TU-A TUOTANTOPROSESSIT JA TUOTANNON OHJAUS

Transkriptio

1 TU-A TUOTANTOPROSESSIT JA TUOTANNON OHJAUS Paul Lillrank Professori Tuotantotalouden laitos 1

2 MITEN LUODA TIETOA PROSESSEISTA Mitä se on? Ontologia Mitä siitä voi tietää? Epistemologia Miten se toimii? Dynamiikka Mitä voi tehdä? Teknologia Käsitteellinen malli Himmeli Mittarit Häkkyrä Dynaaminen malli Härveli Toimenpiteet Härpäke Prosessin määritelmä Prosessin tunnusluvut Prosessien dynamiikkoja Prosessien suunnitttelu, ohjaus ja kehittäminen Quality Assurance & Improvement Prosessien tyypit = x Action Plan Check Do 2

3 RESURSSI- JA VIRTAUSTEHOKKUUS Tuotantoyksikön johtaminen Käytetty kapasiteetti tehokas Halpa Hidas Käytettävissä oleva kapasiteetti Resurssitehokkuus Toiminnallinen kapasiteetti tehoton Nopea Kallis Laskennallinen / teoreettinen kapasiteetti hidas Virtaustehokkuus nopea Prosessin johtaminen Läpimenoaika Vaiheaika Step 1 Step 2 Step 3 Step n Siirto Välivarasto 3

4 PROSESSI ON SEURAUS ERIKOISTUMISESTA Työnjako Erikoistuminen Kokeellinen metodi Paja Standardointi Tuottavuus Ohjaus Pirstaloituminen Monista osista koostuvan tuotteen/palvelun integraatio: tuotesuunnittelu, muotoilu Monista vaiheista koostuvan prosessin koordinaatio: ohjaus, aikataulutus, resurssit, vaihtelun hallinta 4

5 TUOTANTOPROSESSIN ELEMENTIT ELEMENTTI MITÄ SE ON (ONTOLOGIA) MITÄ VOI TIETÄÄ? MITTARIT (EPISTEMOLOGIA) SUORITUS (task, processing) f Transformaatio Prosessointi Suorittava työ, ammatillinen osaaminen Tilamuutos Kesto, Resurssikulutus (vaihtuvat kulut) Laatu (virheettömyys) VIRTAUSYKSIKKÖ (flow unit) Transformaation kohde (tavara, henkilö, omaisuus, tapaus, tieto) Tila suhteessa tavoitteeseen jollakin ajan hetkellä Läpimenoaika TYÖASEMA (work station) Paikka / resurssikeskittymä, joss tehtävä suoritetaan (pysyvä, liikkuva) Kapasiteetti Kiinteät kulut, sitoutunut pääoma ASETUS (setup) Työaseman ja/tai virtausyksikön valmistelu transformaatiota varten Kesto, kustannus, riski, määrämuotoisuus Asetuksen jälkeinen toistomäärä VAIHE (step) f Suoritus, joka kytkeytyy muihin suorituksiin, Prosessin osa, in / out liittymät muihin vaiheisiin Asetus-suoritus Vaiheaika (takt time) SIIRTO (handover) Virtausyksikön siirtymä vaiheesta toiseen Tapa, kesto Siirron mukana tuleva informaatio (koordinaatio) VIRTAUS (flow) Virtausyksikön reitti, siirtymät vaiheesta toiseen (hoitopolku) Alku, loppu, kesto Vaihtoehtoiset reitit LÄPIMENOAIKA (cycle time) Virtausyksikön kuluttama aika prosessissa Aika VÄLIVARASTO (work-in-process inventory) Keskeneräiset virtausyksiköt, sisäinen jono Puskurivarasto Kappalemäärä, volyymi, sitoutunut pääoma, odotusaika ERÄ (batch) Joukko yhdessä liikkuvia virtausyksikköjä Eräkoko Erän läpimenoaika TUOTOS (throughput) Laatuvakioitu valmis virtausyksikkö Tuotantomäärä per aikayksikkö Prosessin kapasiteetti 5

6 TUOTANTOFUNKTIOT ORGANISOIDAAN TUOTANTOPROSESSEIKSI Asetus Vaihe Tarkistus Välivarasto Virtausyksikkö Valmisvarasto Tilaus Suoritus Tuotos Toimitus Työasema Siirto Materiaalivarasto Tuotantofunktioiden lineaarinen aika/paikka koordinaatio tavoitteen (tuotos) aikaansaamiseksi Suoritus (processing) muuttaa virtausyksikön tilaa soveltamalla teknologiaa Erikoistuneita resursseja työasemilla (workstation) Toistuu samanlaisena tai samankaltaisena sama prosessi, sama tulos Prosessin ohjaus vaihtelun vähentämiseksi - ohjattavuus. 6

