Föreläsning 10. Kursstruktur. Agenda. Planering av lina: Layout, linjebalansering och produktionsstyrning (Kanban)

Transkript

1 Föreläsning 10 lanering av lina: Layout, linjebalansering och produktionsstyrning (Kanban) Avslutning laneringssystem Fast position Fö 6a: rojektplanering (CM, ERT, mm) Le 3: rojektplanering (CM/ ERT, känslighetsanalys) Kursstruktur Fö 12: Avslutning och kurssammanfattning Le 8-9: Specialfall (produktval, kopplade lager, cyklisk planering, mm) Fö 11: Specialfall (produktval, kopplade lager, cyklisk planering, mm) Serietillverkning Funktionell verkstad (FV) Linjetillverkning Fö 8: lanering av FV (layout, MR, Fö 10: lanering av lina (layout H) balansering, kanban, mm) Le 5: MR (Tablåer och partiformning) Le 7: Linjeplanering (linjebalansering och kanban) Fö 9: lanering av FV (partiformning under MR, detaljplanering) Le 6: Detaljplanering (Sekvensering, orderstyrning) Lab 4: Lagerstyrning (B; B, LC) Le 4: Lagerstyrning (EOQ, SL, B/B) Fö 7: Lagerstyrning (artiformning, säkerhetslager, lagerstyrning) Lab 3: SV (planeringsstrategier) Le 2: SV (KO och planeringsstrategier), samt laborationsintroduktion Fö 5b: Sälj- och verksamhetsplanering (planeringsstrategier) samt huvudplanering Fö 5a: laneringssystem (hierarkisk planering och dess koppling till processvalet) Kontinuerlig tillverkning Fö 6b: lanering av kontinuerlig tillverkning (rocess Flow Scheduling, FS) rodukt- och produktionssystem Intro Lab 2: rognostisering (tidsserie - dekomposition) Le 1:rognostisering (tidsserie enkel extrapolation) Fö 4: roduktionssystem (typiska produktionssystem, dess egenskaper och val av process) Fö 3: rognostisering (efterfrågemodell, prognosprocessen, prognosmetoder, prognosverktyg) Lab 1: ABC-analys (med ABC Tool) Fö 2: roduktegenskaper (produktutveckling, produktstruktur, /L-kvot, KO, lager vs. order, ABC-klassificering, mm) Fö 1: Introduktion (roduktion i Sverige, produktionsekonomiska grunder, kurspresentation) Agenda Linjetillverkning Layoutaspekter Linjebalansering Kanban Bestämning av antal lastbärare Buffertnivåer lanering av funktionell verkstad laneringsstruktur lanering av linje Sälj & verksamhetsplanering Huvudplanering Materialplanering Detaljplanering Sammanfattning 1

2 Volymprodukter Volym produkter Grad av flödesorientering Hög Låg Funktionell verkstad Flödesgrupper Linjetillverkning Låg volym Hög volym Linjetillverkning Gruppering efter produkt Flödesorienterad layout Efterlikna produktens successiva färdigställande Given och fast operationsföljd Typisk KO = MTS Linjetillverkning Mål Maximera effektiviteten Minimera balanseringsförlusten Uppgift Fördelning av arbetsmoment i stationer längs linan för en jämn och hög beläggning Metod Linjebalansering Förråd Station 1 Station 2 Station 3 Station 4 Lager eller direkt till kund 2

3 Beslutsproblem Bestäm vilken produktionstakt () som krävs för att tillgodose marknadens behov = D/T = Efterfrågetakt/Tillgänglig produktionstid Takttid, 1/ den takt med vilken man måste försörja marknaden med produkter Cykeltid Takttiden bryts internt ner i cykeltid för respektive monteringslina D= 800 st, T = 40 h D 800 = = = 20 st/h T h 3 min = 20 = Monteringslina 1 Cykeltid = 6 minuter Monteringslina 2 Cykeltid = 6 minuter Systemoutput Takttid = 3 minuter Linjebalansering Bestäm effektivaste fördelningen av operationer utmed linan Baserat på cykeltiden Resulterar i ett antal stationer längs linjen Station 1 Operation A, D Station 2 Operation B, C Station 3 Operation E, F Balanseringsförlust Två alternativa formuleringar Minimera antalet stationer vid given cykeltid Minimera cykeltiden vid givet antal stationer Utvärdera med hänsyn till balanseringsförlusten, d nc ti dötid i d = = nc genomloppstid n = antal arbetsstationer c = cykeltid t i = stycktid i operation 1 c = och kan sättas i intervallet max t i c t i i 3

