Při zavádění štíhlé výroby se nejdříve zaměřujeme na smysluplný a hladký výrobní tok bez přerušení, která mají v praxi podobu různých meziskladů či rozpracované výroby mezi jednotlivými pracovišti. Možným řešením těchto úskalí je výrobní buňka, která je považována za základní kámen štíhlé výroby. Snažíme se opustit stávající stav technologického uspořádání, kdy jsou při sobě stroje blízké svou technologií – např. jednu část výroby představuje svařovna, dále pak centrum soustružení, vrtání až k oblasti konečné montáže. Naopak cílem produktového uspořádání je sdružit rozdílné technologie k sobě tak, abychom minimalizovali transport výrobku mezi pracovišti a zrušili tradiční dávkovou výrobu (obr. 1). Těmito opatřeními jsme schopni zkrátit průběžnou dobu výroby a eliminovat všechny základní druhy plýtvání.
Obr. 1 – Přechod od technologického k produktovému uspořádání
Srovnání dávkové výroby s výrobní buňkou je zobrazeno na obr. 2 a dává nám odpověď na otázku, proč zavádíme výrobní buňky. V původním stavu je průběžná doba 3 hodiny, 4 minuty a 55 sekund, v novém návrhu pouze 47 sekund (při zachování přidané hodnoty ve výši 35 sekund). Výsledkem je tedy dramatické zkrácení průběžné doby výroby a tím i flexibilita vůči zákaznickým potřebám, v novém stavu jsme schopni mnohem rychleji reagovat na změny dnešního turbulentního prostředí.
Obr. 2 – Srovnání dávkové výroby vs. výrobní buňky
Na základě zkušeností se zaváděním výrobních buněk jsme definovali „desatero" pro správný postup projektování buňky. Jednotlivé kroky si dále představíme.
Postup při projektování buňky
- definování projektu, cíle, tým, rozpočet
- objemy, představitelé rodin výrobků, zákaznický takt, plánovaný cyklový čas
- přehled ruční práce (WCS), MOST analýzy, výpočet potřebného počtu operátorů
- návrh layoutu, balancování operací, koncept interní logistiky
- simulace pracoviště, zapojení operátorů
- oznámení změny zákazníkovi
- příprava dokumentace
- realizace
- stabilizace pracoviště
- vyhodnocení projektu
V první fázi, ještě před započetím vlastní práce, je třeba si celý projekt zadefinovat. Je nutné znát složení projektového týmu a jeho role (navrhovatel, sponzor, členové týmu atd.), určit si měřitelné cíle, naformulovat problém, uvést si důvody zahájení projektu a očekávané přínosy pro interního i externího zákazníka, navrhnout časový harmonogram, rozpočet, rozsah projektu a jeho rizika či omezení.
Následuje fáze sběru dat, kdy zjišťujeme všechny relevantní informace týkající se zákaznických potřeb. Zajímá nás především objem výroby daných produktů, představitelé rodin výrobků, tact time (TT, zákaznický takt) – informace, jak často chce po nás zákazník kus. Výpočet TT se provádí jako náš disponibilní časový fond dělený počtem kusů požadovaným zákazníkem. Následně můžeme určit tzv. plánovaný cyklový čas (planned cycle time), který je definován jako tact time ponížený o hodnotu OEE, která nám pokryje dobu seřizování, prostoje strojů či stávající úroveň zmetkovitosti. Příklad výpočtu zákaznického taktu a plánovaného cyklového času ilustruje obr. 3.
Obr. 3 – Příklad výpočtu zákaznického taktu a plánovaného cyklového času
Pokud máme zjištěny všechny „zákaznické" informace, můžeme se pustit do analýzy časů všech pracovišť, která uvažujeme do plánované výrobní buňky. Je nutné znát přehled ruční práce (tzv. work combination sheet), který můžeme vypracovat na základě MOST analýz jednotlivých operací. V této fázi nás nezajímají procesní časy zařízení, protože naším cílem bude pro činnost operátora pouze založení a vyložení kusu do a ze stroje, nikoliv čekání na provedení strojní operace. Pokud známe sumu časů všech ručních operací, jsme schopni určit potřebný čas operátorů jako podíl sumy času ruční práce s plánovaným cyklovým časem. Výsledkem může být například požadovaný počet 2,7 operátorů, a proto budeme uvažovat obsazení buňky ve třech pracovnících. Naopak při výsledku například 4,2 operátorů bychom neměli prvoplánově počítat s pěti pracovníky, ale snahou o zlepšení a tím zkrácení některých výrobních operací dosáhnout toho, že můžeme obsadit projektovanou buňku čtyřmi operátory.
V předchozím kroku jsme si určili obsazení navrhované výrobní buňky a nyní tedy můžeme přistoupit k samotnému projektování layoutu. Snažíme se aplikovat tok jednoho kusu (one piece flow), tj. takový způsob výroby, při kterém je v daném okamžiku vyráběn pouze jeden výrobek a po jeho opracování jej operátor ihned předává nebo ještě lépe s ním postupuje na další operaci. Ze zkušenosti a dle charakteru konkrétních podmínek je vhodný koncept postupujících operátorů přes všechna pracoviště do obsazení počtu maximálně tří operátorů. Při vyšším počtu je pak vhodnější přidělení dílčích operací jednotlivým operátorům a vytvoření předávacích míst mezi nimi. Tato varianta je však náročnější v tom, že je třeba vybalancovat jednotlivé operace a přiřadit operátorům pracovní úkony trvající stejnou dobu. To v praxi není často jednoduché a vzniká pak problém, kdy operátoři nejsou stejně využiti.