7 VIRTAUSYKSIKKÖ PALVELUISSA Potilas omaisuutena: Taudit Elimet ja niiden ongelmat Perimä Potilas henkilönä: Henkilö- ja sairaushistoria, Sosiaaliset suhteet, Preferenssit arvot. Henkilö (person) Henkilön omaisuus (property) Henkilön asia (case) Potilas tapauksena: Kliininen tieto Soveltuva lainsäädäntö Case 7

8 TUOTANTOJÄRJESTELMÄT RAKENTUVAT PROSESSEISTA Prosessi Syöte Prosessin omistaja Tuotos Siirto Välivarasto Laatu Monifunktionaalinen prosessi Johtaja Prosessin omistaja (1) Prosessin omistaja(2) Siirto Tuotantojärjestelmä, Tilaus-toimitus -ketju Sopimus Organisaatio 1 Organisaatio 2 8

9 PROSESSI ON SEKÄ TOISTO ETTÄ TILAUS-TOIMITUSKETJU Tuotantovaiheen samanlainen toisto Vaihtelu Laatu Standardointi Kapasiteetti Tilaus Tuotos Toimitus Läpimenoaika Välivarasto Virtaus / layout Siirrot Virtausyksikön matka tilauksesta toimitukseen asiakkaalle: Tilaus-toimitusketju 9

10 PROSESSIT JA REITIT Osavalmistus Välivarasto Valmisvarasto Kysyntä Materiaalivarasto Tuotos Kokoonpano 10

11 TUOTANNON LAYOUT Funktionaalinen layout Prosessi layout Tuote 1 Tuote 2 Jyrsinkone Porakone Tuote 1 Jyrsin Pora Hioma Pinnoitus Tuote 3 Sorvi Hitsaus Tuote 2 Jyrsin Sorvi Hitsaus Hioma Karkaisu Lankasaha Karkaisu Tuote 3 Sorvi Hioma Pinnoitus Hiomakone Pinnoitus Erikoistuminen, kapasiteetin käyttöaste Läpimenoaika, varaston kiertonopeus 11

12 PROSESSITYYPIT (1) Virtausyksikkö ja sen liikkuminen PAJA (job shop, jumbled flow) LINJA (disconnected flow) Virtausyksikkö Valmisvarasto Komponenttivarasto Vaihe Työasema Siirto Asetus Välivarasto Tuotos LIUKUHIHNA (connected flow) Komponenttivarasto JATKUVA VIRTAUS (continuous flow) Tuotantoerä Tuotos Työasema Liikkuva linja Sensori Säätö Hopp, W.J. & Spearman, M.L Factory physics. 3rd ed. Long Grove, IL: Waveland Press. 12

13 YKSILÖLLISYYS ON ASETUKSESSA Kognitiivinen asetus: mitä tälle virtausyksikölle tässä tilanteessa tehdään. Asetus Tarkistus Menikö suoritus niin kuin piti? Suoritus Materiaalien, tilojen, välineiden valmistelu suoritusta varten Valmistelu Tilamuutos Tuki Palautus Siivous, tilojen ja välineiden palauttaminen toimintakykyisiksi Varaston täyttö Infra Ylläpito Monitorointi Suoritus aikaansaa tai mahdollistaa tilamuutoksen. Suorituksen kehittäminen edellyttää investointeja materiaaliseen ja/tai henkiseen pääomaan. Valmistelun, asetuksen, tarkistuksen ja palautuksen kehittäminen on johtamista ja järjestämistä. 13

14 ASETUS ON PALVELUMUOTOILUA A S E T U S VALMISTELU INFRA ARVIOINTI Keskeneräinen potilas Mikä se on? Kuuluuko meille? Onko kiire? Voidaanko hoitaa? Tietovaranto Malleja Osaaminen Arviointi Triage Siirto Käy! Valitse Muokkaa Neuvottele: Diagnoosi Hoito- Kysyntä Muotoile suunni- SUORITUS Suorite OK? telma Siirto Seuraava Kuntoutus Ei käy Tiedämmekö mitä pitää tehdä? Pystymmekö? Asetus-suoritus suhde esiintyy kaikilla järjestelmätasoilla (fraktaalinen). 14

