lagerhållningskostnadskurvan skär varandra. I denna punkt är den ekonomiska orderkvantiteten EOQ. 19

20 TEORI kr Totalkostnad/år Ordersärkostnad Lagerhållningskostnad Totalkostnad 0, orderkvantitet Figur 3.4 Ekonomisk orderkvantitet Formeln för att beräkna ekonomiska orderkvantiteten kallas Wilsons formel och ser ut enligt Ekvation 1. q opt = 2Dc pc l 0 Ekvation 1 Wilsons formel (Axsäter, 1991) q opt = Ekonomisk orderkvantitet D = Behovet av varan under ett år c 0 = Ordersärkostnad per påfyllning p = Pris på varan c =Annuell lagerhållningssärkostnadsränta l Bestämning av säkerhetslager och säkerhetstid. Syftet med säkerhetslager och säkerhetstider, anser Hopp & Spearman, (1996), är att täcka upp för variationer i förbrukning och leveranstid. Ur ekonomisk synvinkel dimensioneras det genom en avvägning mellan lagerhållningskostnaden och kostnaden för brist av en artikel. Säkerhetslager kan bestämmas utifrån en manuell bedömning, som procent av ledtidsförbrukningen eller från en önskad servicenivå. Manuella bedömningar görs utifrån erfarenhet och uppskattningar av vad brist respektive kapitalbindningen kostar. Att beräkna säkerhetslagret utifrån en procentsats av ledtidsförbrukningen har fördelarna att säkerhetslagret enkelt kan uppdateras vid ändringar i ledtid eller förbrukning samt att det möjliggör en systematisk differentiering av artikeltyper. Nackdelen är att den inte tar hänsyn till någon variation på efterfrågan eller ledtid. 20

21 TEORI Mest korrekt är att dimensionera säkerhetslagret utifrån vilken servicenivå man vill hålla. Här finns två olika definitioner; SERV1 och SERV2. SERV1 är sannolikheten att brist inte uppstår under en lagercykel och SERV2 är andel av efterfrågan som kan levereras direkt från lager. Servicenivån bestäms utifrån överliggande mål om vilka störningar i form av materialbrist som är acceptabla och kan vara differentierad för olika typer av artiklar. En förutsättning för att använda sig av en viss servicenivå är enligt Jonsson & Mattson, (2003), att: Medelvärdet och standardavvikelsen för efterfrågan för en tidsenhet är känd. Medelvärdet av förbrukningen under ledtiden och standardavvikelsen eller absolutfelet under ledtiden är känd Är dessa parametrar kända och en servicenivå har bestämts utifrån definitionen för SERV1 kan säkerhetslagret beräknas enligt följande formler. Är standardavvikelsen okänd kan den beräknas enligt Ekvation 2. σ * obs = 1 n n 1 i= 1 ( x i x) 2 Ekvation 2 Beräknad standardavvikelse x i = observerat värde för period i x = medelvärde för observerade värden σ SL obs = observerad skattning av standardavvikelsen = σ k Ekvation 3 Bestämning av säkerhetslager SL = säkerhetslagret k = säkerhetsfaktor σ = efterfrågans standardavvikelse under ledtiden Säkerhetsfaktorn för olika servicenivåer finns tabellerat i bilaga 1. Efterfrågans standardavvikelse beräknas enligt Ekvation 4 σ = LT σ + σ 2 D 2 LT D 2 Ekvation 4 Bestämning av efterfrågans standardavvikelse under ledtiden 21

22 D = efterfrågan per period = ledtidens standardavviklse TEORI LT = Ledtiden i perioder för att fylla på lagret σ σ D LT = efterfrågans standardavviklse per period eller approximeras med Ekvation 5 om ledtidens standardavvikelse anses vara försumbar (ibid.). σ = σ D LT Ekvation 5 Approximation för bestämning av efterfrågans standardavvikelse under ledtiden Medelvärdet och standardavvikelsen för efterfrågan under en tidsperiod kan bestämmas från historiska statistiska data men görs enklast genom manuella bedömningar. Detta eftersom ett statistiskt underlag ofta är svårt att ta fram och att data måste omfatta en så lång tidsperiod att förutsättningarna hinner ändras (Axsäter,1991). Vollman et. al. (1997), menar att det är lämpligast att använda sig av säkerhetstid när det råder osäkerhet i efterfrågan och leveranstidpunkt. Säkerhetslager anses mest användbart om det råder osäkerhet i efterfrågan eller levererad kvantitet. 3.5 Metoder för materialplanering I detta avsnitt beskrivs kortfattat de vanligaste metoderna för materialplanering Nettobehovsplanering Nettobehovsplanering eller MRP är en materialplaneringsmetod som bygger på beräknade tidpunkter för när ett behov uppstår för en artikel, detta utifrån en prognos, kundorder eller ett härlett behov. Behovet uppstår då det beräknade lagret för artikeln är lika med noll eller lika med ett givet säkerhetslager. När behov uppstått sker beordring av artikeln förskjutet med artikelns ledtid plus en eventuell säkerhetstid. Orderkvantiteten bestäms ofta med hjälp av EOQ (se kapitel 3.4.2), fasta orderkvantiteter eller lot-for-lot. Vid nettobehovsplanering av härledda behov bryts behoven ner med hjälp av produktstrukturer. Utgångspunkten för nettobehovsplaneringen är då huvudplanens planerade behov av slutprodukter (Axsäter, 1991) Orderbunden materialförsörjning En variant av nettobehovsplanering är orderbunden materialförsörjning vilket innebär att en produktions eller inköpsorder initieras direkt knuten till en 22

23 TEORI specifik kundorder. Orderkvantiteten och leveranstidpunkten sätts till behovskvantiteten respektive behovstidpunkten för kundordern. Behovskvantiteten beräknas genom produktstrukturen för slutprodukten och leveranstidpunkten beräknas genom att räkna av artikelns ledtid plus en eventuell säkerhetstid. Säkerhetstid används för att gardera sig mot osäkerhet i leveranstid för artikeln (Jonsson & Mattsson, 2003) Beställningspunktssystem Med ett beställningspunktssystem menas en materialplaneringsmetod som bygger på att lagersaldot för en viss artikel jämförs mot en nivå på saldot där beställningspunkten är satt. Om beställningspunkten har underskridits beordras produktion eller inköp av artikeln. Vanligaste formen av beställningspunksystem betecknas (R, Q)- system och (s, S)- system. Skillnaden mellan dessa system är att (R,Q)- systemet beställer en fix kvantitet varje gång beställningspunkten nås medan (s,s)- systemet fyller upp mot en bestämd nivå (Axsäter,1991). En form av beställningspunktsystem där hänsyn tas till beroende behov mellan artiklar är täcktidsplanering. Till grund för täcktidsplaneringen ligger en prognostiserad efterfrågetakt av slutförbrukningsartikeln uttryckt i mängdenhet per produktionsdag. Utifrån denna och ett struktursamband kan efterfrågetakten för underliggande artiklar beräknas. För artiklarna räknas deras täcktid fram genom att dividera artikelns tillgång med dess efterfrågetakt. En signal för påfyllnad fås då täcktiden tillsammans med en eventuell bufferttid understiger artikelns ledtid (Segerstedt, 1999) Tvåbingesystem och Kanban Tvåbingesystem är en variant av ett beställningspunkssystem där varje artikels lagerplats är uppdelad i två fysiska behållare. Den ena behållaren är den därifrån uttag normalt skall ske och den andra behållaren motsvarar förbrukningen under återanskaffningstiden för artikeln. När den första behållarens kvantitet är förbrukad sker en beställning och förbrukning sker från den andra behållaren till dess att den första fyllts på vid inleverans. Denna typ av materialstyrning är bäst lämpad för lågvärdesartiklar med jämn efterfrågan (Jonsson & Mattsson, 2003). Kanban är ett beställningspunktssystem med fler än två stycken lastbärare. Metoden fungerar principiellt på samma sätt som tvåbingesystem det vill säga att återanskaffning sker när en behållare är förbrukad (Krajewski & Ritzmann, 2002). Antalet lastbärare i ett Kanbansystem beräknas genom Ekvation 6. 23

