Hantering av utjämningsbuffert

Fakultet Ekonomi, kommunikation och IT Göran Ljungberg David Nordberg Hantering av utjämningsbuffert Management of leveling buffer Examensarbete 30 hp Civilingenjör Industriell Ekonomi Datum/Termin: 10-01-22 Handledare: Berndt Andersson Examinator: Berndt Andersson Patrik Gottfridsson Karlstads universitet 651 88 Karlstad Tfn 054-700 10 00 Fax 054-700 14 60 Information@kau.se www.kau.se

Sammanfattning Detta projekt gick ut på studera huruvida Outokumpu, Degerfors, kunde använda sig av modeller som representerar strategier från Lean production med tillhörande flödesverktyg och hur dessa kunde appliceras i företaget. Outokumpu, Degerfors, är specialister inom rostfritt stål och levererar produkter till slutanvändare världen över. Uppgiftens utgångspunkt är att försöka få en bättre och smidigare hantering av materialet och samtidigt sänka kostnaderna för produkter i arbete. Modellen som användes kallas lära sig att se och baseras på att kartlägga flöden inom produktionen. Syftet med detta var dels att skapa sig en bild av ett nuvarande produktionsflöde men också fastställa eventuella slöserier i värdekedjan. Detta kartläggningsarbete var tyngdpunkten i projektet, eftersom det fortsatta arbetet med att konstruera ett framtida flöde innehållande en utjämningsbuffert krävde en djup förståelse kring det nuvarande styrsättet i produktionen. Arbetet med flödeskartläggningar samt förståelse kring produktionen benämndes internt av projektmedlemmarna som en förstudie, vilket var nödvändigt för att förstå och börja bearbeta projektuppgiften, som bestod av att skapa ett rakare flöde nedströms emot kunden. Genom att skapa ett nytt framtida flöde i produktionen med hänsyn till JITfilosofin, rätt mängd material vid rätt tidpunkt, krävdes det ett nytt framtagande av regelverk mellan de olika operationerna i produktionen. Detta på grund av att rätt mängd material vid rätt tidpunkt skulle dras framåt i värdekedjan för att skapa ett jämnare flöde. Tidigare trycktes materialet framåt i kedjan oberoende av när materialet skulle levereras till kund. Regelverket bygger på sortering av olika slags material så det krävdes en utredning om hur mycket material det rörde sig om vid olika veckor för att kunna fastställa hur mycket som skulle lagras i en buffert. Dessa beräkningar baserades på faktiska veckor med tillhörande mängd (styck) och tonnage (vikt) för att konstatera hur stor bufferten skulle bli. Det konstruerades även en beräkningsmodell för att fastställa om det framtagna regelverket och placeringen av bufferten stoppade för ett högre kundbehov. Resultatet av vårt projekt blev ett nytt regelverk samt ett förslag på en eventuell placering av utjämningsbufferten. I rapporten framkommer även resultat på hur olika slags material baserat på regelverket kommer att delas upp på olika sorteringsrutor för att detta styrsätt ska kunna fungera ute i verket. Det visar sig att med de förändringar som detta innebär kommer kostnaderna för produkter i arbete att minska, vilket är ett effektivt argument för företaget att försöka införliva detta förslag. Sammanfattningsvis måste nämnas att det kvarstår en del arbete för att detta förslag ska kunna fungera smärtfritt ute i verket. Som ett exempel måste det befintliga styrsystemet uppdateras med vissa styrbegrepp som inte funnits tidigare och samtidigt måste operatörerna ute i produktionen börja arbeta efter nya rutiner vilket måste beaktas i införandet av detta förslag. i

Abstract This project went on to study how Outokumpu, Degerfors, could make use of models that represents strategies of Lean production and related flow tools and how these could be applied in the company. Outokumpu, Degerfors, are specialists in stainless steel and deliver products to end users worldwide. The task starting point is to try to get a better and smoother handling of the material while lowering the cost of work in progress. The model used is called "Learning to See" and based on the identification of flows in production. The purpose of this exercise was to create an image of a current production flow, but also identify any wastage in the value chain. This mapping work was the heavy thing in the project as it continued efforts to construct a future flow containing a smoothing buffer required a deep understanding of the current control mode of production. Work Stream Mapping and to understand the production naming internally by project members that a feasibility study, which was necessary to understand and begin to process the project task, which consisted of creating a "straighter" flow downstream to the customer. By creating a "new" future flow of production with regards to JIT philosophy, right amount of material at the right time, it took a new development of regulatory frameworks between the various operations of production. This is because the right amount of material at the right time would be pulled forward in the value chain to create a smoother flow. Previously the materials push forward in the chain irrespective of where the material was delivered to the customer. Framework is based on the sorting of different types of materials so it took an investigation on how much material they were on at different weeks in order to determine how much that would be stored in a buffer. These calculations were based on actual weeks with the associated quantity (pc) and tonnage (weight) to ascertain how much the buffer would be. There were also constructed a computational model to determine if they developed the regulatory framework and the location of the buffer stopped for a higher customer need. The results of our project were a new framework and a proposal for a possible placement of equalization buffer. The report will also result in the different types of materials based on the regulatory framework will be split into various sorting boxes to the control mode to work around the plant. It turns out that with the changes that this entails, the cost of work in progress to reduce, which is a powerful argument for the company to try to implement this proposal. In summary, must be mentioned that there remains some work to this proposal to function painless in the work plant. As an example, the existing control system is updated with some control concept did not exist before and at the same time, operators must be out of production start working for new procedures which must be taken into account in the implementation of this proposal. ii

