Metoder för att hantera komplex produktion Volvo Cars Per Gullander, Swerea IVF Volvo Cars Projekt COMPLEX Komplex produktion: Stöd för optimering av direkt och indirekt arbete, kompetens och information Vinnovas program Hållbara produktionsstrategier
Bakgrund/Motiv: Komplexitet är en industriell utmaning Ständig strävan efter mer effektiva processer! Dock inte så svårt om har få produkter, enkelt, få ändringar, statiskt flöde Effektivitet Att få hög effektivitet trots hög komplexitet kräver metoder för att hantera den komplexitet som finns I produktion Ju högre komplexitet, desto svårare att vara effektiv: Hög komplexitet i produktion -- system, processer, produkter Krav på hög flexibilitet: förändringar av varianter, komponenter, process, volym, balans etc. Införande av nya miljö-hållbara produkter ökar ytterligare komplexiteten. Komplexitet Skapar mycket förluster I system
Problemfokus och förväntade resultat Funktion/roll styr uppfattning & hantering av komplexitet, Stöd att hantera komplexitet Stöd för att hantera komplexitet?! Analysera, mäta och jämföra komplexitet Obalanserat arbete Balanserat arbete Stöd för planering av mantid Faktor mellan Balanserat / Obalanserat arbete Stöd för komplexa operationer Stöd för ombalansering av liner Tid och förluster ombalansering Information- & kompetensstöd
Partners / industriell medverkan 3,5 år: 2010 - Sept 2013 Total budget 12.6 M kr Bidrag Vinnova 6 M kr Volvo Technology AB, Volvo Powertrain, Skövde Product and Production Development AKTIVITETER Studier Litteraturstudie komplexitet Industristudier behov & begreppsbild Utveckling Utveckling metod för mätning komplexitet Modell balanserat vs. obalanserat arbete Test komplexitets-mätning Stoneridge Electronics, Örebro Mariestad Plant Volvo Cars group Spridning Examensarbeten Publicering Samordning Belgiskt systerprojekt Fördelning tom Q1 2013
Need for measuring the complexity The production complexity in assembly systems therefore needs to be defined, described and broken down into relevant components that can be used for measurements, analyses and support tool for development. 5 Volvo Cars Thereby getting a better understanding of what effects changes have on complexity, which is a prerequisite for reducing and managing of complexity. Projekt COMPLEX Dnr 2009-04029 Per.Gullander@Swerea.se
Literature study: Measures of complexity Information based models/measures There are complexity models focusing on the information the quantity, diversity and content of information Entropy-based models Another model use the term entropy which measures the uncertainty or the rate of variety among possible next states, E.g. states of a station, the tasks/choices in station, or the line/system. The entropy of an operation reflects how uncertain it is that the operation is the next operation in a station. Balance of theory vs practice 6
Model for Complexity complexity models applied to manufacturing processes and systems. What should be included in a definition and description of production complexity to support measurement and development work of efficient, highly flexible and sustainable production Komplexitet Subjektiv, upplevd komplexitet: olika funktioner och roller Objectiv komplexitet Dynamisk komplexitet Statisk komplexitet?
Upplevd komplexitet Volvo Powertrain
Complexity Index - CXI Komplexitet bör mätas som subjektivt mått. Vi använder enkät. Uppdelning i fem områden. CXI ger ett index för varje station färgmatta kan användas för att visualisera vilka områden som behöver förbättras/orsakar komplexiteten
Komplexitet påverkar mycket Komplexitet inkluderar många aspekter: operationer, produkter, komponenter, produktionsflöde, logistik, produktionsteknik, kvalitet, underhåll, Förändring av Komplexitet ger effekter på många olika områden: Kostnader, Kvalitets Ergonomi Effektivitet Vårt fokus: Effektivitet Kostnad + Tidsförluster, operatörer, logistik, beredning, teknik,.. KOMPLEXITET Kvalitet + + - + Arbetsinnehåll, aktiviteter - - Effektivitet + - + Antal förändringar - Ergonomi - Produktions- Störningar 10
Räkna med arbetet utanför balanserna FRÅGA: How are the different parts of the total man-hour work affected by the increased complexity? Stora beroenden, många parametrar, och olika intressen svårt att värdera effekter Beror på vad komplexiteten orsakas av utrustning, många komponenter, förändringar, stödsystem,.. Lätt att luras - flyttar arbete och komplexitet Pick-light eller kittning lättare/mindr e komplext för operatör men mer arbete för materialhant ering, produktionst eknik. Effekter - Aktiviteter / Arbetskostnad Info/Kommunikationssystem Komplexitet för operatör + Förändring t ex fler komponenter svårare / mer komplext för operatör och mer arbete för logistik Personal Lagerhantering Materialtransporter Logistik Materialfasad Träning/utbildning Obalanserat arbete Balanserat arbete Förbättringsarbete Produktionsteknik Ekonomi Organisation/personal Underhåll Tester i produktion Beredning, Systemutveckling Planering Stöd för planering av mantid Kvalitet 11