24 TEORI Antalet lastbärare = d ( w + p) ( 1+ α ) c Ekvation 6 Antal lastbärare i ett Kanbansystem d = förväntad efterfrågetakt w = medelväntetid i produktion p = medelprocesstid per lastbärare c = kvantitet i lastbärare α = säkerhetsfaktor per lastbärare 3.6 Kapacitetsplanering Enligt Jonsson & Mattsson, (2003), innebär kapacitetsbehovsplanering att ett kapacitetsbehov för en period beräknas och jämförs med tillgänglig kapacitet för perioden i fråga. Kapaciteten justeras sedan beroende på behovet till dess att behov och tillgång har en acceptabel överensstämmelse. Kapacitetsplanering sker i alla planeringsnivåer Beräkning av kapacitet Jonsson % Mattsson, (2003), beskriver fyra kapacitetsnivåer i produktionen som kapacitetsplaneringen bör ta hänsyn till. Dessa är maximal kapacitet, nominell kapacitet, bruttokapacitet och nettokapacitet. Med maximal kapacitet menas den kapacitet som en produktionsgrupp har om produktionen är igång dygnet runt och året om. Denna kapacitetsuppgift är sällan av så stort intresse eftersom så sällan är fallet. Nominell kapacitet innebär att lediga dagar räknas av samt att antal skift tas med i beräkningen. Utifrån den nominella kapaciteten fås bruttokapaciteten då diverse kapacitetsbortfall tas med i beräkningen såsom maskinhaverier, korttidsfrånvaro och underhåll. När sedan hänsyn tas till andra kapacitetsbortfall som nästan oundvikligen uppstår till exempel väntetid på material, tid för genomgång med arbetsledning, ombearbetning vid kassation och akutorder så fås nettokapaciteten. Denna nettokapacitet är den som man enligt Jonsson & Mattsson, (2003), bör räkna med finns tillgänglig för produktion och som man således även bör planera efter. I Figur 3.5 ses en beskrivning av dessa kapacitetsnivåer. 24

25 TEORI Maximal kapacitet Nettokapacitet Bruttokapacitet Nominell Kapacitet Ej planerbar verksamhet Kapacitets bortfall Kapacitet ej planerad att utnyttjas Figur 3.5 Kapacitetsnivåer vid kapacitetsplanering (Jonsson & Matsson, 2003). 3.7 Metoder för kapacitetsplanering Det finns en rad metoder för att planera kapacitet och resursutnyttjande. Dessa metoder kan användas på flera olika nivåer i planeringsarbetet och därför beskrivs metoderna separat i detta kapitel. I Tabell 3.1kan en sammanställning för de beskrivna metoderna ses. Egenskaps- Produktions Kapacitetsbehovs Kapacitetsbehovs Kapacitetsbehovs variabler enheter nycklar profiler planering Primärt planeringsobjekt: Objektomfattning: Produktionsplan Artikelindivid Artikelgrupp Artikelstruktur Produktionsplan Kundorder Artikelindivid Artikelgrupp Artikelstruktur Produktionsplan Kundorder Artikelindivid Artikelstruktur Lagerhänsyn: Nej Nej Nej Ja Ledtidshänsyn: Nej Nej Ja Ja Primär planeringsnivå: planering Kapacitetsgruppering: Sälj och verksamhets- Huvudplanering Hela Företaget Sälj och verksamhetsplanering Huvudplanering Avdelning Förmansområde Sälj och verksamhets- planering Huvudplanering Hela företaget Enskild produktions- grupp/maskin Tillverkningsorder Artikelindivid Materialplanering Verkstadsplanering Enskild produktions- grupp/maskin Tabell 3.1 Sammanställning av kapacitetsplaneringsmetoder (Jonsson & Matsson, 2003) Kapacitetsplanering med produktionsenheter Ett enkelt sätt att uttrycka kapacitetsbehovet från en produktionsplan eller ett antal tillverkningsplaner är att uttrycka det i samma enhet som producerade 25

26 TEORI volymer mäts i. En addering av samtliga produktionsplaner blir då i sig ett mått på vilket kapacitetsbehov som finns. Kapacitetsplanering med produktionsenheter används främst på resursplaneringsnivån och syftet med planen bör vara att på lång sikt skapa underlag för att tillräcklig kapacitet finns tillgänglig. Metoden är i första hand användbar i miljöer med korta ackumulerade ledtider och där kapacitetsbehovet inte varierar med produktmixförändringar (Jonsson & Mattsson, 2003) Kapacitetsbehovsnycklar Att planera kapacitet med kapacitetsbehovsnycklar innebär att man beräknar det samlade kapacitetsbehovet för en produkt vid respektive produktionsavsnitt. Med hjälp av en produktions eller tillverkningsplan kan sedan kapacitetsbehovet för varje avsnitt under en viss tidsperiod beräknas. Denna metod är främst anpassad för huvudplaneringsnivån och för företag med kundorderstyrd produktion där genomloppstiderna inte är särskilt långa. Anledningen till att genomloppstiderna helst skall vara korta är den bristande ledtidsförskjutningen i kapacitetsbehoven (ibid.) Kapacitetsbehovsprofiler Att kapacitetsplanera med kapacitetsbehovsprofiler bygger på samma metodik som i kapitel Skillnaden ligger i hur kapacitetsbehovet tidsfördelas över ett önskvärt antal planeringsperioder. Det innebär att de kan ledtidsförskjutas i enlighet med vad leveranstidpunkterna i produktionsplanen eller tillverkningsplanen säger. Detta till skillnad mot kapacitetsbehovsnycklar där allt kapacitetsbehov förväntas uppkomma i samma planeringsperiod som leverans skall ske. Denna metod är dock jämfört med föregående mer arbetskrävande och systemstöd är nödvändigt. Metoden bör ge bäst resultat då den tillämpas för huvudplanering i företag med påtagligt kundanpassade produkter och produktion där ledtidsförskjutning behövs på grund av lång genomloppstid (ibid.) Kapacitetsbehovsplanering (CRP) Kapacitetsbehovsplanering är en metod som främst är anpassad för tillämpning på material och verkstadsplaneringsnivån. Den innebär att kapacitetsbehovet beräknas med utgångspunkt från frisläppta och pågående tillverkningsorder. I normalfallet används nettobehovsplanering för att generera uppgifter om planerade order. Start och färdigtidpunkter hämtas ur ett register för operationer i arbete. Denna metod kräver stort systemstöd eftersom en stor mängd data behövs i planeringsprocessen. I systemet som används krävs också att det finns ett materialplaneringssystem som kan generera planerade tillverkningsorder. Denna metod är lämplig där det föreligger ett stort behov av precision och 26