Innehållsförteckning 1 Inledning... 1 2 Företagsbeskrivning... 2 3 Projektbakgrund... 5 3.1 Förutsättningar... 5 3.2 Problemdiskussion... 6 3.3 Syfte och mål... 7 3.4 Omfattning och avgränsning... 8 4 Metod och genomförande... 9 4.1 Litteraturstudier... 9 4.2 Värdesflödesanalys... 9 4.3 Datainsamling... 10 4.4 Dataanalys... 11 4.5 Modellering... 12 4.6 Kostnadsberäkning för produkter i arbete... 13 4.7 Tidigare genomförda studier... 14 5 Teori... 15 5.1 Design av värdeflöde... 15 5.2 Framtidsbeskrivning... 16 5.3 Utjämningsbuffert... 17 5.4 Lagerteori... 18 5.5 Lagringskostnad... 19 5.6 Kapitalkostnad... 20 5.7 Materialstyrning... 22 6 Empiri... 23 6.1 Nulägesbeskrivning... 23 6.2 Framtidsbeskrivning... 26 6.3 Lagersituation... 27 6.4 Lagringskostnader... 27 6.5 Nutida regelverk med befintliga sorteringsytor... 28 6.6 Utrustningsbegränsningar... 28 6.6.1 Valsverkstaden... 29 6.6.1.1 Stegbalksugn... 29 6.6.1.2 Rullugn... 30 6.6.1.3 Västra... 30 6.6.2 Delningsstation... 31 6.6.2.1 Rullsax... 31 6.6.2.2 1 och 2... 32 6.6.3 Betline... 32 6.7 Nuvarande sorteringsregler... 33 6.7.1 Sorteringsregler Valsverk till delning... 33 6.7.2 Sorteringsregler Delning till betning... 33 iii

6.8 Framtida regelverk med nya sorteringsytor... 34 6.8.1 Utrustningsbegränsning... 34 6.8.2 Betline... 34 6.8.3 Utjämningsbuffert... 35 6.9 Framtida sorteringsregler... 36 7 Analys... 37 7.1 Värmningsgrupp vs betgrupp... 37 7.2 Lagerpositioner... 44 8 Resultat... 47 9 Slutsatser... 51 10 Diskussion... 52 11 Avslutning och rekommendationer... 53 12 Referenslista... 55 Bilaga 1 - Karta över befintligt produktionsflöde Bilaga 2 - Karta över framtida produktionsflöde Bilaga 3 - Körning Valsverk vecka 3 2009 Bilaga 4 - Körning Valsverk vecka 6 2009 Bilaga 5 - Körning Valsverk med färdigställt årstonnage: 60 000 ton Bilaga 6 - Körning Valsverk med färdigställt årstonnage: 85 000 ton iv

1 Inledning Inledningsvis presenteras de inblandade parterna och deras projektroller. Projektbeställare: Projektledare: Anna Arnvig +46 586 47368 Göran Ljungberg +46 731 52 83 81 David Nordberg +46 705 83 59 55 Projektnamn: Företag: Ort: Kontaktperson: Handledare: Lagerhantering utjämningsbuffert, flödesstyrning QPE Outokumpu Stainless AB Degerfors, Sverige Erik Ozols +46 586 47021 Berndt Andersson +46 54 700 1358 På uppdrag av Anna Arnvig, logistikchef, Outokumpu Stainless AB i Degerfors har Göran Ljungberg och David Nordberg genomfört projektet Hantering av utjämningsbuffert. Projektet är ett examensarbete inom civilingenjörsprogrammet industriell ekonomi (270 högskolepoäng) och omfattar 30 högskolepoäng. Arbetet berör området logistik med inriktning mot Lean production på Karlstad universitet. Uppdraget är samordnat och upprättat av logistikutvecklaren Erik Ozols och handledare på Karlstad universitet är universitetslektor Berndt Andersson. 1

