Produktionsekonomi. Laborationshandledning. Produktionsekonomi Linköpings tekniska högskola

Transkript

1 LINKÖPINGS UNIVERSITET Laborationshandledning Linköpings tekniska högskola Version 5.0 Reviderat Helene Lidestam, Armin Parsi

2 Innehållsförteckning Tabellförteckning... 2 Figurförteckning Introduktion Laboration 1 LEAN-spel Förberedelser för laboration 2 och Data Produktbeskrivning Efterfrågan Produktionsbeskrivning Planeringsdata Laboration 2 - Prognostisering Förberedelseuppgift Laboration Laborationens genomförande Laboration 3 - Lagerstyrning Förberedelseuppgift laboration Laborationens genomförande... 9

3 Tabellförteckning Tabell 1 - Produktdata Tabell 2 - Standardavvikelsen över föregående års prognosfel Tabell 3 - Produktionsdata... 4 Tabell 4 - Rådande produktionstakt... 4 Tabell 5 - Säkerhetslager för respektive produktgrupp... 5 Tabell 6 - ABC-klassificering... 8 Figurförteckning Figur 1 - Produktgruppsstruktur... 2 Figur 2 - Tillverkningskedjan... 4 Figur 3 - Arbetsgång för laboration Figur 4 Arbetsgång för laboration Figur 5 A-produkternas del av Excelarket Figur 6 B-produkternas del av Excelarket Figur 7 C-produkternas del av Excelarket... 10

4 1 Introduktion I kursen produktionsekonomi ingår en laborationsserie omfattande tre laborationer. De tre beskrivs i detta häfte och är i tur och ordning; 1. LEAN-spel 2. Prognostisering 3. Lagerstyrning. För att öka förståelsen av laborationerna skall förberedelseuppgifter lösas inför laborationerna 2 och 3. Laboration 1 kräver ingen förberedelse. Då laborationerna 2 och 3 utförs i Microsoft Excel är det en fördel om studenten har god Excelvana innan laborationsserien påbörjas. Detta för att laborationstiden ska kunna utnyttjas effektivt. Om studenten känner sig osäker på Excel bör grundläggande kunskaper repeteras innan laboration 2. Vid en situation där någon laboration inte blir godkänd inom den handledda laborationstiden måste studenten på egen hand slutföra laborationen och komma överens med laborationsassistenten om hur detta skall redovisas. Syftet med laborationsserien är att på ett övergripande sätt påvisa hur produktionsplaneringsprocessen tillgår i ett företag eller i en organisation. Första laborationen är fristående och syftet är att introducera begrepp inom produktionsekonomi och förstå innebörden av dessa begrepp. Laboration 2 och 3 är kopplade till varandra och laborationsserien börjar med att aggregerade prognoser för de olika produktgrupperna bestäms. Den framtagna produktionsplanen utgör en ram för den materialplanering som sker i sista laborationen. De aggregerade prognoserna bryts ned till detaljerade prognoser som ligger till grund för lagerstyrningen. Vid lagerstyrningen görs en avvägning mellan ordersärkostnad, lagerhållningskostnad och bristkostnad. 2 Laboration 1 LEAN-spel Spelet syftar till att introducera industriell produktion genom ett flödesperspektiv och på ett sätt som aktivt involverar kursdeltagarna. Målet är att även introducera begrepp såsom batchstorlek, flaskhals, takt mm. Ingen förberedelse krävs! 1

5 3 Förberedelser för laboration 2 och Data Till laborationstillfälle 2 och 3 hör en datafil med startdata som kan hämtas från LISAM. De förberedelseuppgifter som anges till varje laboration skall utföras och dokumenteras eftersom vissa data kommer att användas i laborationen. Laborationerna skall ses som en blandning av lärotillfälle och examination. Därför är ett aktivt deltagande och väl utförda förberedelseuppgifter ett krav. Laborationerna 2 och 3 kretsar kring det fiktiva företaget Snyltaren AB som är en stor tillverkare av juice, saft och soppa. Produktionen sker idag i en enda fabrik med dels gemensam, dels separat produktionsutrustning för de olika produktgrupperna. Data till laborationerna finns i detta inledande avsnitt. Kompletterande material och datafiler finns på LISAM. Nedan följer en kort beskrivning av företaget. 3.2 Produktbeskrivning Snyltaren tillverkar idag 7 olika produkter, vilka de valt att gruppera enligt figur 1. Produkterna i produktgruppen juice paketeras endast i 2-deciliters förpackningar, saft förpackas i 10-deciliters förpackningar och soppa förpackas i 5-deciliters förpackningar. I produktgruppsstrukturen i figur 1 anges produktmixen inom klamrar i boxarna. Figur 1 - Produktgruppsstruktur Försäljningspriset per förpackning och produkt ges i tabell 1 nedan. I försäljningspriset inkluderas ett vinstpåslag på 25 %. I tabell 1 anges även ingående lager i vecka 1 per produktgrupp. 2