27 TEORI detaljeringsgrad. Metoden kan, om produktionen till stor del är standardkomponenter, även appliceras på huvudplaneringsnivån (ibid.). 3.8 Kapitalbindning Kapital i en fabrik finns bundet i form av anläggningstillgångar och omsättningstillgångar. Till anläggningstillgångar hör byggnader och maskiner. Omsättningstillgångarna består av lager och kundfordringar. Det är främst kapitalet bundet i lager som går att påverka. Materialet ligger normalt bundet i lager, produkter i arbete (PIA) och färdigvarulager. En schematisk bild av detta kan ses i Figur 3.6 (ibid.). Leverantörer Förråd av råmaterial PIA Tillverkning av halvfabrikat Förråd av köpta komponenter Förråd av halvfabrikat PIA- montering / sluttillverkning Färdigvarulager Kunder Figur 3.6 Schematisk bild av produkter i arbete och lager (Jonsson & Mattsson, 2003) Axsäter, (1991), anser att lagerhållningskostnaden för material liggande på lager brukar uppskattas till ca 20 procent av lagerhållningsvärdet. Denna räntesats grundar sig på företagets kalkylränta eller låneränta med ett påslag för vad det kostar med försäkringar, lagerbyggnader och kassationer. Ur detta hänseende är det viktigt att hålla nere nivåerna för värdet av materialet på förråd. 3.9 Köteori Ett kösystem inom en tillverkande process kännetecknas av en ankomstfrekvens en bearbetningsprocess och en kö. Den bakomliggande teorin för hur dessa tre processer interagerar kallas för köteori och är ett kraftfullt verktyg för att analysera ett tillverkningssystem. Tre viktiga mätetal; PIA, ledtid och ankomstfrekvens kopplas samman genom Littles lag som är en av grundpelarna 27

28 TEORI inom köteorin (Hopp & Spearman, 1996). Detta samband ser ut enligt Ekvation 7. PIA = λ * Ledtid a Ekvation 7 Littles Lag λ = Ankomstfrekvens ( st / p. dag) a PIA = Produkter i arbete( St) Ledtid = Tiden från att produkten ankommit till systemet tills dess att den lämnat systemet ( p. dag) Ledtiden kan också definieras som summan av väntetid i kö och effektiv processtid. Littles lag tar ingen hänsyn till variationer i de olika variablerna. Variationer i processen är dock något som enligt Hopp & Spearman, (1996), är väldigt viktigt att ta i beaktande. För att göra detta finns sambandet mellan väntetid i kö, utnyttjandegrad och variation i ankomstfrekvens och processtid enligt Ekvation 8. CT q = c 2 a + c 2 2 p u * t ( 1 u) p Ekvation 8 samband mellan kötid och varians i ankomstfrekvens och processtid CT c c t 2 a 2 p p q = Väntetid i kö = Ankomstfrekvensens varians = Effektiva processtidens varians = Medelvärdet för effektiv processtid u = Utnyttjandegraden i systemet 2 Utifrån Ekvation 7 och Ekvation 8 kan man utläsa att standardavvikelserna c a 2 och c p samt utnyttjandegraden har stor inverkan på kötidens storlek. Eftersom ledtiden är lika med summan av kötiden och processtiden ökar även den proportionerligt mycket vilket leder till att även PIA ökar enligt Littles lag. 2 2 ( c a + c p ) Definieras, i Ekvation 8, som C 2 visar Figur 3.7 sambandet mellan 2 utnyttjandegrad och väntetid i kö för värden på C 2 på 1 respektive I detta exempel användes t p =1. 28

29 TEORI CTq ,1 0,2 0,3 0,4 C 2 =1 0,5 0,6 0,7 0,8 0,9 C 2 =0.25 0,99 Utnyttjandegrad Figur 3.7 Samband mellan utnyttjandegrad och väntetid i kö. Utifrån ovanstående figur kan utläsas att när utnyttjandegraden närmar sig ett så närmar sig väntetiden i kö och därmed också ledtiden och PIA oändligheten. Figuren visar även att dessa mätetal ökar snabbare vid ett större värde på C 2. Utifrån vad som beskrivits ovan argumenterar Hopp & Spearman (1996) för att minska variabiliteten i processer. De menar vidare att variabilitet är som värst när den finns tidigt i processen eftersom den då påverkar alla påföljande steg. Utifrån denna argumentation formulerar de tre lagar gällande variabilitet och utnyttjandegrad. Dessa kan ses nedan. Lag 1: Vid processjämvikt orsakar ökande variabilitet alltid att ledtider och produkter i arbete ökar. Lag 2: Variabilitet tidigt i processen har större inverkan på produkter i arbete och ledtid än motsvarande variabilitet sent i processen. Lag 3: Om ett system ökar utnyttjandegraden utan att göra några andra ändringar kommer ledtider att öka kraftigt olinjärt Grunddata Den informationsmängd inom företaget som är nödvändig inom produktionslogistik kallas med en sammanfattande benämning grunddata. Det är den data som behövs av produktionsledningen för att fatta korrekta beslut och för att nå de uppsatta målen med verksamheten. Till grunddata hör information om företagets produkter, vilka artiklar de består av, hur de tillverkas samt vilka resurser som finns för att tillverka dessa. Man brukar särskilja fyra typer av grunddata, dessa beskrivs nedan (Jonsson & Mattsson, 2003). 29

30 TEORI Artikeldata, som innefattar artikelnummer, benämning, enhet, vikt och dylikt. Strukturdata som innehåller information om hur produkter och artiklar är uppbyggda. Operationsdata med information om hur produkter och artiklar tillverkas samt vilka resurser som krävs för detta. Produktionsgruppsdata som innefattar vilka produktionsresurser som finns tillgängliga samt vilken kapacitet och prestanda dessa resurser har. För att grunddata skall vara möjlig att underhålla krävs någon form av datoriserat system där grunddata lagras och uppdateras. Man talar då om fyra grunddataregister som motsvarar var och en av ovanstående beskrivna grunddatatyper. Sambandet mellan dessa register beskrivs i Figur 3.8. Artikelregister Strukturregister Operations register Produktions gruppsregister Figur 3.8 Samband mellan olika grunddataregister (Jonsson & Mattsson, 2003). Kopplingarna mellan dessa register knyter samman hela produktionskedjan och enligt Jonsson & Mattsson, (2003), är en underhållen grunddatabas en nödvändig förutsättning för en effektiv styrning av materialflöden och produktion Förbättringsarbete Vid förbättringsarbete är det viktigt att arbeta systematiskt och noggrant och att de problem som ger störst lönsamhet angrips först (Bergman & Klefsjö, 1995). I Figur 3.9 och de därefter följande punkterna beskrivs Demingcykeln som är ett verktyg för att systematiskt arbeta med ständiga förbättringar. 30

31 TEORI Lär Planera Studera Gör Figur 3.9 Demingcykeln Planera: Här gäller det att fastställa de viktigaste orsakerna till problemet och hitta åtgärder för att komma till rätta med det. Gör: När orsaker och åtgärder fastställts utses ansvariga för att problemet åtgärdas. Studera: För att undersöka om åtgärderna gett resultat måste undersökningar göras för att kontrollera detta. Lär: För att inte samma problem skall uppkomma på nytt måste lärdomar dras av förbättringsarbetet. Ett verktyg som kan användas i inledningsskedet av förbättringsarbetet är träddiagram. Det ger möjligheter att bryta ner ett problem i dess beståndsdelar så att de verkliga orsakerna framträder. Detta arbete görs lämpligen i grupp där de personer som är berörda av problemet är samlade (Bergman & Klefsjö, 1995). I Figur 3.10 ses ett exempel på ett enkelt träddiagram. Problem Orsak 1 Orsak 2 Orsak 1:1 Orsak 1:2 Orsak 2:1 Orsak 2:2 Figur 3.10 Exempel på träddiagram 31