2 Företagsbeskrivning I detta fristående avsnitt beskrivs Outokumpu som koncern samt ges en mer ingående beskrivning av industriverksamheten i Degerfors. Outokumpu är ett finskt internationellt företag som tillverkar rostfritt stål. Företagets vision är att bli obestridd nummer ett inom rostfritt, med framgångar baserade på Operational Excellence. Många kunder i olika branscher använder Outokumpus produkter och teknologier som är allt från process- och tillverkningsindustrier till byggnation, transporter, elektronik och informationsteknik. Outokumpus produkter och tjänster är världsomfattande och de hjälper sina kunder målmedvetet att bli extra konkurrenskraftiga. Outokumpu är verksamt i nästan 30 länder och har ungefär 8 000 anställda. År 2007 omsatte koncernen 6.9 miljarder euro varav 95 procent var utanför Finland. Huvudkontoret är lokaliserat i Espoo, Finland. Moderbolaget, Outokumpu Oyj, har varit börsnoterat på Helsingforsbörsen sedan år 1988. På den rostfria stålmarknaden är Outokumpu en av de fyra största tillverkarna och är välkänt som världsledande i teknisk support, forskning och utveckling. Fabrikerna i Finland, Sverige, Storbritannien och USA erbjuder ett stort utbud av rostfritt stål, till exempel varm- och kallvalsade produkter, precisionsband, rör- och rördelar, långa produkter samt ett omfattande utbud av tillbehör, flänsar och svetsprodukter. Produkterna finns i olika stålsorter, dimensioner och ytbehandlingar. De utmärkta egenskaperna för rostfritt stål gör materialet idealiskt för olika typer av användningsområden, från bestick och rakblad till livsmedelsprodukter och kemiska processindustrier och oljeplattformar (Outokumpu 2008). I dagsläget finns det två huvudverksamheter inom Outokumpu i Degerfors, vilket är tillverkning av kvartovalsad rostfri plåt, Quarto Plate Europe (QPE) som detta projekt berörs utav, och tillverkning av valsad rostfri stång, Degerfors Stainless (DS). 2

Råmaterial för att producera QPE är stålämnen, så kallat slabs, som tillverkas vid något av Outokumpu Stainless stålverk. Tillverkningsprocessen börjar med att slabsen slipas och skärs och anpassas till rätt längd och vikt utifrån orderbeställningen. Hela tillverkningskedjan kan studeras i figur 1. Därefter skickas materialet till nästkommande operationssteg som är valsverket. I valsverket värms slabsen till rätt valsningstemperatur, vilket är cirka 1100 grader, och det uppvärmda materialet valsas till plåt i kvartovalsverket som är en av världens största och effektivaste. I valsverket valsas ämnet till den dimension som kunden har beställt. Efter valsning sker värmebehandling där plåtarna genom en kontrollerad värmnings- och kylprocess får sina slutliga mekaniska egenskaper och detta steg avslutas med planing av plåten. Nästa operationssteg innebär att plåten ska skäras eller klippas till färdigt kundformat. Detta görs antingen i plasmaskärmaskinen eller i saxlinjen, då dimensionen och stålsorten avgör operationssteget. Det nästsista steget i tillverkningsprocessen är betline, där oxider blästras bort från plåten. Därefter sker en slutplaning innan plåten går vidare till bettunneln, där en syrasammansättning sprays på för att ta bort restoxider. Här ändras även färgen på plåten från svart till vitt. Sista steget i produktionsprocessen är packning och därefter levereras den färdiga plåten vid transportterminalen i Degerfors. Den färdiga plåten som levereras till kund har flera användningsområden som inom pappers- och massatillverkning, reningsanläggningar och kemikalietankers. Figur 1. Visar tillverkningsprocessen av kvartovalsad rostfriplåt. 3

Huvuddelen av Degerfors Stainless produktion består av färdiga stångprodukter och ämnen, billets, som är ett slags halvfabrikat för smides- och rörkunder. DS utvecklar även egna grova, rund stångprodukter, så kallade heavy bar. Dessa säljs via distributörer till tillverkningsindustrin som i sin tur tillverkar till exempel axlar till vattenkraftsaggregat och detaljer till oljeindustrin. Som utgångsmaterial för tillverkningen av rostfria långa ämnen används gjutna stålämnen med rektangulärt tvärsnitt, så kallade blooms, som gjuts vid ett av Outokumpu Stainless stålverk. Vid processtart värms ämnena upp i gropugnar och därefter valsas alla ämnena genom valsverkets förpar och slutligen, beroende på slutdimension, sker valsningen i kombination av valsparen nummer två och tre. Hela processen är noggrant kontrollerad och slutar med en svalningsprocess som fastställer de mekaniska egenskaperna. De sista justeringar utförs i färdigställningen där material synas och ytbehandlas. Ytan styrs av kundkrav och DS kan erbjuda antingen slipad eller svarvad yta, därefter packas materialet och skickas till någon av kunderna (Outokumpu Quarto Plate Europe (QPE) & Degerfors Stainless 2008). 4