6 Produktgrupp Juice Saft Soppa Produkt Ap Äp Ap Ha Jo Bl Ny Förpackning [dl] Fsgpris [kr/förp] 5,50 4,00 8,50 8,00 8,00 6,75 5,75 Produktvärde [kr/liter] 22,00 16,00 6,80 6,40 6,40 10,80 9,20 Ingående lager [1000-tal liter] Tabell 1 - Produktdata. 3.3 Efterfrågan De två senaste åren har företaget drivit en kampanj för juice under 8 veckor, med start vecka 24. Då kampanjen inte har slagit tillräckligt väl ut har ledningen beslutat att inte genomföra någon kampanj det kommande året. För fyra år sedan startade Snyltaren tillverkning av soppa, då de av en tillfällighet kom över ett antal förpackningsmaskiner till en låg penning. Introduktion av de två produkterna blåbärssoppa och nyponsoppa har därefter gått helt enligt planerna. Prognoserna av föregående års efterfrågan har genererat ett prognosfel. Standardavvikelsen för prognosfelet (prognosperiod 1 vecka) för respektive produkt ges i tabell 2 nedan. Produktgrupp Juice Saft Soppa Produkt Ap Äp Ap Ha Jo Bl Ny Standardavvikelse, σ med prognosperiod 1 vecka (1000-tal liter) Tabell 2 - Standardavvikelsen över föregående års prognosfel. 3.4 Produktionsbeskrivning Från råvarulagret tas de olika råvarorna, främst socker och koncentrat, till det inledande produktionssteget blandning. Blandningen, som är helt automatiserad, görs i särskilda blandningskärl. Från dessa kärl pumpas sedan blandningen till sterila tankar där mellanlagring sker. Blandningen lagras till dess att en förpackningslinje är ledig. Paketering sker i olika förpackningslinjer beroende på i vilka mängder blandningen skall förpackas. Efter paketeringen skickas förpackningarna direkt till det avslutande produktionssteget palletering. Vid palletering staplas förpackningarna på EUR-pallar innan de slutligen transporteras till färdigvarulagret i väntan på leverans till kund. Tillverkningskedjan återges även i figur 2 nedan. 3

7 Blandning Paketering Palletering Råvarulager Steriltank Färdigvarulager Figur 2 - Tillverkningskedjan Ledtiden är för samtliga produkter 2 veckor. Inför varje ny produktionsuppsättning måste kärlen diskas, medan tankarna desinficeras i en speciell ångugn. Paketeringen har under de senaste åren kommit att helt styra produktionstakten för Snyltaren, d v s paketeringen är tillverkningskedjans flaskhals. Övriga tillverkningssteg har en mångdubbelt högre kapacitet. Företaget har emellertid en ganska dålig ekonomisk ställning, och har inte möjlighet att investera i fler paketeringsmaskiner. Av denna anledning sker tillverkning 24 timmar per dygn i förpackningslinjerna (paketering och palletering). Totalt har företaget 5 förpackningslinjer; 3 för 10-dl förpackningar, 1 för 2- dl förpackningar och 1 för 5-dl förpackningar. De perioder då företaget inte självt kan täcka efterfrågan väljer de, av anledningen ovan, att lägga en del av tillverkningen på utlego. Produktionsdata ges i tabell 3 nedan. Produktionsgrupp 2-deciliter 10-deciliter 5-deciliter Tillgänglig kapacitet per linje [h/4v] Antal förpackningslinor Maximal utlegokapacitet [h/4v] Operationstid [h/l] 0, , ,00062 Tabell 3 - Produktionsdata Varje gång takten ändras i tillverkningskedjan uppstår en särkostnad på kr p.g.a. taktändringen till följd av att blandningsoperationen måste justeras. Varje order som initieras i tillverkningskedjan ger också en särkostnad på kr p.g.a. omställning i bl. a. paketering och palletering. För enkelhets skull antas att utlegotillverkaren har liknande produktionsutrustning som Snyltaren, varför operationstiderna är desamma var produkten än förpackas. Snyltaren använder en lagerränta på 20 % per år. Den produktionstakt som de olika produktionsgrupperna har vid laborationens start finns angiven i tabell 4 nedan. Produktionsgrupp 2-deciliter 10-deciliter 5-deciliter Nuvarande produktionstakt [l/4v] Tabell 4 - Rådande produktionstakt 3.5 Planeringsdata Laborationerna går till stor del ut på att styra tillverkningen i Snyltaren. Dock kan vissa parametrar från det befintliga systemet användas vid dimensioneringen av de nya 4