4 Linjebalanseringsheuristik 1 Längsta Operationstid Först Minimera n givet 1. Lista operationerna i fallande tidsordning 1. Sätt j = 1 2. Tilldela station j första operationen som är tillåten i listan och ta bort operationen från listan 3. Fortsätt att tilldela tillåtna operationer från listan tills cykeltiden är uppnådd eller ingen tillåten operation finns kvar i listan, ta bort tilldelade operationer från listan 4. Om alla operationer är fördelade, avsluta, annars låt j=j+1 och gå till punkt 2 Linjebalanseringsheuristik 1, exempel lanering av vagnmontering Operation Stycktid [sek.] Beskrivning Föregångare A 45 Fäst stöd för bakaxel - B 11 lacera bakaxel A C 9 Skruva fast bakaxel B D 50 lacera framaxel - E 15 Skruva fast framaxel D F 12 Fäst bakhjul #1 C G 12 Fäst bakhjul #2 C H 12 Fäst framhjul #1 E I 12 Fäst framhjul #2 E J 8 lacera handtag F, G, H, I K 9 Skruva fast handtag J Σ 195 Operation Stycktid [sek.] Beskrivning Föregångare A 45 Fäst stöd för bakaxel - B 11 lacera bakaxel A C 9 Skruva fast bakaxel B D 50 lacera framaxel - E 15 Skruva fast framaxel D F 12 Fäst bakhjul #1 C G 12 Fäst bakhjul #2 C H 12 Fäst framhjul #1 E I 12 Fäst framhjul #2 E J 8 lacera handtag F, G, H, I K 9 Skruva fast handtag J A B C F recedensdiagram G H J K D E I 4

5 A D E Linjebalanseringsheuristik 1 Längsta Operationstid Först D, 50 A, 45 E, 15 F, 12 G, 12 H, 12 I, 12 B, 11 C, 9 K, 9 J, 8 B C F G H I Station Möjliga Vald Op.tid Ack.op.tid 1 A,D D A,E - 2 A,E A B,E - 3 B,E E B,H,I H B,I I B B C C 9 9 F,G F J K G G J J 8 41 K K 9 50 Linjebalanseringsheuristik 1, Stationsindelning Station 2 A Station 3 Station 4 B C F G Station 1 H J K D E I Balanseringsförlust, exempel nc ti i d = = = = nc n = antal arbetsstationer c = cykeltid t i = stycktid i operation 5

6 Linjebalanseringsheuristik 2, ositionsviktsmetoden Minimera n givet Vikta varje operation i : w t t = + i i k k E E = Mängden av efterföljande operationer Följ linjebalanseringsheuristik 1 med positionsvikter istället för operationstider A B C D E K ositionsmetoden w t t = + i i k k E wa = ta + tb + tc + tf + tg + tj + tk = = = 106 wb = tb + tc + tf + tg + tj + tk = = = 61 wc = tc + tf + tg + tj + tk = A = = 50 wd = td + te + th + ti + tj + tk = = = 106 we = te + th + ti + tj + tk = D E = = 56 w = t = 8 K K B C F Tider A, 45 B, 11 C, 9 D, 50 E, 15 F, 12 G, 12 H, 12 I, 12 J, 8 K, 9 G H I J K arallellgruppering Cykeltid Takttid 4 st per 4 st per timme 15 min 15 min 15 min 15 min timme st per timme 30 min 30 min min 30 min 4 st per timme min st per timme st per timme