3 Projektbakgrund I detta kapitel beskrivs förutsättningarna till projektet och vidare presenteras en diskussion som följs av syfte, mål och avgränsningar. 3.1 Förutsättningar Koncernens övergripande strategi är att reducera variationen i de finansiella resultaten genom att minska exponeringen mot distributörer och öka andelen försäljning mot slutförbrukare. Avsikten är att minska sårbarheten mot marknadscykliska svängningar som råder inom denna marknad. För att kunna uppnå denna intention krävs en förbättrad leveranssäkerhet gentemot kund, samt kortare ledtider. Att klara av dessa förutsättningar samtidigt som ett eventuellt ökat flöde uppstår krävs en utveckling mot ett mer Lean flow genom verket. Outokumpu i Degerfors har som målsättning att verka för en ökad leveranssäkerhet och genom ledtidsreduktion reducera kapitalkostnaderna. Projektets syfte är att fastställa ett förslag för en sorteringsstation som ska utjämna belastningen i produktionen, se kapitel 5.3, och på så sätt samla lagerplatserna på ett fåtal ställen och skapa ett rakt flöde i övriga operationer. I dagens marknadsläge, våren 2009, kommer Outokumpu att använda sig av reducerad bemanning i produktionen. Utifrån detta är det viktigt att fastställa volymerna i utjämningsbufferten vid några alternativa kundbehov. 5

3.2 Problemdiskussion Studeras produktionen och dess flöde på Outokumpu i Degerfors kan detta delas upp i ett varmt och ett kallt flöde, se figur 2. Det varma flödet har en takt som i nuläget styrs ifrån stegbalken, samt valsverkets sekvensering, cykeltider och omställningar och det kalla flödet styrs med samma parametrar, fast utifrån betningen. Dessa två materialflöden studeras tydligt i figur 2. Sliphall Rullugn Stegbalk/ Färdigvals Betning Packning Avsändning Delning Västra Rullsax Varma flödet Kalla flödet Figur 2. Visar det totala materialflödet som beskrivs genom Outokumpus produktionsprocess. Eftersom valsverket planerar körningen efter ämnenas temperaturer är det viktigt att samla ihop ämnen inom samma temperaturgrupp för att skapa en optimal körning. Detta för att minska omställningskostnader och luckor i produktionen, vilket benämns enligt Liker (2004) som batchtillverkning. Denna ihopsamling av material hämtas från kommande veckor, vilket resulterar i att ämnena behandlas för tidigt enligt optimal tid. Tidigt material är sådant som inte efterfrågas för den planerade veckan i operationerna nedström. Resultatet är en överproduktion, vilket skapar problem för operationerna nedströms, då betlinen styr resten av flödet med avseende på betgrupp och när plåtarna ska levereras till kund. Betgrupperna är uppdelade efter stålsort och hastighet som krävs för behandling i linen. Detta innebär att med dagens produktionsplanering trycks materialet nedströms i produktionsprocessen, vilket skapar en rad olika problem som orsakar en nedsatt effektivitet i operationerna och medför extra kostnader. Bristerna med detta produktionssätt är att det förekommer osorterat material beroende på att det finns två olika typer av regelverk för sortering av plåt. Ett regelverk från valsverk till delning och ett från delning till betning, se kapitel 6.7. Det förekommer även material med olika leveransdatum som skickas från valsningsoperationen på samma bocklast till nästkommande operation. Detta anses också vara osorterat och medför trafikkork vid plasmorna som saknar utrymme för sortering. Konsekvensen blir en tappad effektivitet i hanteringsarbetet och det planerade tonnaget går ej att säkerställa. Dagens efterfrågan av plåt orsakar ibland bockbrist, vilket kan resultera i att produktionen ställs då materialet inte kan hanteras. Problemet orsakar på så sätt extra transporter och hantering som vanligtvis inte skulle vara nödvändigt. I och med andra prioriteringar sänks effektiviteten för det övriga flödet, vilket påverkar det totala flödet. 6