32 NULÄGESBESKRIVNING 4 Nulägesbeskrivning I detta kapitel beskrivs nuläget på företaget och på vilket sätt som man jobbar med material och produktionsstyrning idag. 4.1 Flödet Verkstadens upplägg är en flödesverkstad uppdelad i produktionsavsnitt för de olika delarna i produktionen. I Figur 4.1 ses ett enkelt flödesschema över produktionen. Ett genomgående problem på samtliga produktionsavsnitt är interna förseningar. Dessa kan ses grafiskt i bilaga 2. I nästföljande avsnitt beskrivs varje del i flödet mer ingående. Rotortillverkning Plåtverkstad Montering Provning Målning & Packning Lindning Härvverkstad Servar samtliga produktionsavsnitt Figur 4.1 Översiktligt flödesschema Ankommande gods Ankommande gods Som första anhalt för materialhanteringen har personalen här till främsta uppgift att rapportera in ankommande gods till systemet och att facka in det på rätt plats. Arbetsgången för inläsning och infackning av material ser ut på följande sätt: Materialet läses in i systemet från följesedeln. Materialet placeras i ledigt fack i höglagret. Fackplaceringen läses in i systemet. Problem uppstår när material inte anländer via den ingång som ligger i anslutning till inrapporteringen eller när material anländer under tider då de är obemannade. I dessa fall missas det ofta att rapportera in material och det får till följd att material måste eftersökas. Här sköts även framtagningen av det material som behövs vid produktionsavsnitten. När frisläppning sker vid ett produktionsavsnitt skrivs etiketter automatiskt ut på de artiklar som skall plockas fram och dessa plockas sedan ner i pallar och körs ut till verkstaden. Etiketterna 32

33 NULÄGESBESKRIVNING måste sorteras manuellt för att få en lämplig plockordning, något som resulterar i ökad tidsåtgång Plåtverkstaden I plåtverkstaden tillverkas plåtlagda statorer och rotorer. Statorn består av elplåt som lagts i paket och sedan svetsats samman med gavlar och linjaler. En plåtlagd stator ingår i både en synkron och asynkron maskin och går efter plåtverkstaden vidare till lindningen. I Bild 4.1 ses en plåtlagd stator. Bild 4.1 Plåtlagd stator Bild 4.2 Asynkron rotor Den plåtlagda asynkronrotorn tillverkas av elplåt som lagts i paket och sedan monterats samman med en rotoraxel och kortslutningsstavar. Efter momenten vid plåtverkstaden går rotorn vidare till rotortillverkningen för balansering och ytbehandling. I Bild 4.2 ses en färdig asynkron rotor. De störningar som operatörer och produktionsledare upplever som störst i plåtverkstaden är tillförlitligheten på maskiner. Det händer ofta att rondellspårstansen, som stansar rondellplåt till asynkronstatorer och rotorer, står stilla. Detta problem finns även vid plåtläggningsrobotarna, där statorerna plåtläggs, men inte i samma omfattning. Dessa störningar i maskinparken samt låg materialtillgänglighet leder, enligt personalen på plåtverkstaden, ofta till omplaneringar och förseningar Rotortillverkning Vid rotortillverkningen tillverkas synkronrotorer samt att asynkronrotorerna färdigställs. Huvudkomponenter i en synkron rotor är en rotoraxel, rotorspolar samt polplattor. Dessa monteras samman för att sedan ytbehandlas och balanseras. Rotorämnet till rotoraxeln köps in grovbearbetad och viss skärande bearbetning i form av svarvning, fräsning och borrning utförs. Samma gäller för polplattorna. Tillverkningen av kopparspolar sker parallellt med 33

34 NULÄGESBESKRIVNING axelbearbetningen och tanken är att dessa skall bli färdiga samtidigt. I Bild 4.23 ses en färdig synkron rotor. Bild 4.3 Synkron rotor Beläggningen för axeltillverkningen och spoltillverkningen varierar beroende på vilken produktmix som tillverkas. För att lösa detta problem läggs viss produktion ut på lego, något som ökar kostnaden. Spoltillverkningen upplever att de har mycket koppar på lager, något som blir tydligt då pallställen ständigt är fulla med material. Det inträffar även att koppar som beställts inte räcker på grund av kassationer eller för låg leveransvolym. Ingående lager för rotorämnena upplevs av såväl operatörer som författare vara stort och någon materialbrist anses inte förekomma Härvverkstaden I härvverkstaden tillverkas härvor till både synkrona och asynkrona maskiner som sedan skall monteras i statorn vid lindningen. En färdig härva tillverkas av uppspolade kopparband som formats och isolerats. I härvverkstaden finns möjligheten att använda sig av legotillverkning om produktionsledaren märker att kapaciteten är för liten för att klara av att producera enligt planeringen. Färdig härva kan ses i Bild

35 NULÄGESBESKRIVNING Bild 4.4 Färdig härva De störningar som personalen i härvverkstaden upplever som allvarligast är långa ställtider vid produktion av ny härvsats samt att det ibland finns brist av koppar när en ny härvsats skall börja tillverkas. De anser att materialbristen ofta leder till förseningar och att omplaneringar görs för att maskiner och personal inte skall stå stilla. För att undvika långa ställtider tillverkas ibland härvsatser till likadana maskiner i följd trots att de enligt körplanen inte skulle ha gjort det Lindningen I detta produktionsavsnitt monteras färdiga statorer av plåtlagda statorer och härvor. Tillverkning av matare till synkronmaskinerna sker även här. Monteringen av härvor i statorn sker helt och hållet manuellt och arbetet skiljer sig i stort inte mycket åt mellan en synkron och en asynkron maskin. Härvorna placeras i spår i statorn och binds samman med hjälp av stagrep. När ändarna på kopparhärvarna sedan kopplats samman skickas statorn vidare till hartsimpregnering vartefter den är komplett och färdig för montering. I Bild 4.5 ses en pågående lindning av härvor i statorn. Bild 4.5 Lindning av stator 35