8 styrsystemen. Vid sälj- och verksamhetsplaneringen kan schablonmässiga säkerhetslagar användas enligt tabell 5. Produktgrupp Juice Saft Soppa Säkerhetslager, SL (1000-tal liter) Tabell 5 - Säkerhetslager för respektive produktgrupp 4 Laboration 2 - Prognostisering Syftet med denna laboration är att studenten skall få en djupare förståelse för tillvägagångsättet vid prognostisering. Laborationen visar också på hur ett kalkylprogram kan användas för att effektivt bestämma prognoser. 4.1 Förberedelseuppgift Laboration 2 Räkna igenom övningsuppgiften nedan. Problemställningen är liknande den i laborationen. Ett företag tillverkar i huvudsak en produkt med, som man upplever, ganska kraftig trend och samtidiga säsongsvariationer. Man har sparat månadsvisa efterfrågedata för de senaste tre åren, vilka visas i tabellen nedan. Efterfrågan t X X X t Summa Medel X X ,5 X ,5 a. Beräkna trenden per månad. b. Rensa bort trenden och beräkna multiplikativa säsongsindex för alla perioder. c. Gör en långsiktsprognos för kommande år (X+1), med hänsyn till trend och säsongsindex. d. Läs på kort om standardavvikelse och korrelation. Repetera från tidigare kurser inom statistik. 5

9 Dekomposition Laborationshandledning 4.2 Laborationens genomförande Öppna excelfilen LAB2 som återfinns på kurshemsidan. Under laborationen skall studenten prognostisera efterfrågan på Snyltarens alla produkter det kommande året (långsiktig prognos). Som underlag för prognostiseringen ges aggregerade efterfrågedata (data summerat per produktgrupp och i fyra-veckors-perioder i enheten liter) tre år tillbaka i tiden. Viss värdefull information finns också i denna laborationshandledning. Arbetsgången följer figur 3 nedan. Tänk på att varje period består av fyra veckor. Efterfrågedata Rensa kända icke repetetiva händelser Identifiera och rensa trenden Identifiera och rensa säsongvariationer D X T S P T S Färdig prognos Lägg till trend Lägg till säsong Uppgyggnad av prognos Identifiera och rensa nivån N N Lägg till nivå Testa slumptermen R Starta från noll Figur 3 - Arbetsgång för laboration 1 De test som skall genomföras på slumptermen är medelvärde, standardavvikelse, korrelation samt plottning av slumptermerna. Tips: Utvärdera hur efterfrågemönstret ser ut och fråga dig själv om alla stegen i arbetsgången ovan behövs göras. Finns icke repetitiva händelser, trend, säsong etc. i efterfrågemönstret? Tänk på hur ni gjorde under lektion 1 och jämför med denna uppgift. Att tänka på: Hur ser det historiska efterfrågemönstret ut? Vad behöver rensas? 6