Studeras flödet med fokus på Lean flow som beskrivs enligt författare återfinns en genomgående push-funktion mellan de olika produktionsavsnitten. Ett tydligare fokus på sortering och en eventuell sorteringsstation skulle ge processen ett dragande flöde från det sorterande lagret utifrån principen FIFO, som beskrivs enligt författaren Liker (2004) som en förflyttning av en styrd mängd material mellan processer enligt sekvensen first-in first-out. Ett verktyg som möjliggör en resurssnål produktion är Just-in-time som förklaras enligt författaren Shingo (1992) som ett japanskt uttryck som i det närmaste betyder tidsmässigt välplanerat. Toyotas tolkning är att varje process skall försörjas med rätt detalj i rätt kvantitet vid exakt rätt tidpunkt. Genom att köra rätt material vid rätt tid ökar produktiviteten genom en ökad utnyttjandegrad av utrustningen samt minskas ledtiden (Womack 2003). För att kunna uppnå och komma tillrätta med de olika delproblemen planeras en utjämningsbuffert efter valsning, se figur 3. Detta för att skapa ett bättre flöde nedströms och samtidigt få en samsyn gällande regelverket för sortering av plåt. En annan viktig aspekt är att kunna hantera olika efterfrågan av material som orsakas av fluktrationer i kundbehovet. Stegbalksugn/ Färdigvals Rullugn Västra O X O X Rullsax Betning Packning Avsändning OXOX =Utjämningsbuffert Figur 3. Visar placeringen av utjämningsbufferten i det framtida flödet. 3.3 Syfte och mål Att på uppdrag av Outokumpu fastställa ett förslag hur materialet mellan det varma och kalla flödet i en utjämningsbuffert kan hanteras och sorteras. Syftet är att dra ut materialet enligt JIT-principen och låta det få ett FIFO-flöde nedströms i produktionsprocessen. Projektmålet är att arbeta fram en modell som beskriver takttiden. Ur tabellen ska det på ett tydligt sätt framgå hur effekten av olika skiftformer, samt alternativa kundbehov påverkar hanterings- och sorteringsarbetet i utjämnings- och sorteringsbufferten. 7

3.4 Omfattning och avgränsning Projektet ska avgränsa sig till processen från lager mellan delning och valsning till flödet ut från betlinen. Leveransobjektet ska vara ett dokument som beskriver: Funktion i ett utjämningslager Placering av utjämningsbuffertar Vid några olika skiftgångar Vid låg och medels kundbehov 8

4 Metod och genomförande Här beskrivs vilka metoder som använts samt hur de kommer att tillämpas i genomförandet av projektet. 4.1 Litteraturstudier Litteraturstudier insamlades kontinuerligt under arbetes gång främst via universitetsbiblioteket vid Karlstad universitet. Sökningar i databasen Ebrary gjordes för att komplettera de tryckta källorna vid universitetsbiblioteket. Litteraturstudierna syftade till att ge ett stöd för analys och fastställda resultat genom att knyta an projektet till befintliga teorier inom problemområdet. 4.2 Värdesflödesanalys Genomförandet och användandet av värdeflödeskartläggning i projektet syftade till att tydliggöra och förstå flödet inom verksamheten. Eftersom uppdraget var ett logistiskt problem och produktionsprocessen relativt främmande konstaterades betydelsen av att förstå materialets och informationens flödesvägar, samt hur materialet förflyttas mellan operationerna. Utifrån att skapa det framtida dragande flödet efter valsning krävdes en analys av den nuvarande situationen i produktionen. Keyte och Locher (2008) beskriver för att utveckla en karta över det nuvarande tillståndet krävs inte bara förståelse av de fysiska stegen. Det behövs även mått och mätetal som väljs för att mäta verksamhetens effektivitet, vilket är användbart för den kommande datainsamlingen. Kartläggningen började med att en snabb rundvandring längs värdeflödet, där en enkel skiss upprättades av produktionsflödet. Metoden flödeskartläggning är ett användbart verktyg för att tydliggöra mer än enstaka tillverkningsprocesser, då hela flödet synliggörs. Den är mycket mer användbar än de kvantitativa verktyg och flödesdiagram som gör beräkningar i tillverkningssteg, men som inte adderar värde, ledtider, transportlängder och storlek på mellanlager. Kartläggning av värdeflöden är en kvalitativ metod som beskriver i detalj hur anläggningen ska fungera för att få ett bra flöde. Resultatmätning är bra för att skapa en känsla av tvingande nödvändighet eller för att visa resultat före och efter förändringar (Rother & Shook 2004, s.2). Kartläggningen är på så sätt en process som gör det möjligt att identifiera slöserier i produktions- och orderflöden och metoden framhäver även orsaker till att det förekommer slöserier. Detta innebär att verktyget kan ses som grunden till en förbättringsplan. För att skapa sig en övergripande och förtydligande bild av produktionsflödet som verkar inom problemområdet har två värdeflödeskartor upprättats, ett nutida tillstånd enligt bilaga 1 och ett framtida tillstånd enligt bilaga 2. 9