36 NULÄGESBESKRIVNING De störningar personalen upplever som allvarligast i statorlindningen är att plåtlagd stator och härvsats inte blir färdiga samtidigt. Detta gör att lindningen inte kan påbörjas på rätt tid och för att inte bli stående påbörjas en annan statorlindning där ingående komponenter finns tillgängliga. De störningar personalen som jobbar med tillverkningen av matare upplever som störst är att de ofta får vänta på att mataren blir färdig vid målningen som sker efter att mataren plåtlagts. För att undvika dessa förseningar används ibland målningsstationen i slutet av flödet. De upplever även i vissa fall att materialbrister kan orsaka förseningar men inte i särskilt stor omfattning Monteringen Vid monteringen skall alla ingående komponenter monteras till en färdig maskin. Det första som görs när en ny maskin skall monteras är att en MOL-lista (material och operationslista) skrivs ut ur SAP R/3. På denna specificeras vilka ingående komponenter som skall monteras och om eventuell brist föreligger. Mängden kringutrustning skiljer sig relativt mycket åt beroende på till vilken applikation maskinen skall användas samt om den är asynkron eller synkron. I regel har en synkron maskin mer kringutrustning än en asynkron. Efter det att statorn, rotorn och all kringutrustning monterats är maskinen färdigmonterad och skickas vidare för provning. De problem som montörerna upplever är att allt material som skall monteras inte finns framplockat eller att det inte kommit hem i rätt tid. Man upplever även att MOL-listan inte alltid stämmer överens med verkligheten eftersom samtliga material inte alltid finns med. Materialbristen får till följd att en påbörjad maskin inte blir slutförd utan blir stående i väntan på bristmaterialet. För att montörerna inte skall bli stående påbörjas då arbete på en ny maskin vilket skapar störningar i arbetet för montörerna. Att maskiner påbörjas utan att slutföras resulterar även i mer produkter i arbete. I kapitel 1.5 ses en bild på färdig maskin Provrum Från monteringen lyfts den färdiga maskinen vidare in i provrummet där tester av maskinen görs. Omfattningen bestäms främst av kunden som i vissa fall även skickar en representant för att övervaka provningen. Ur planeringssynpunkt ställer dessa kontrollanter till med störningar då de ibland ändrar eller bokar om tidpunkt. Vissa kunder väljer att prova med kopplingen som skall länka rotoraxeln mot deras drivaxel. Denna koppling ansvarar kunden att handhålla och personalen upplever att den ofta anländer sent. En svårighet finns i att uppskatta tiden det tar att prova en maskin. Om ett fel upptäcks måste detta 36

37 NULÄGESBESKRIVNING åtgärdas vilket skapar ett bakåtflöde till monteringsavsnittet. Efter åtgärden skall maskinen återigen provas för att få ett godkännande Målning och packning Innan maskinen är färdig för leverans ytbehandlas exteriören. Vid paketeringen emballeras maskinen tillsammans med material som skall monteras på brukarplatsen och reservdelsmaterial. Personalen i paketeringen har samma problem som monteringen när det gäller brist på det orderbundna materialet. De anser även att det material som blir över från monteringen och som skall skickas med som reservdelar håller stor oordning. Denna oordning skapar ett merjobb då stor tid läggs på att leta och definiera vilket material som egentligen finns tillängligt. 4.2 Planering ABB Machines enstyckstillverkar maskinerna mot kundorder där varje order styrs som ett projekt med en projektledare som har huvudansvaret gentemot kund. En order kan bestå av flera maskiner. Miljön karakteriseras av lång tid från order till leverans, viss konstruktion mot kundorder, ändringar från kund efter beredningsprocessen samt en stor del orderbundet material. Planeringsprocessen i företaget involverar många funktioner i företaget. Detta illustreras i Figur 4.2 och förklaras i efterföljande text. När en order mottas av säljare tillsätts till att börja med en projektledare som har huvudansvaret för ordern internt och gentemot kund. Säljaren har innan ordern bekräftats förbokat kapacitet i verkstaden för att på så sätt kunna lova ett leveransdatum till kund och för att underlätta i planeringsarbetet. Projektledaren tillsätter en projektgrupp som består av elberäknare, konstruktör och beredare. Projektledaren tar även fram en progressrapport där tidpunkter för elberäkning, konstruktion, beredning och produktion är fastställda. I bilaga 4 ses ett exempel på en progressrapport. Dessa fungerar som en projektplan på veckobasis över hur arbetet med maskinen skall fortlöpa Vid framtagandet av progressrapporten används mallar för olika storlek och utförande på maskinen där ledtiderna för momenten i progressmallarna är uppskattade utifrån erfarenhet. Vid ordertillfället läggs även en typmall för maskinen in i SAP R/3. Denna används för inköp av visst huvudförrådsmaterial med lång ledtid. Typmallen kan också användas för att göra en grov kapacitetsplanering men används inte till det i dagsläget då produktionsplanen inte uppdateras i SAP R/3. Detta gör att beläggningssiffrorna inte stämmer. Elberäknaren beräknar i programmet Oskar maskinens elektriska specifikationer utifrån kundens önskemål. Ur programmet Oskar fås konceptritningar som 37

38 NULÄGESBESKRIVNING sedan förs över till programmet Consensus. Konstruktören jämför dessa konceptritningar med kundens krav och önskemål, gör de ritningsändringar och tillägg som behöver göras och ger förslag på vilket material som skall användas vid ändringar. Eftersom ABB Machines arbetar med hög kundanpassning kan arbetet för elberäknaren och konstruktören variera mycket i tid beroende på om liknande maskiner gjorts tidigare. De arbetar dock utifrån standardmodeller på de olika maskinmodellerna och förändringarna utifrån dessa beror helt på hur stor kundanpassning som gjorts. När konstruktören är färdig med sitt arbete tar beredaren över. En stor del av dennes jobb är inköp av orderbundet material. Beredarens jobb innebär också att han gör om konstruktionsunderlaget som konstruktörerna arbetat med till produktionsunderlag som beskriver hur de olika komponenterna ska tillverkas eller köpas. Detta arbete sker i Consensus och när det är klart skickas produktstrukturen och materialspecifikationerna över till SAP R/3 där den skriver över typmallen. Materialinköpen sker sedan i SAP R/3. Skillnader i detaljeringsgraden för produktstrukturen mellan synkrona och asynkrona maskiner är stor. Anledningen till denna skillnad är att tillverkningen av de asynkrona maskinerna togs över från Schweiz för ca två år sedan. Under tiden i Schweiz styrdes monteringen av Maestros som från erfarenhet och kunskap talade om på vilket sätt monteringen skulle utföras och vilket material som skall användas. Av denna anledning finns inte ritningar och monteringsanvisningar framtagna i samma utsträckning som för de synkrona maskinerna. Skillnaderna i produktstrukturernas detaljeringsgrad kan ses i bilaga 3. Varje nivå i produktstrukturen motsvarar en produktionsorder och innefattar det antal operationer som krävs för att färdigställa produktionsordern. Beroende på leveransdatumet i progressrapporten sätter huvudplaneraren ett färdigdatum för produktion vid de olika produktionsavsnitten och verkstadsplaneringen vid dessa sköts sedan av produktionsledare och materialplanerare. Frisläppningen av en produktionsorder sker mot den planerade starttidpunkten för ordern. Innan frisläppning sker en materialklarering för att säkerställa att alla ingående komponenter finns tillgängliga. Fram till det att en order frisläpps för respektive produktionsavsnitt klassificeras den som en planorder och kan lätt ändras av beredaren om konstruktionsändringar måste göras eller om kunden ändrar sina specifikationer. När ordern frisläpps ändras den från planorder till produktionsorder och ändringar blir då svårare att genomföra. Detta beror på att affärssystemet knyter materialet direkt till ordern vilket gör att start och färdigtidpunkter manuellt måste ändras i affärssystemet vilket resulterar i större tidsåtgång. 38