15 PROSESSITYYPIT (2) Asetuksen ja suorituksen suhde Suunniteltavuus Ohjattavuus STANDARDI PROSESSI Asetus Vaihe Yhtä asetusta seuraa joukko identisiä toistoja FORMATOITU PROSESSI Yksilökohtainen asetus suoritetaan standardimuuttujilla. RUTIINI PROSESSI Neuvottelu (Bargaining) Yksilökohtainen asetus, monia muuttujia, neuvottelu EXPLORATIIVINEN KEHKEYTYVÄ PROSESSI Epäselvä tilanne, prosessia ei voi suunnitella ennakolta alusta loppuun, kokeilua, oppimista 15

16 PROSESSIN TUNNUSLUKUJA Läpimenoaika Asetusaika Vaiheaika Odotusaika Välivarasto Keskeneräinen tuotanto (KET) Varaston kiertonopeus Laatukorjattu tuotos / aikayksikkö Tilaus Tuotos Toimitus Suoritusaika Tilausten saapuminen - satunnainen - suunniteltu - koko / määrä - tyyppi - ajankohta Kapasiteetti Suorituksia / aikayksikkö Kapasiteetin käyttöaste Laatu Poikkeamat Toimitusaika Toimitusvarmuus 16

17 PROSESSIN DYNAMIIKKOJA = x Volyymi Tilaus Tuotos Toimitus 17

18 VOLYYMI JA YKSIKKÖKUSTANNUS VOLYYMI SYNERGIA OPPIMINEN muuttuva kiinteä Yksikkökustannus Yksikkökustannus Volyymi Infrastruktuuri Kumulatiivinen volyymi (log) Economies of scale sama asetus monta toistoa erikoistuminen Economies of scope eri tuotteet käyttävät samaa alustaa Kokemuskäyrä Oppimiskäyrä yksikkökustannus laskee kumulatiivisen volyymin funktiona 18

19 TUOTANTOERÄN KOKO MÄÄRÄYTYY ASETUKSEN JA VÄLIVARASTON KUSTANNUKSISTA Tuotannon eräkoko on toistojen määrä per asetus Kuljetusten eräkoko Asetus Suoritus Tilamuutos Asetus Suoritus Tilamuutos Asetuskustannus - Aika - Työvoima, tarvikkeet - Päätöksenteon riskit Välivarasto Keskeneräinen tuotanto (KET) - Varastointikustannus - Sitoutuneen pääoman kustannus - Pilaantumisriski Kun eräkoko kasvaa + kapasiteetin käyttöaste kasvaa - KET kasvaa - läpimenoaika kasvaa Asetuksen tehostamisesta vipua! 19

20 LITTLEN LAKI = x = / = / 10 = 10/1 10 = 20/2 Sama tuotos voidaan tehdä - nopeasti ja pienellä välivarastolla - hitaasti ja suurella välivarastolla Tämä on johtamista! 20

21 VARASTO VOI TOIMIA PUSKURINA LINJA (disconnected flow) Valmisvarasto Komponenttivarasto Vaihe Työasema Siirto Asetus Välivarasto Tuotos Varasto Kapasiteetti Joku joustaa Aika 21

22 PULLONKAULA MÄÄRÄÄ KOKO PROSESSIN TUOTOKSEN Välivarasto KET Käyttämätön kapasiteetti Työaseman kapasiteetti* Tuotos Virtaus Läpimenoaika *) Virtausyksikköjä per aikayksikkö Ketju on yhtä vahva kuin sen heikoin lenkki. 22

23 Läpimenoaika / keskimääräinen jonotusaika ODOTUSAIKA JA KÄYTTÖASTE WT = VUT Vaihtelu suurta WT= waiting time V = variability component (arrival and process variability) U = utilization rate T = average effective proces time for one flow unit. High variability is most damaging in situations with high utilization. Vaihtelu keskimääräistä Vaihtelu nolla 0% 100% Kapasiteetin käyttöaste 23

24 KAPASITEETIN KÄYTTÖASTEEN OHJAUS Tämä tekee työn Suoritusasetussuhteen kehittäminen Virheet Tarpeettomat tehtävät, jne. Työasema Suoritus Asetus Hukka Prosessin kapasiteetti Käytetty kapasiteetti Joutilas kapa. Käytettävissä oleva kapasiteetti Toiminnallinen kapasiteetti Päivittäinen johtaminen Suunnittelemattomat katkokset Vaihtelun vähentäminen, laadun varmistus Suunnitellut huollot, lomat Tuotannon suunnittelu Laskennallinen / teoreettinen kapasiteetti Tästä maksetaan 24