VOLVO CAR CORPORATION The different steps with available principles: in material handling activity and assembly process Internal transport Pallet, Box, Combitainer and External sequencing rack Re-packing Blue box and Not needed Replenishment Box, Pallet, Batch, Kitting, Internal and External sequencing rack Secure right article mounted Specification, Pick-to-light and Scanning Lift to car Manual, Semi-automatic and Robot Assembly Manual, Hand tool, Machine and Robot Control station Self and Manual control, SIP, CC1 measurement and Vision Camera Master thesis project at Volvo Cars 14/11/2011
Building Cost Model, supporting the choice of material handling 14/11/2011
Ökat behov av information och kompetens Which competence and information support is required and how can this be provided, in order for production personnel to manage the added complexity? Volvo Cars 14
Situation Awareness (Endsley 1988) system s complexity... is definied as a measure of the difficulty of understanding, analysing or predicting a system and its behaviour Situation Awareness is defined as the perception of the elements in the environment within a colume of time and space, the comprehension of their meaning and the projection of their status in the near future 15
Situation Awareness (Endsley 1988) system s complexity... is definied as a measure of the difficulty of understanding, analysing or predicting a system and its behaviour Situation Awareness is defined as the perception of the elements in the environment within a colume of time and space, the comprehension of their meaning and the projection of their status in the near future 16
Increasing the complexity increse the need for competence and information During production operation (balanced time) Increased need for information/ competence Information to support operator performing the process of assembly Information to support operator picking material to assemble Need to support more tasks Information to support operator other tasks, mainte- nance, quality, etc. Information to support learning Before producti on, weekly? Prior knowledge/ competence! Repetition training? Basic training Method / Tool to provide information / educate Some used during production, some (long) before. Increased knowledge/ competence!
Att balansera komplexa monteringssystem 12'00'' 10'30'' 09'00'' 07'30'' 06'00'' 04'30'' 03'00'' 01'30'' MÅL med balansering av produktionslinen: Att fördela montage och komponenter längs linan så att effektivt utnyttjar utrustning och personal. Balanseringen baseras på cykeltiden för resp operation 00'00'' 1 51 101 151 201 251 301 351 401 451 501 551 601 651 701 751 801 851 901 951 PROBLEM: Cykeltiden som används är en grov förenkling. beräknas på ett fast värde, trots att varierar: Skiljer mellan individer, olika träning/erfarenhet, tid sedan senaste montage, inlärningskurva, mm Cykeltiden skiljer mellan olika varianter, sekvenser, volymer, Förändringar gör att vad som är en bra balansering varierar med förutsättningarna: Ändrade modeller, volymer, personaltillgång/ placering, störningar, mm behöver ändra produktvarianter, sekvenser, och volymer i linen. Dagens verktyg har begränsningar. Finns verktyg / metoder för att balansera. Men tar för lång tid för att kunna genomföra så fort viss förändring gjorts. Det krävs därför förenklingar. Krävs praktiska förändringar inte bara logiska: omflyttning av materialhantering, materialfasader, stödsystem (t ex pick-light), instruktioner, och omplacering av personal, utbildning/träning. 18
Arbetssätt för hantering av komplex produktion Analysera Välj avsnitt Mät komplexitet Visualisera A1: Select an area of interest A2: Identify and measure the complexity A2: Visualise the complexity B: Focus area for reduction and improvement A: Current state analysis Hantera Kort Medel Lång sikt C: OPERATIVE Short-term C1: Further Analysis C2: Make suggestions to reduce complexity C3: Implement D: TACTICAL E: STRATEGIC Medium-term Long-term D1: Identify complex work tasks and constraints D2: Identify improvement opportunities e.g. reallocate work tasks E1: Relate to business targets and market requirements E2: Align work methods in relation to E1 and calculate the need of direct and indirect work F1: Follow up actions Följ upp No F2: Result satisfactory F: Validation Yes F3: Improvement 19
Publicering - skrift projektet har publicerat mycket akademiskt: 8 konferenser 7 examensarbeten Projektet kommer redovisa resultaten i en publik, praktisk skrift (målgrupp främst produktionsteknik, beredning) Publik hemsida 20
Öppen hemsida samlar resultat från många projekt. Konkurrenskraftig produktion Produktionsstrategi Värdeflödesanalys Virtuell produktionsuteckling Hantering av Komplexitet Produkt-produktionsutveckling Automation Lean produktionslyftet Konkurrenskraftig produktion Ökad komplexitet Ökad komplexitet - effekter för beredning och produktion Vad är komplexitet? Mät för att förstå din komplexitet Presentationer Rapporter Räkna med arbete utanför balanserna Ökat behov av information och kompetens Att balansera komplexa monteringssystem Arbetssätt för hantering av komplex produktion Metoder Litteratur/ referenser Litteraturhänvisingar Projektinformation 21
TACK! per.gullander@swerea.se 22