39 NULÄGESBESKRIVNING I nedanstående figur kan ses att både progressrapporten och produktstrukturen i SAP R/3 ger indata till material och produktionsstyrningen. Progressrapporten ger indata i form av start och färdigtidpunkter till produktionsplaneringen som sker i Excel. Den används även till att generera behovstidpunkter för orderbundet material. Behovskvantiteterna för det orderbundna materialet ges av produktstrukturen i SAP R/3 och är tänkt att planeras med nettobehovsplanering. Detta görs dock inte eftersom grunddata inte är uppdaterat och således genererar felaktiga behovstidpunkter. Till huvudförrådsmaterial används nettobehovsplanering. Indata till nettobehovsplaneringen i SAP R/3 är först typmallen och sedan den färdiga produktstrukturen. Behovet genereras då av både preliminära och bekräftade order. Reservation av kapacitet för preliminär order i leveransplan Grov kapacitetsplanering (St / Vecka) Order bekräftad Grundmall för typmaskin i SAP R/3 Inköp av huvudförrådsmaterial med lång ledtid Progressrapport Produktionsplanering Slutgiltig produktstruktur från beredningen skriver över grundmallen för typmaskin i SAP R/3 Inköp av material till order Verkstadsplanering Materialklarering PRODUKTION Figur 4.2 Beskrivning av planeringsprocessen Huvudplanering En undersökning gjordes vid övertagandet av asynkronmaskin från Schweiz över vilken kapacitet och produktionstakt som varje produktionsavsnitt har. Utifrån denna kapacitetsundersökning har det fastslagits att kapaciteten vid en mix av stora och små maskiner ligger på 2,5 synkrona och 1,5 asynkrona maskiner i veckan. Produktionstakten är således fyra maskiner per vecka. Denna kapacitet 39

40 NULÄGESBESKRIVNING planeras in vecka för vecka i ett Exceldokument där varje maskin tar lika mycket kapacitet i anspråk. En begränsning finns dock i förhållandet mellan andelen synkrona och asynkrona maskiner enligt kapacitetsberäkningen ovan. Planeringschefen försöker aktivt styra produktmixen för att klara produktionstakten. Vid en mix med många stora maskiner som tar mer tid i anspråk beläggs i verkligheten mer kapacitet än vad som framgår av kapacitetsplanen. I Figur 4.3 ses ett exempel på hur kapacitetsplaneringen utförs i dagsläget. Capacity report AC-Machines 6 5 1:st avai l abl e induction slot 1:st available syncr onous sl ot Antal Maskiner Week Synchronous Prebooking Synchronous Capacity Figur 4.3 Kapacitetsplanering i dagsläget Asynchronous Prebooking Asynchronous Syftet med kapacitetsplanen är att avgöra när en maskin kan levereras och att den befintliga kapaciteten inte överskrids. Ett arbete har påbörjats att ta fram kapacitetsbehovsprofiler för olika produktutföranden i kritiska operationer. Användandet av kapacitetsbehovsprofiler har dock ännu inte implementerats fullt ut. Efter att leveransdatumet för maskinen är fastställt tas en progressrapport fram av projektledaren. I progressrapporten finns det specificerat tidsåtgång för konstruktion, beredning och produktion på veckobasis. Färdiga mallar för progressrapporten används och är utformade utifrån komplexiteten och storleken på maskinen. Givet fastslaget leveransdatum bakåtplaneras produktionen utefter progressrapporten och tidpunkter för produktionsstart i de olika produktionsavsnitten fastslås. Detta görs av i Excel av planeringschefen. Material köps hem till de utsatta tidpunkterna i progressrapporten för respektive produktionsavsnitt. Köpförslag, med behovstidpunkter och kvantiteter, fås från 40

41 NULÄGESBESKRIVNING SAP R/3 men behovstidpunkterna erhållna därifrån används inte utan istället används progressrapportens tider. I bilaga 4 visas ett exempel på en progressrapport. Kapacitetsplaneringen och progressrapporten styr produktionsplaneringen i och med att dessa bestämmer leveransdatumet till kund samt när produktion måste påbörjas för respektive avsnitt. I produktionsplanen planeras produktionsstart och färdigdatum för respektive produktionsavsnitt på veckobasis. Ur produktionsplanen kan även turordningen för respektive maskin och hur produktionen ligger till gentemot planen utläsas. Produktionsledaren för varje produktionsavsnitt ser sedan till att produktionsplanen följs och materialplaneraren ansvarar för att material finns hemma vid behovstidpunkten Orderplanering Orderplaneringen vid ABB Machines innefattar främst anskaffning av köpmaterial till rätt tidpunkter och kvantiteter. Materialet delas in i tre olika kategorier, dessa är orderbundet material, huvudförrådsmaterial och veckoförrådsmaterial. Ingen egentlig kapacitetsplanering görs på denna planeringsnivå. Första kategorin är orderbundet material. Detta är specifikt för ordern och beställs med de kvantiteter som bestäms utifrån konstruktionen. Brister av detta material kan uppkomma genom att sena ändringar görs av konstruktionen eller att materialet inte levereras på utsatt tid. Den färdiga produktstrukturen för respektive maskin fås från Consensus och denna läggs sedan in i SAP R/3. Utifrån nettobehovsplanering i SAP R/3 fås listor över vilket material som skall köpas. Behovstidpunkterna erhållna från nettobehovsplaneringen stämmer inte överens med progressrapporten vilket gör att inköpen inte kan ske mot datumen som SAP R/3 genererar. Köpen läggs istället mot tiderna satta i progressrapporten. Beredaren har således inget stöd från systemet för att veta när order måste läggas utan får lita på sin egen erfarenhet. Att behovstidpunkterna inte stämmer överens beror på att grunddata i SAP R/3 inte är uppdaterat samt att progressrapporten inte är tillräckligt differentierad för olika produkttyper. Materialinköpen sker i den ordning det behövs i verkstaden med en veckas säkerhetstid. Att företaget använder sig av en veckas säkerhetstid beror på att man vill vara säkra på att allt material skall finnas tillgängligt då produktionen skall starta. Personalen på respektive produktionsavsnitt upplever att det finns mycket orderbundet material liggande i väntan på produktion. Samtidigt anser de att material som skall användas ofta inte finns tillgängligt. Rent teoretiskt bör material för ca sex maskiner finnas tillgängligt då man beställer hem material med en veckas säkerhetstid samt det rådande förseningsläget. Detta blir inte fallet 41

42 NULÄGESBESKRIVNING i praktiken då material ofta ankommer sent. Osäkerheten kring hur mycket orderbundet material som ligger i väntan på produktion är stor. Anledningen till detta är att detta material inte registreras som lagerfört material med saldo när det ankommer. Det registreras istället på varje projekt och i bokföringen benämns det som kundorder i arbete (KIA). Kundorder i arbete är det samlade värde för samtliga projekt som ännu inte betalts av kund. I detta värde ingår således allt arbete och material som bokförts på projektet från projektstart. Ur figur 4.4 kan utläsas att kapitalet bundet i form av KIA steg i början på 2003 för att sedan ligga kvar på denna nivå. Det korrigerade värdet på KIA för synkrona maskiner har tagits fram eftersom företaget vid början av 2003 slutade att delfakturera sina kunder. Detta påverkade värdet på KIA kraftigt. Marie-Louise Ulding, Controller, menar att detta ger en ökning av KIA med ca 25 miljoner sek. En bättre jämförelse fås om detta värde räknas av Kundorder i arbete KIA (Synkron) korrigerat KIA KIA (asynkron) Huvudförråd figur 4.4 Kundorder i arbete Andra typen av material är huvudförrådsmaterial. Karakteristika för detta material är att det köps hem med fasta orderkvantiteter, att säkerhetslager finns och att nettobehovsplanering används för att styra inköpen. Nettobehovet genereras initialt utifrån en typmall och inte från den färdiga produktstrukturen från Consensus. Detta görs för att material med lång leveranstid skall hinna köpas hem. När den färdiga produktstrukturen från Consensus förts över till SAP R/3 görs inköpen utifrån denna. För att minska risken att brist uppkommer finns ett säkerhetslager för huvudförrådsartiklarna. Även för huvudförrådsmaterialet missöverensstämmer behovstidpunkterna från affärssystemet med planerade behovstidpunkter från progressrapporten. 42