25 TUOTANNON SUUNNITTELU Myyntiennuste Tilaukset Tuotantostrategia 3 v Kapasiteetti Sijaintipaikka Layout Kokonaissuunnittelu Tuotantovolyymi Työvoiman määrä Hankinnat 12 kk Tuotannon karkeasuunnittelu 2 kk Poikkeamiin ja muutoksiin reagoiminen Tuotannon hienosuunnittelu Koneiden hienokuormitus Työjärjestys 1 vko Valmistuksen ohjaus Valmistus t=0 Toimitukset 25

26 TYÖNTÖ- JA IMUOHJAUS Työntöohjaus Imuohjaus Kysyntä -ennuste Tilaus Tuotantosuunnitelma Kanban 26

27 TILAUKSEN JA TUOTANNON KOHTAAMINEN Tuotanto varastoon Make to stock Hankinnat Tuotesuunnittelu Osavalmistus Kokoonpano Toimitus Kokoonpano tilauksesta Assemble to order Tuotanto tilauksesta Make to order Hankinnat tilauksesta Resource to order A s i a k a s Tuotesuunnittelu tilauksesta Engineer to order = Order Penetration Point (OPP) the point in time when a specific customer order is attached to a specific flow unit product. = Toiminta kysyntäestimaatin mukaan 27

28 TILAUS KOHTAA TUOTANNON BACK OFFICE FRONT OFFICE VALUE NETWORK Varaus Asiakasprosessi Valmistelu Resurssien hankinta Asiakaskohtainen valmistelu Palvelutapahtuma Asiakkaan hyöty kokemus Kysyntäennuste Order penetration point (OPP) Ensimmäinen kontakti Viimeinen kontakti 28

29 VAIHTELU HÄIRITSEE PROSESSIA Materiaalit Ympäristö Koneet Operaattorit Mittalaitteet 29

30 TULOTARKASTUS PROSESSI SULJETAAN ULKOISILTA HÄIRIÖILTÄ Materiaalit Ympäristö TILAUSTEN KÄSITTELY LAATUJÄRJESTELMÄ DESINFEKTIOINTI KULUNVALVONTA ENNAKOIVA HUOLTO KOULUTUS STANDARDOINTI TARKASTUS FILTTERI ERISTYS LOPPUTARKASTUS Koneet Operaattorit Mittalaitteet JÄÄ PROSESSIN SISÄISET VIRHELÄHTEET 30

31 LAATUONGELMAT SYNTYVÄT VAIHTELUSTA Vaihtelu (variability): tulosten jakauma Rappeutuminen (decay): resurssien kuluminen Virhevaihtelu (variation): tulos suhteessa tavoitteeseen tai toleransseihin. VAIHTELU KONTROLLI / OHJAUS Huomatkaa, että termi variety tarkoittaa valikoimaa, ostajalle vaihtoehtoisten tuotteiden tai palvelujen määrää ja kirjoa. 31

32 VIRHEVAIHTELUN SYYT virhe toleranssiväli tavoite Erityissyyt (specific causes) tuotantojärjestelmän ulkoinen häiriötekijä kontrolloimattomia tekijöitä aika-paikka spesifi (kysy milloin, miksi?) voidaan löytää tarkastelemalla aikasarjaa. Yleiset syyt (common causes) tuotantojärjestelmän sisäiset syyt, laaduntuottokyky normaalitilassa noudattaa yleensä satunnaisjakaumaa johtuu järjestelmän rakenteesta. Erityiset ja yleiset virhetapahtumat näyttävät usein samanlaisilta. Ne voidaan tunnistaa ohjauskorteilla (control charts), tilastollisen prosessiohjauksen (Statistical Process Control) keskeinen työkalu. 32

33 LAATU ON VAIHTELUN VÄHENTÄMISTÄ Asiakkaan odotusten ja koettujen vaikutusten suhde Sunnittelu Muotoilu BIG Q Asiakkaan kokemus Odotukset Vaatimus Tuotanto Suorite Vaikutus small q Annettujen vaatimusten ja toteutuneiden suoritteiden suhde Prosessin sisäisen vaihtelun vähentäminen + tuottavuus Virheetön / luvatun mukainen suorite asiakkaalle + liikevaihto, - laatukustannukset 33