4.3 Datainsamling Då projektmålet var att arbeta fram en modell som beskriver takttiden genomfördes en datainsamling baserat på 2008 års produktion. Då sista halvåret i 2008 års resultat kunde liknas med det önskade låg- och medel kundbehovet användes detta som grund för datainsamlingen. Kundefterfrågan har baserats på ett färdigställt årstonnage som är uppdelat på årets produktionsveckor. Eftersom efterfrågan av rostfri plåt med tillhörande kvalitet följer en jämn fördelning under året kunde denna uppdelning antas trovärdig. Data samlades in från de olika operationerna i syfte att framställa takttiden för produktionsavsnitten, detta för att kunna analysera hur materialet kommer att fördela sig över de olika operationerna samt fastslå en takttid, ton/timme, för varje operation i produktionskedjan. Med hjälp av modellering som beskrivs närmare i avsnitt 4.5 och analys av olika scenarier kunde det fastslås hur den kommande utjämningsbufferten skulle fungera vid de olika utfallen. Funktionaliteten i bufferten styrs även av det nya upprättande regelverket som genomfördes beroende problemet med osorterat material. Parametrar som undersöktes var antal arbetstimmar som beskrivs i form av skiftform. Skiftform är arbetssätt för att tillmötesgå produktionsbehovet, vilket betyder att personalen jobbar olika tider på dygnet. Även tillgängligheten noterades då den beskriver maskinens sannolikhet för att den är i produktion. En annan parameter som användes var fördelningarna över operationsstegen som hämtades från produktionsåret 2008. Flödet innefattar även en extra operation som innebär att ett antal plåt varje år förflyttas och bearbetas mer än en gång i kedjan. Denna extra operation kommer det inte tas hänsyn till när flödet analyseras vidare. Detta på grund av att det representerar försumbar del av tonnaget. Vidare behandlades även data för utbytesförluster av materialet, det vill säga material som försvinner vid t.ex. skärning och klippning. Insamlingen av sekundärdata har skett genom rundvandring och kontakt med de olika linjecheferna. Informationen användes för att studera olika utfall i produktionen, vilket applicerades i modelleringen. För att få en uppfattning om hur mycket plåt och hanteringsarbete som förekommer och som kommer att krävas vid ett införande av en utjämningsbuffert skedde en nedbrytning av valsverksoperationen, se figur 4. Detta gjordes för att konstatera vilka typer av material innehållande stålsort och dimension som passerar operationen. Just denna nedbrytning skedde för att den tänkta bufferten är planerad efter Rullugn och det Västra flödet. Denna operation kallas 301 och är steget precis innan ämnena ska förflyttas till delningen. Stegbalk/ Färdigvals Rullugn Västra Rullsax Betning Figur 4. Visar nedbrytningen av valsverksoperationen, samt hur materialet fördelar sig efter denna operation. 10

Vid insamlingen av data användes programmet Microsoft Access för att länka samman information från Outokumpus olika databaser, vilka mestadels är baserade på logglistor som personalen fyllt i vid de olika operationsavsnitten under produktionsåret 2008, samt delar av år 2009. Informationen som länkades samman var ämnenas dimensioner, samt temperatur- och betgrupp. Ett annat viktigt antagande att ta hänsyn till var att jämföra den verkliga körningen gentemot den optimala tiden. Den optimala tiden är styrsystemets tidsbegrepp där tiden är baserad på när varje deloperation i produktionsprocessen är planerad att genomföras beroende på det utlovade leveransdatumet. Syftet med datainsamlingen var att konstatera hur många plåtar som hanteras och sorteras efter färdigvalsoperationen och som sedermera fördelar sig på Rullsax respektive. 4.4 Dataanalys Vid dataanalysen användes ett kraftfullt verktyg i Microsoft Excel 2007 som benämns pivottabell. Pivottabeller beskrivs enligt författare Jelen (2006) som interaktiva tabeller för snabb summering, eller korstabulering, av stora datamängder. Med hjälp av dessa tabeller kan rader och kolumner roteras för att visa olika summeringar av den behandlade ingångsdatan. Författaren beskriver även fördelen med att kunna filtrera data och på så sätt kunna granska intressanta områden. De olika parametrarna som hade hämtats från datainsamlingen lades in som radetikett i verktyget pivottabeller medans produktionsvecka var fördelad som kolumnetikett. Parametern som beskriver antalet plåt och vikt för respektive plåt genom valsoperationen användes som värdesummering av den angivna källdatan. Inledningsvis analyserades ämnenas flödesväg från valsverket till betningen. Detta innebar att fördelningen över rullugnen och det västra flödet synliggjordes för att studera vilka volymer som hanteras efter värmebehandlingen, där en kommande sorteringen kan komma att ske. Uppdelningen av ämnena i respektive flöde är styrt efter plåtens ugnstemperatur och tjocklek. Därefter styrs värmebehandlingen av ett angivet recept som hämtas från MPS-systemet innehållande ugnstemperatur, hastighet, samt kylsätt för den aktuella plåten. Styrsystemet ser till att plåten värmebehandlas vid rätt recept. 11