43 NULÄGESBESKRIVNING Riktlinjer för vilket material som skall köpas mot huvudförråd är att: Omsättningshastigheten är minst fyra ggr per år, för materialet. Den ingår i en eller flera produkter, som det tillverkas ett flertal av per år. Den har lång leveranstid från leverantör. Det finns krav på snabba leveranser t.ex. reservdelar. Även om grundtanken är att detta material skall styras genom nettobehovsplanering så sköts det i realiteten till stor del som ett beställningspunktsystem. Detta görs eftersom inköparen av huvudförrådsmaterial har en stor osäkerhet i huruvida lagersaldon stämmer. Denna osäkerhet gör att han, för att inte behöva jaga material vid brist, väljer att beställa varor långt innan den från SAP R/3 rekommenderade beställningstidpunkten. Dagens efterfrågetakt och ordersärkostnad används inte för att beräkna orderkvantiteter eller säkerhetslager utan dessa parametrar i SAP R/3 är hämtade från det gamla affärssystemet AROS och har inte uppdaterats sedan införseln. Återanskaffningstiderna är dock uppdaterade. För huvudförrådsmaterial har inköparen som mål att inköpen skall göras ca. sex gånger per år. Tredje typen av material är veckoförrådsmaterial som styrs med tvåbingesystem. Här sköter en materialmästare, på respektive produktionsavsnitt där veckoförrådsmaterial används, beställningen av material. Dessa artiklar är förbrukningsmaterial med lågt värde som t.ex. skruvar och muttrar. Personalen upplever att styrningen av detta material fungerar tillfredsställande Verkstadsplanering Verkstadsplaneringen sköts av produktionsledaren och sker på dagsbasis vid respektive produktionsavsnitt. Den innefattar att frisläppa och återrapportera produktionsorder samt att planera körplaner och att kapacitet finns tillgänglig i verkstaden. Vid alla produktionsavsnitt utom i härvverkstaden ser en materialplanerare till att material till order finns hemma på utsatt tid. Frisläppning av produktionsorder skall ske när så mycket som möjligt av materialet kommit hem, målet är dock att allt material skall ha kommit hem då en produktionsorder frisläpps. Vid frisläppning skrivs en MOL-lista och ritningar ut till operatören där det finns specificerat vilka material och operationer som skall ingå för att färdigställa produktionsordern samt hur dessa skall sättas samman. Frisläppning sker i dagsläget endast på översta produktstrukturnivån för varje produktionsavsnitt. I och med att översta nivån frisläpps så frisläpps även samtliga underliggande nivåer automatiskt. Frisläppning sker inte efter signallistan som 43

44 NULÄGESBESKRIVNING genereras av SAP R/3 utan utifrån de starttider som fås ur produktionsplanen i Excel. Även återrapportering görs på översta nivån i produktstrukturen. När översta nivån har återrapporterats så frågar affärssystemet om underliggande nivåer också skall återrapporteras med planerade start och färdigtidpunkter. Oftast återrapporteras underliggande nivåer med dessa tider men möjligheten finns att göra manuella ändringar. Arbetet med att återrapportera produktionsorder sköts inte helt tillfredsställande och ibland missas återrapportering av färdiga produktionsorder. Turordningen i körplanen för respektive produktionsavsnitt sätts efter tidigaste startdatum vid härvverkstaden och efter tidigaste färdigdatum i övriga avsnitt. I dagsläget används Excellistor för detaljplaneringen i verkstaden vilket leder till att ändringar som görs i produktionsplanen manuellt måste ändras i excellistorna. 4.3 Inköp Inköpsavdelningens roll är att sköta de strategiska kontakterna med leverantörerna samt att följa hur leverantörskontrakten efterlevs. Vid val av leverantör värderar man faktorerna kvalitet, pris och leveranssäkerhet. Ingen viktning av faktorerna görs. En faktor som spelar in är också hur stor man som kund är i leverantörens totala försäljningsvolym. Enligt Mårten Beskow, inköpare, så är en lämplig nivå mellan 10 och 30 %. Detta ger ett bra förhandlingsläge samt att möjligheter finns för volymändringar utan att det påverkar leverantörens leveranser. Leverantörsprecisionen ligger i snitt på 75 % utifrån mätningar som görs på företaget. Denna siffra ligger enligt inköpschef Per Engström något högre beroende på att material ibland inte rapporteras in i tid och att material tas hem med kortare leveranstid än kontrakterat. Målet för leveransprecisionen har satts till 95 % av inköpschefen. Antalet leverantörer är stort och ett nära samarbete med samtliga blir tidskrävande. 44

45 ANALYS AV VARIABILITET 5 Analys av variabilitet I detta kapitel analyseras de problem som identifierats i nulägesbeskrivningen. Förslag till lösningar utarbetas också. 5.1 Variabilitet i processerna Många problem som finns i processerna i verkstaden beror på variabilitet. Huvudorsakerna till förseningarna anses vara, maskinproblem, materialbrist, kvalitetsproblem och kapacitetsbrist. Inga uppföljningar på orsakerna till förseningarna görs så att de senare kan förebyggas utan problemen med variabilitet löses snarare från fall till fall. Skulle ett systematiskt arbetssätt införas där varje försening dokumenteras vid varje produktionsavsnitt skulle vanliga orsaker kunna urskiljas och förebyggas. Detta leder i sin tur till att processen blir stabilare vilket motverkar förseningar och underlättar planeringen. Bergman och Klefsjö (1995) beskriver Demingcykeln, ett systematiskt arbetssätt att arbeta med förbättringsarbete. Detta arbetssätt skulle kunna ligga till grund för att motverka variabilitet i processerna i verkstaden på ABB Machines. Målet skall vara att skapa en process i jämvikt där urskiljbara orsaker till variabilitet, till så stor del som är ekonomiskt försvarbart, har eliminerats. I en artikel skriven av Kher & Fredendall, (2004), bygger de vidare på Hopp & Spearmans, (1996), tankar på vilket sätt variabilitet i produktionen påverkar kötiden (Ekvation 8) och hur dessa bör elimineras genom ett förebyggande arbete. I artikeln hänvisar de till en tabell framtagen av Hayes & Wheelwright, (1984), (Tabell 5.1) som visar på vilket sätt ledares beslut påverkar variabiliteten och vilken typ av variabilitet det ger upphov till. Man skiljer på två typer av 2 2 variabilitet, ca som är variabiliteten för ankomstfrekvensen och c p som är variabiliteten för den effektiva processtiden. 45