10 5 Laboration 3 - Lagerstyrning Syftet med denna laboration är att studenten skall få en förståelse för olika partiformningsmetoder och lagerstyrningsprinciper. Produkterna som Snyltaren tillverkar har delats in i tre grupper efter produkternas volymvärde. Denna ABC-klassificering ligger till grund för hur lagerstyrningen av produkterna hanteras, se tabell 8 för ABC-klassificeringen. Observera att nyponsoppa antingen väljs som en B-produkt eller C-produkt. Det är upp till er att bestämma och motivera valet. Produktgrupp Juice Saft Soppa Produkt Ap Äp Ap Ha Jo Bl Ny Volymvärde (Mkr) 409,6 146,7 430,9 196,3 52,3 43,4 111,0 ABC-Klassificering A B A B C C C (B) Tabell 6 - ABC-klassificering För A-produkter, men även för B-produkter, är det ytterst viktigt att inga bristsituationer uppstår. Ett ordentligt säkerhetslager är därför nödvändigt. Snyltaren har valt att bestämma dessa baserat på en servicenivå, motsvarande SERV1=0,98 (kvärde = 2,05). För C-produkter är det däremot (generellt sett) inte lika viktigt att inga bristsituationer uppstår. För bestämning av dessa produkters säkerhetslager används istället SERV1=0,90 (k-värde = 1,29). Under laborationen skall B-produkter lagerstyras med periodisk inspektion till återfyllnadsnivå. Studenten ska själv avgöra vilket av följande inspektionsintervall, I, som är lämpligast; I=1 vecka, I=2 veckor eller I=4 veckor, genom att beräkna vilket som är det mest gynnsamma av dessa tre inspektionsintervall. C-produkter skall lagerstyras med ett beställningspunktsystem. Som grund för att bestämma lagerstyrningsprinciper ligger prognoserna på veckobasis framtagna i laboration 1. Dessa finns i Excelfilen till laboration 3. Hanteringen av restorder betingar en kostnad per enhet och vecka som är tjugo gånger högre än lagerkostnaden. 7

11 5.1 Förberedelseuppgift laboration 3 För att syftet med laborationen skall kunna uppfyllas skall studenten lösa förberedelseuppgifterna nedan. Tänk på att laborationen endast får genomföras efter att förberedelseuppgifterna blivit godkända. Förberedelseuppgiften består av följande deluppgifter. a. Läs om ABC-klassificering i avsnitt 1.3 i produktionsekonomiboken. b. För varje A-produkt skall säkerhetslager, SL, beräknas samt partistorlekar för halva året (fram till vecka 26) enligt Silver & Meal (se Olhager 2000, s. 252) alt. Wagner & Whitin (se Olhager 2000, s.249). c. För varje B-produkt skall säkerhetslager, SL, inspektionsintervall, I, och återfyllnadsnivå, Å, beräknas. Då de administrativa kostnaderna anses vara relativt höga, ska ett och samma inspektionsintervall, I, bestämmas för hela året. Återfyllnadsnivån, Å, kan däremot förändras. Då året delas in i fyra-veckorsperioder som styrs med samma parametrar innebär det att ändring av återfyllnadsnivån endast kan göras i vecka 1, 5, 9,, 49. Det vill säga en uppsättning Å per 4-veckorsperiod! (Tänk på att utnyttja säsongerna) d. För varje C-produkt skall säkerhetslager, SL, orderkvantitet, Q, och beställningspunkt, BP, beräknas. Året delas in i tretton-veckors-perioder som styrs med samma parametrar. Det innebär att ändring av parametrar endast kan göras i vecka 1, 14, 27, 40. Det vill säga en uppsättning SL, Q och BP per 13- veckorsperiod! e. Fyll i beställningsplanen som finns i en av flikarna i LAB3. Tänk igenom i vilka perioder ni måste släppa order (mht ledtiden), ändra parametrar, etc. Detta ökar era möjligheter att hinna färdigt med laborationen under laborationstillfället. Uppgift b, c och d skall redovisas i fliken förberedelseuppgifter i LAB 3 filen. Denna ska redovisas innan laborationen (tillfälle för detta kommer att meddelas under kursens gång). Körplanen, uppgift e, görs förslagsvis i en ny flik i LAB 3 filen. OBS! Laboration 3 får endast genomföras om dess förberedelseuppgifter är godkända av laborationshandledarna. 8