7 Kanban, principer Enkelt beordringssystem Decentraliserat, automatiskt Nästan dokumentlöst Cirkulerande kort (Kanban) roduktionskanban Transportkanban Standardiserade lastbärare Behovssug (ull) Efterfrågan skapar påfyllningsbehov för buffertberedskap Körplan Enligt kortordning (=behovsordning) Bestämning av antal Kanban [a] [L] G1 G2 DL y = a ( 1+ α) D = Efterfrågan per tidsenhet L = Ledtid (inkl inspektionsint. av kort) α = Säkerhetsfaktor (policyvariabel) a = Antal detaljer i en lastbärare y = Antal Kanban Kanban Buffert utan säkerhetsnivå Ledtid = 2 h Efterfrågan = 10 st/h Antal detaljer per lastbärare = 5 st DL(1 + α) 10 2(1+ 0) y = = = 4 a

8 Kanban, buffert med säkerhetsnivå Ledtid = 2 h, Efterfrågan = 10 st/h Antal detaljer per lastbärare = 5 st Alfa = 0,1 DL(1 + α) 10 2( ) y = = = 4.2 y = 5 a Kanban, Osäkerhet i ledtid Ledtid = 2 h, Efterfrågan = 10 st/h Antal detaljer per lastbärare = 5 st Alfa = 0,1 ger y= korts-Kanban: Exempel INTRODUCING KANBAN FLOW CONTROL KANBAN BOARD IN OUT IN OUT T T T T 8

9 Regler för styrning av Kanban Tillverkning/montering Tillverkning eller montering får ej initieras utan tillstånd av ett produktionskanban Transporter Material får ej transporteras mellan stationer utan tillstånd av ett transportkanban artiformning Endast standardiserade lastbärare fyllda med rätt antal detaljer får användas Det ska finnas precis ett produktionskanban och ett transportkanban för varje lastbärare Kvalitet Defekta detaljer får ej transporteras till efterföljande station Kanban Förutsättningar Hög efterfrågetakt Kontinuerligt återkommande behov Liten variation i efterfrågan Begränsat antal produktvarianter Goda förbindelser med leverantörer Begränsningar Ojämn efterfrågan Långa ställtider Dyra detaljer Fysiskt stora detaljer Kanbansystem Slutmontering L e v e r a n t ö r e r Olika transportkanban 9

10 Exempel, Kanban Bestäm antal Kanban för tillverkning av produkt 5 nästa månad 5 ingår i produktfamiljen SV {1000, 1200} för månad 1 och 2 roduktstrukturen för 5 enligt figur K1, K2 och K3 är köpkomponenter A är ett halvfabrikat Företaget använder veckobaserade takter på huvudplaneringsnivå 20%-ig säkerhetsnivå i Kanbansystemet Övriga data enligt tabell 5 DL(1 + α) 50 1( ) A ya = = = 6 a 10 K1 K2 DL(1 + α ) ( ) yk1 = = = 2.4 a 10 K % 10% 30% 30% 10% 5 K1 x4 A x2 K2 x2 K3 x3 D [st/v] L [v.] a [st] 25 0, , Struktur och planeringsnivåer Kundorder rognos Huvudplanering Materialplanering Återrapportering laneringssystem Detaljplanering Råvaruförråd rodukter i arbete Färdigvarulager lanering av funktionell verkstad Typisk planeringsmiljö Sälj- och verksamhetsplanering Sälj och verksamhetsplanering Efterfrågeadministration Jagande (chase) eller blandad (mix) produktion Huvudplanering TIDS- TAKT- Typiskt MTO eller ATO STYRD BASERAD Hanterar kundorder och flexibla flöden i en i huvudsak funktionell produktionsmiljö USH ULL Materialplanering Bryter ner tidsfasade och nettade behov genom produktstrukturen Beräknar kommande behov för varje artikel med hänsyn till ledtider, lagernivåer och partiformning Tillverknings- och inköpsorder skapas för kommande perioder Detaljplanering Hanterar varierande produktmixer med varierande flöden i en funktionell layout Materialflödet kontrolleras genom centraliserad planering via MR och genom centralt skapade planer som tidsätter och trycker materialet genom produktionssystemet (push-system) Löser schemaläggning och eventuella konflikter genom lokal optimering av respektive produktionsgrupp MTO ATO MTS 10