Vidare innebar även dataanalysen att fördelningen över plasma och rullsax studerades för att uppskatta hur mycket material som kommer att behöva sorteras. Att en sortering av plåt till delningsstationerna måste göras beror på utrustningsbegränsningar, se kapitel 6.6, gällande dimensionerna och stålets hårdhet i rullsaxen. n har däremot inga direkta begränsningar när det gäller ämnets dimension. Här återfinns istället en begränsning gällande utrymmet i lokalen på grund av denna operations skrothantering. Det kommande mellanlagret kommer även att fungera som en utjämning av överproduktionen. Eftersom betlinen kommer att styra det framtida flödet efter valsningen med fokus på Lean flow är det viktigt att materialet sorteras med hänsyn på när plåten ska betas. Därför undersöktes ämnenas utförandedatum i valsningsoperationen gentemot den optimala tiden hämtat från MPS-systemet. Eftersom sorteringen av plåt till delningen sker enligt ett regelverk som är baserat på stålsort utreddes sambandet mellan värmningsgrupp och betgrupp som förklaras vidare i avsnitt 7.1. Utredningen syftade till att visualisera fördelningen av varje betgrupp i respektive temperaturgrupp över ett antal produktionsveckor. Detta för att fastställa hur valsverkets batchtillverkning kommer påverka hanteringen och fördelningen av material i en eventuell buffert. 4.5 Modellering Modellen som utformades i Excel konstruerades så att taktiden fastställdes vid varje operation i syfte att kunna påvisa mängden plåt som kräver hantering och sortering. Innan undersökningarna påbörjades verifierades och validerades modellen för att försäkra resultatens korrekthet. Enligt författaren Robinson (2004) definieras verifiering som en försäkran om att dataprogrammet för modellen och dess implementeringar är korrekta. Författaren beskriver vidare att validering av modellen definieras som en bekräftelse att en modell, inom sitt applicerbara område, besitter en tillfredställande noggrannhet. Detta innebär att simuleringsmodellen är tillräckligt noggrann och snarlik verkligheten. Verifiering av modellen genomfördes av en deterministisk modellering av momentet. Vid verifieringen kontrollerades att den skissade modellen med tillhörande data hade översatts till en datormodell i Excel med tillräcklig noggrannhet. Detta gjordes för att verkligen se att modellen hängde ihop och byggde på efterföljande operationssteg. Då modellen validerades jämfördes data med de verkliga produktionsvärdena och samtidigt gjordes en kontroll att dessa stämde överens med verkligheten. Därefter skedde även en visuell validering genom att materialets flödesvägar kontrollerades för att se att modellen fungerade på rätt sätt. Verifiering kontrollerar att varje del i modellen är korrekt, medan validering kontrollerar helheten. De fortsatta simuleringarna berörde endast operationen mellan det varma och kalla flödet, valsningsoperationen, i enlighet med det uppsatta målet. Vidare analyserades olika scenarier där olika årstonnage uppskattades efter låg- och medel kundbehov. Detta verkställdes för att sedermera kunna kalkylera hanteringsoch sorteringsarbetet vid utjämningsbufferten, se kapitel 8. Modellen är konstruerad på ett budgeterat årstonnage som är fördelat på antalet produktionsveckor. Tonnaget är jämnt fördelat över de 48 produktionsveckorna beroende på att efterfrågan är relativt kontinuerlig över hela året. Det förekommer givetvis fluktuationer i efterfrågan som påverkar takten vissa veckor. Dessa veckor 12