Doporučení při návrhu pracoviště je směřovat vstup a výstup buňky blízko sebe, aby se při variantě postupujících operátorů vždy po provedení celého výrobního „kolečka" operátor nacházel v blízkosti vstupu a tím eliminoval zbytečné přecházení na začátek výrobní buňky. Pro prvotní návrh layoutu je vhodné použít na papíře vytištěná a rozstříhaná pracoviště a takto na pracovním stole navrhnout možné podoby uspořádání. V této fázi nám nejde o formu, ale o obsah. Až poté, co máme vydefinovaný optimální návrh (uvádí se, že až nejdříve sedmá varianta je ta vítězná), je možné tento návrh vyprecizovat v kreslicím programu a v něm pak dosledovat všechny detaily. Tento návrh musí rovněž zahrnout koncept interní logistiky, kdy dopravníky materiálu jsou uzpůsobené tak, aby veškeré zásobování bylo možné zvenčí a tudíž nebyl narušován vnitřní prostor výrobní buňky. Obrázek č. 4 ukazuje možnou podobu výrobní buňky, od prvotního návrhu k finální podobě, včetně konceptu interní logistiky.
Obr. 4 – Příklad výrobní buňky – od prvotního návrh k finální podobě
Poté, co máme připravenou podobu výrobní buňky „na papíře", je vhodné odzkoušet si funkčnost navrženého řešení za pomocí kartonové simulace, případně, pokud je to možné, přímo na reálných pracovištích. Nejdůležitějším aspektem je zapojení operátorů do této fáze, vysvětlení, co, proč a jak budeme dělat. Vtáhnutím operátorů již do fáze přípravy můžeme jednak získat spoustu připomínek a návrhů na zlepšení budovaného pracoviště a zároveň snížit rizika obav, strachu a nedůvěřivosti pracovníků, které při jakékoliv změně vždy vyvstanou.
Dalším logickým krokem je informování zákazníka o navrhovaných změnách, zdůvodnění, jaké přínosy očekáváme a co to přinese jemu. Ze zkušenosti doporučuji zaplánovat si na tuto fázi dostatek času, záleží na konkrétních podmínkách a vztazích mezi námi a zákazníkem, ale často se stává, že na vyjádření a odsouhlasení změn jsou zapotřebí i týdny.
V čase, než nám zákazník naši navrhovanou změnu pracoviště odsouhlasí, probíhají paralelně další aktivity. Pokud si z kapacitních důvodů nemůžeme dovolit odstávku na plánovanou realizaci, je nutné v tomto čase vybudovat buffer (zásobu hotových výrobků) pro stěhování a tím si vytvořit prostor pro provedení změn. Zároveň probíhá výstavba prvků interní logistiky (dopravníky, skluzy atd.), dílčí realizovatelné změny na pracovištích a případně zajištění externích firem pro stěhování.
V neposlední řadě je třeba připravit příslušnou dokumentaci jako například pracovní návody, schéma standardu pracoviště, layout, směnový protokol nebo formuláře sledování produkce.
Pokud máme vše připraveno a od zákazníka odsouhlasení plánovaných změn, můžeme přistoupit k realizaci, která se dle náročnosti přesunu zařízení či pracovišť pohybuje v řádu hodin či dnů. Ze zkušenosti se osvědčilo mít pro tuto fázi koordinátora celé akce, u kterého se sbíhají veškeré informace a který je schopný zajistit hladký průběh celé změny.
Po samotné realizaci následuje neméně důležitá fáze, a sice stabilizace výrobní buňky. Jedná se o to, aby nový způsob výroby byl co nejdříve standardizovaný. Opět ze zkušenosti doporučuji při náběhu výrobní buňky být v první dny nepřetržitě na pracovišti, poskytnout pracovníkům podporu, vysvětlovat nejasnosti, získávat zpětnou vazbu a reagovat na podněty z jejich strany. Často se tato fáze podceňuje a pracovníci jsou ponecháni svému „osudu", což má za následek nejasnosti, nepochopení a nepřijetí změny. Je zapotřebí dát pracovníkům dostatečný čas na zvyknutí si na nové pracoviště a především vnímat jejich názory, připomínky a doporučení. Při tom však také sledovat trend výkonu a dát operátorům hned zpočátku informaci o požadovaném finálním výstupu, kde by se měli dostat např. po úvodních dvou týdnech zapracování.
Posledním krokem je vyhodnocení projektu a zjištění účinnosti navržených opatření. Je zapotřebí porovnat nový stav vůči původnímu a vyčíslit dosažené přínosy, např. zvýšení produktivity, zkrácení průběžné doby výroby nebo úspory plochy – viz obr. 5.
Obr. 5 – Příklad vyhodnocení projektu, vyčíslení úspor
Pro úplnost jsou níže uvedena základní pravidla při návrhu výrobních buněk
- vstup a výstup na jednom místě
- minimální manipulace
- výrobní takt dle zákaznického taktu („vícerychlostní" buňka)
- nekřížení cest operátorů
- zásobování buňky zvenčí
- vybalancování času operací
- žádné překážky v trase operátorů
- pohyb proti směru hodinových ručiček
- flexibilní přístupy energií pro snadnou změnu layoutu
- lean zařízení v buňce