11 lanering av linje Sälj- och verksamhetsplanering Taktstyrd produktion Utjämnad produktion (level) är mest lämplig Etablera statisk miljö Minimalt med taktändringar Enkla kapacitetsproblem o Klassisk linjebalansering Flerproduktsflöden o Skapa mix som beläggningsutjämnar i produktionsceller Kapacitetsplanering Enkelt eftersom produktmixen vanligen är statisk och beläggningsbilden är lika i respektive period lanering av linje Huvudplanering lanering av linje Materialplanering Tidsfasad diskreta order partivis planering Taktbaserad endast en produktionstakt är bestämd Taktnedbrytning Variantfördelningsstruktur roduktstruktur H M D ump R MTO ATO MTS USH 20% Fokus på kundvård för att bevara det jämna flödet H MTO ATO MTS och den höga utnyttjandegraden M TIDS- TAKT- STYRD BASERAD D USH ULL Mål Bevaka volymen genom flexibel produktmix ump laneringsprincip Taktplanering ump R ump S ump W Huvudplanering 20% 35% 45% Taktnedbrytning från SV TIDS- STYRD TAKT- BASERAD ULL Komp 1 x1 Komp 2 x1 Komp 3 x2 11

12 lanering av linje Material- och detaljplanering Det fysiska systemet skall vara så enkelt att det räcker med lokal styrning av planeringspunkter åfyllning av material mm sker oftast med ett Kanban-system ull roduktionsorder H M MTO ATO MTS TIDS- TAKT- STYRD BASERAD D USH ULL Materialflöde lanering av linje Detaljplanering lanering Enkla flöden i celler sekvensen ges av Kanban o vilket motsvarar FIFO Exekvering H M D MTO ATO MTS TIDS- STYRD TAKT- BASERAD o Inget separat system behövs då nödvändig information redan finns på golvet via Kanban Kontroll o Minimalt kontrollsystem. Återrapportering sker genom så kallad backflushing USH ULL lanering av linje Detaljplanering Backflushing Saldoavräkning av de i en produkt ingående komponenternas kvantitet m.h.t. produktstrukturen Lagersaldo uppdateras först när slutprodukten är klar Underleverantören betalas när slutprodukten är klar Kan även omfatta operationstider o förkalkylerad tid 12

13 Detaljplanering: ush vs. ull Beordring Dokument Körplan Tidsstyrd Klarering av material, kapacitet, verktyg Verkstadsordersats; flertal kort per tillverkningsorder För varje planeringspunkt Taktstyrd Enkel klarering Kanban (order behövs ej) Genereras automatiskt (Kanban) rioritetsregler Många alternativ Behovssug (FIFO) Sammanfattning Linje - typisk planeringsmiljö Sälj- och verksamhetsplanering Utjämnad (level) eller blandad (mix) produktion Huvudplanering TIDS- TAKT- Typiskt MTS or ATO STYRD Etablerar en jämn produktionstakt i ett linje och flödesgruppsbaserat produktionssystem. USH ULL Behovsplanering Bryter ned produktionstakter genom produktstrukturen. Använder dessa takter för att designa beställningspunktbaserade lagerstyrningssystem (t.ex. Kanban). Tillverknings- och inköpsorder skapas genom påfyllningssignaler från nedströms lagerpunkter i systemet (reaktivt). Detaljplanering lanering och sekvensering sköts automatiskt via det taktbaserade lagerstyrningssystemet (pull FIFO). Exekvering och eventuell omplanering sköts på fabriksgolvet (t.ex. via Kanban). Återrapportering sker först när produkten är färdigproducerad genom backflushing. MTO ATO MTS BASERAD Sammanfattning Order roduktionsplan (SV) rognos Huvudplan Behovsnedbrytning Tillverkningsplan / Kanban Slutmonteringsplan Slutmontering Leverantörer Kunder Leverantörer 13