behandlades separat för att studera om denna veckokörning hade påverkbara skillnader gentemot de normala fastställda principerna i utjämningsbufferten. Modellen antar även antagna värden som är baserade på en medelplåt ut ifrån Rullugn och Västra, samt hur många plåtar som får plats på respektive bocklast. Dessa antagande gjordes för att kunna reda ut hanterings- och sorteringsarbetet för simuleringsutfallen. Varje operation i produktionsprocessen styrs utav föregående operation nedströms gällande efterfrågan av material. Eftersom materialet mäts på utgående tonnage måste hänsyn tas till utbytesförluster i form av förlorat material vid de berörda operationerna. Vid slipningen är ämnena fördelat på tre stycken liknande maskiner, vilket ger en jämn fördelning över de olika maskinerna. I operationen värmebehandling styrs fördelningen av ämnena efter olika temperaturgrupper som är baserat på stålsort och tjocklek. Delningsstationen är uppdelad på två skärmaskiner, samt en klippsax där flödena över dessa styrs av ämnenas dimensioner. Produktionstiden är baserad på arbetslagets skiftform samt tillgängligheten vid maskinerna. Datan som användes för att konstruera denna simuleringsmodell är baserad på 2008 års utfall. 4.6 Kostnadsberäkning för produkter i arbete För att på ett mätbart sätt kunna påvisa effekterna med ett införande av en utjämningsbuffert ur jämförelsesynpunkt värdesattes produkterna i arbete, PIA. Detta genomfördes genom att analysera produkternas totala kostnad. Detta motsvarar kapitalkostnaden samt konverteringskostnaden för produkterna. Konverteringskostnaderna motsvarar den värdehöjande kostnad som produkterna antar när de genomgår en operation. Dessa värden är konfidentiellt ur företagssynpunkt och kommer inte att redovisas i rapporten. Hänsyn kommer endast att tas till den totala kostnad för PIA, där denna kostnad ingår. De nuvarande lagerposterna uppskattades utifrån ett genomsnittslager, vilket innebär det material som trycks fram i kedjan utan intern efterfrågan. Lagerplatserna som beaktades var de poster efter värmebehandling. Detta för att kunna göra ett rimligt fastställande av värdet för PIA som möjligt. I den framtida situationen uppskattades lagret till endast det material som ska frysas i bufferten. Genomsnittslagren uppskattades i kronor och tonnage. Kontentan är att kunna fastslå kapitalkostnaden för de två olika utförandena. Värdet av genomsnittslagret bestämdes via en bedömning av ett materialpris, vilket grundas i ett genomsnittligt värde på inköpsmaterialet. 13

4.7 Tidigare genomförda studier McNair et al (1988) studerade i fem företag de förändringar som genomförts som en följd av införandet av JIT-filosofin. Ett antal undersökningshypoteser om förväntade förändringar ställdes upp och testades verbalt. Resultaten var blandade. Författarna fann ett starkt stöd för att företag i JIT-miljö överger standards till förmån för verkliga kostnader. Detta på grund av att det finns större möjligheter att spåra kostnader till tillverkningscellerna och förenklade tillverkningsprocesser samt att ickevärdeskapande kostnader isoleras och insatser sätts in för att eliminera dem. Swenson och Cassidy (1993) studerande via både postenkät och intervjuer 22 amerikanska tillverkande företag hur implementeringen av JIT påverkat ett flertal aspekter på den interna redovisningen. De fann bland annat att 16 av företagen förenklat sitt kalkylsystem. Förenklingarna inkluderar eliminering av registreringar vid förflyttning av råmaterial till PIA och övergivandet av order-/kundorienterade system till förmån för mer processorienterade. 14

5 Teori I detta avsnitt presenteras den teoretiska referensramen till projektets kommande empiri och analys. Kapitlet syftar till att frambringa en fördjupad förståelse kring de metoder som används. 5.1 Design av värdeflöde Enligt författarna Rother och Shook (2004) är ett värdeflöde alla aktiviteter som är nödvändiga för att kunna förädla en produkt, såväl sådana som skapar mervärden samt de som inte gör det. Metoden värdesflödesanalys är ett användbart verktyg för att tydliggöra mer än enstaka tillverkningsprocesser, då hela flödet synliggörs. Varje kartläggning innefattar en ny utformning och en arbetsplan för en specifik process eller serie process som kallas produktfamilj. Vare sig uppdraget i företaget är att omforma hela verksamheten eller en viss del måste företagets produktfamiljer definieras. En familj är en grupp produkter som har liknande processteg fast de behöver dock inte vara identiska. Företaget identifierar dessa familjer utifrån ett kundperspektiv, intern eller extern, i värdeflödet. Denna produktfamilj representerar allt arbete och alla transaktioner som ska förbättras genom att använda verktyget värdeflödeskartläggning, se figur 5. En nulägeskarta är en startpunkt för företagets förbättringsarbete och visar på hur arbetet fortskrider och hur det är organiserat i dess utgångsläge. Kartan över det framtida tillståndet syftar till att leda förändringen mot en ny utformning av värdeflödet genom att upprätta ett Lean flow. Det sista och viktigaste steget är att utveckla en detaljerad handlingsplan för företaget. Handlingsplanen ska beskriva de nödvändiga förbättringsprojekt som behövs för att uppnå det framtida tillståndet, eller det som Leanpraktiker kallar kaizen (Keyte & Locher 2008, s.21-23). Produkt /servicefamilj Besluta om de praktiska begränsningar som ska gälla för kartläggningen. Karta över nuvarande tillstånd Förstå hur det fungerar idag. Underlag för framtida tillstånd. Karta över framtida tillstånd Utforma ett Lean flöde. Handlingsplan och genomförande Målet för kartläggningen! Figur 5. Steg för värdeflödeskartläggning och införandet av en förbättrad design: Ur Rother & Shook (2004). s.7 15