46 ANALYS AV VARIABILITET Tabell 5.1 Orsaker till variabilitet (Hayes & Wheelwright, 1984). I Tabell 5.1 är de orsaker till variabilitet, som ligger inom ramen för detta examensarbete, markerade. Efterföljande avsnitt behandlar dessa orsaker djupare och förbättringsförslag tas fram för att reducera variabiliteten. En reducerad variabilitet leder till minskade genomloppstider och minskade förseningar, menar Kher & Fredenhall, (2003). 5.2 Leveransprecision Mätningar av intern leveransprecision för respektive produktionsavsnitt åskådliggör att det ständigt inträffar förseningar gentemot planerade färdigdatum. Mätningarna görs vid varje produktionsavsnitt på antalet produkter som inte har levererats på utsatt tid. Detta kan ses i bilaga 2. En bättre bild av förseningsläget anser författarna fås om verkligt färdigdatum vid produktionsavsnittet jämförs mot planerat färdigdatum. Detta ger fokus på att minska antalet dagar maskinerna är försenade eller för tidiga. Målet skall vara att samtliga maskiner skall levereras från produktionsavsnitten på rätt dag. Kombineras dessa mätningar med mätningar av verklig genomloppstid, i förhållande till planerad, vid varje avsnitt kan man utläsa om förseningen beror på en sen produktionsstart eller om någon störning orsakat den. Har förseningen berott på störningar skall dessa dokumenteras och förebyggas. Orsakssambanden för förseningarna kan ses i träddiagrammen i bilaga 5. Här tas de orsaker till förseningar som är 46

47 ANALYS AV VARIABILITET dokumenterade under intervjuer med arbetsledare och övrig personal vid de olika produktionsavsnitten upp På grund av förseningarna från produktionsavsnitten tidigt i flödet har en säkerhetstid lagts in i planeringen vid monteringsavsnittet. Detta görs för att förhindra förseningar mot kund. Leveransprecisionen mot kund har förbättrats under det senaste halvåret vilket ses i Figur 5.1. Leveransprecision Leveransprecision 100% 80% 60% 40% 20% 0% månad Figur 5.1 Leveransprecision mot kund 5.3 Huvudplanering Jämförs Figur 3.3 som beskriver teoretiskt hur planeringen i ett företag bör gå till med Figur 4.2 som beskriver hur planeringen fungerar på ABB Machines kan man tydligt se att arbetsgången ser annorlunda ut. Ingen egentlig kapacitetsplanering görs förutom den kapacitetsförfrågan som utförs från säljaren när ordern är lagd. Kopplingen mellan produktionsplaneringen och materialplaneringen är progressrapporten vilken ligger utanför affärssystemet. Detta får till följd att en ändrad färdigtidpunkt för produktion inte automatiskt genererar ändrade behovstidpunkter för material. Dessa måste manuellt ändras i affärssystemet. För att få en mer enhetlig planering där tider stämmer överens och där material och produktion kan planeras genom SAP R/3 bör man sträva efter att inte planera efter tiderna i progressrapporten utan tider från systemet. Grunden i produktionsplaneringen bör istället för progressrapporten vara den typmall som läggs in i SAP R/3 vid ordertillfället. Denna, tillsammans med en grov kapacitetsplanering, skall ligga till grund för en preliminär produktionsplan. Anledningen att produktionsplanen i detta skede är preliminär är att tidsättningen i typmallen och produktstrukturen kan skilja sig åt. När typmallen skrivs över av den kompletta produktstrukturen från Consensus skall denna tillsammans med kapacitetsplaneringen ligga till grund för den 47

48 ANALYS AV VARIABILITET slutgiltiga produktionsplanen. Typmallen och den färdiga produktstrukturen måste således stämma väl överens vad gäller tider. Tiderna måste självklart också stämma överens med de verkliga produktionsledtiderna och operationstiderna. Detta förfarande för huvudplanering vid kundorderstyrd produktion stämmer i stort med det som Jonsson och Mattsson, (2003), beskriver. Skillnaden ligger i att ingen prognostisering för framtagning av preliminär leveransplan görs. Anledningen att detta steg inte utförs är orderstocken ger tillräcklig framförhållning för att kunna planera materialbehov, kapacitet och produktion. För att produktstrukturen skall vara länken till produktionsplanen måste struktur och operationsregister kontinuerligt uppdateras. I en studie av svenska företag framtagen av Jonsson och Mattsson, (2002) påvisades ett tydligt samband mellan graden av tillfredsställelse med materialstyrningssystemet och frekvensen med vilken grunddata uppdaterades. Detta är något som talar för en ökad uppdatering av grunddata i SAP R/3. Återrapporteras varje produktionsorder korrekt fås ett underlag för verkliga genomloppstider och operationstider. Vid återrapportering bekräftas eller ändras den av systemet planerade tidsåtgången för operationerna som ingår i produktionsordern. Görs detta korrekt kan de av systemet genererade tiderna för genomloppstid och operationstid jämföras mot verklig tidsåtgång och vid behov uppdateras Kapacitetsplanering Sättet produktionsplaneringen är kopplad mot den grova kapacitetsplaneringen i dagsläget skapar en ojämn beläggning för produktionsavsnitten eftersom planeringen sker i styck istället för timmar. Kapacitetsplanering med produktionsenheter är inte anpassat för den produktionsmiljö som råder. Den passar bättre i miljöer med korta ackumulerade ledtider och där kapacitetsbehovet inte ändras beroende på produktmixen. Olika maskintyper tar olika lång tid i anspråk vid de olika produktionsavsnitten och detta leder ibland till att den produktmix som planeras under en vecka blir orimlig i förhållande till kapacitetsutbudet. I Figur 5.2 ses beläggningen på veckobasis för statorlindningen. Den första stapeln innehåller förseningar och ej återrapporterade produktionsorder och är därmed missvisande. Utläsas kan också att beläggningen varierar kraftigt mellan veckorna. Beläggningen får detta utseende beroende på den bristfälliga kapacitetsplaneringen som ligger till grund för produktionsplanen. Kapacitetsutbudet är valt till 80 procent av den nominella kapaciteten. 48

49 ANALYS AV VARIABILITET Figur 5.2 Beläggning vid statorlindningen En grov kapacitetsplanering i syfte att lova leveransdatum och att kapacitetsbegränsningar inte överskrids bör istället göras utifrån kapacitetsbehovsprofiler (se kapitel 3.7.3) framtagna för varje produktutförande. Att ta fram dessa profiler är ett arbete som redan påbörjats och som bör fortsätta och implementeras fullt ut. För tillfället sköts inte återrapportering i tillräcklig utsträckning för att profilerna skall kunna användas som underlag vid beslutsfattande. Kapacitetsplanering med kapacitetsbehovsprofiler är enligt Jonsson & Mattsson, (2003), lämpligt i en kundorderstyrd produktion. Ur en undersökning av använda kapacitetsplaneringsmetoder hos svenska företag visar samma författare, (2002), att nöjda användare av kapacitetsprofiler i stor utsträckning jobbat på följande sätt. 67 % inkluderade flera avdelningar och produktionsavsnitt 43 % planerar utifrån en planerad effektiv processtid i profilerna. Hopp & Spearman (1996) definierar effektiv processtid som tiden det tar att producera en godkänd artikel, denna tid innefattar även tid för eventuell ombearbetning. 40 % granskar kapacitetsprofilerna minst två gånger per år. I de profiler som tagits fram har kapacitetsutbudet satts till 80 procent av den nominella kapaciteten (se avsnitt 3.6.1). Det vill säga den reella nettokapacitet som man anser finns då ofrånkomligt kapacitetsbortfall räknats av. Flera avdelningar än de i produktionen bör även tas med i profilerna. Lämpliga avdelningar är elberäkning, konstruktion och beredning då dessa kan sätta begränsningar på vad som kan produceras och till vilka tidpunkter. 49