12 5.2 Laborationens genomförande Under laborationen skall ett produktionsår för Snyltaren simuleras. Beroende på vilken typ av produkt som simuleras ska olika parametrar matas in. För alla typer av produkter måste dock säkerhetslager matas in. Veckoprognos ABCklassificering Fastställ pa rametrar Simulera Utvärdera A D SS S&M Plan Förberedelseuppgift B C D D I Q SS SS Å BP Plan Plan Laboration Figur 4 Arbetsgång för laboration 3 För att öppna Excelfilen korrekt skall laboranterna aktivera makro (vilket det frågas om vid uppstart av filen). I Excelfilen ligger produkter grupperade efter klasstillhörighet, A-, B- och C-produkt. Noteras bör att en produkt finns upplagd både som B- och C-produkt. Anledningen till detta är att öka valmöjligheterna vid ABC-klassificeringen. Givetvis skall denna produkt endast styras på ett sätt. Nedan förklaras hur ni ska mata in parametrar. Tryck inte på uppdatera innan parametrar för alla produkter (A,B och C) har matats in. För A-produkterna, företagets viktigaste produkter, är det angeläget att lagerstyrningen sker exakt. Ni ska mata in säkerhetslager och orderstorlek på order som skall släppas. För varje vecka matas orderstorleken in på ordern som skall släppas för respektive produkt på raden Ordersläpp denna vecka. Order för att täcka efterfrågan i vecka 1 och 2 som redan bör vara släppta, matas in på raderna Ordersläpp förr-förra veckan respektive Ordersläpp förra veckan. Se det som att någon gjorde dessa ordersläpp i december förra året, vilket är troligt i ett verkligt fall. Se även figur 6 nedan. Observera att inmatningar på raderna Ordersläpp förr-förra veckan respektive Ordersläpp förra veckan bara kan göras innan ni uppdaterar första gången. För B-produkterna styrs, till skillnad mot A-produkterna, lagret för fyra-veckorsperioder. Detta innebär att de parametrar som sätts, säkerhetslager, inspektionsintervall och återfyllnadsnivå, endast kan justeras var fjärde vecka, d.v.s. i vecka 1, 5, 9,.., 49. För C-produkterna styrs lagret för tretton-veckors-perioder, d.v.s. säkerhetslager, orderkvantitet och beställningspunkt kan endast justeras i vecka 1, 14, 27 och 40. Se även figur 7 och 8 nedan. 9

13 Figur 5 A-produkternas del av Excelarket Figur 6 B-produkternas del av Excelarket Figur 7 C-produkternas del av Excelarket 10

14 Först när orderkvantiteterna för ordersläppen av A-produkter samt parametrarna för B- och C-produkter är inmatade för vecka 1 klickas på knappen UPPDATERA. Simuleringen går då vidare till nästföljande vecka (vecka 2), där nya orderkvantiteter för A-produkter matas in (givetvis under förutsättning att det finns order som skall släppas) innan klickning på knappen görs. Det går inte att backa tiden. Om någonting går fel, hantera det som ni skulle ha gjort om detta var ett verkligt fall. Efter att hela året har simulerats utvärderas studentens lagerstyrning av alla produkter. Vid utvärderingen, som sker automatiskt, jämförs studentens lagerstyrning med den optimala lösningen (Wagner&Whitin-algoritmen) som är beräknad för den verkliga efterfrågan, ej prognosen. Kostnader som då beaktas är uppsättningskostnad, lagerkostnad samt kostnad för hantering av restorder. Tips: Använd beställningsplanen som stöd för att bestämma vilken vecka ordersläpp ska ske och ordersläppets storlek. Tänk dock på att beställningsplanen är baserad på prognosticerad efterfrågan, vilken kan skilja sig från verklig efterfrågan. Ni måste alltså av denna anledning hålla kontinuerligt kontroll på efterfrågan och lager-nivån. Det kan komma behöva göras justeringar i när ordersläpp sker och på ordersläppets storlek. Tänk på hur ni löser misstag i verkligheten. Ingen jag vet kan backa tillbaka tiden och justera sina misstag. Fundera därför på hur man kan kompensera för misstag istället, exempelvis göra extra beställning, hoppa över beställning, göra större beställning, göra mindre beställning etc. 11