Wąskie gardło w produkcji – co to jest i jak je skutecznie wyeliminować?

Wąskie gardła w procesie produkcyjnym to punkty, których przepustowość jest mniejsza od pozostałych etapów. Znalezienie i wyeliminowanie wąskich gardeł skutkuje lepszym wykorzystaniem mocy produkcyjnych, minimalizacją zapasów pracy w toku, skróceniem terminów realizacji, poprawą jakości i zwiększeniem ogólnej wydajności przedsiębiorstwa produkcyjnego.

Czym jest wąskie gardło w produkcji?

Wąskie gardło w produkcji to pojedynczy punkt procesu, który ogranicza wydajność całej linii produkcyjnej. Eliminacja wąskiego gardła skraca terminy realizacji, redukuje zapasy i zwiększa rentowność bez inwestowania w nowe moce produkcyjne. Istnieje 9 typów wąskich gardeł (sprzęt, materiały, ludzie, proces, jakość, komunikacja, planowanie, przestrzeń, środowisko) i dla każdego istnieje konkretne rozwiązanie.

Wąskie gardło może wystąpić w dowolnym momencie procesu produkcyjnego, w tym w fazie:

• projektowania,
• produkcji,
• montażu,
• kontroli jakości,
• wysyłki.

Może być spowodowane różnymi czynnikami, takimi jak brak zasobów, awaria sprzętu, niskie kwalifikacje pracowników.

Do negatywnych skutków wąskich gardeł i spowodowanych przez nie przestojów należą:

• negatywny wpływ na wydajność produkcji,
• opóźnione terminy dostaw,
• zwiększone koszty,
• wydłużone terminy realizacji zamówień,
• negatywny wpływ na zadowolenie klienta.

Z drugiej strony, eliminacja wąskich gardeł pozwala w pełni wykorzystać potencjał, zminimalizować zapasy produkcji w toku, skrócić terminy realizacji, poprawić jakość oraz zwiększyć ogólną wydajność i rentowność firmy. Dlatego identyfikacja i usuwanie wąskich gardeł są istotne w każdej firmie produkcyjnej.

Przeczytaj również: Lean manufacturing – źródła marnotrawstwa

Krótkoterminowe i długoterminowe wąskie gardła w produkcji

Oczywiście, żadna firma nigdy nie wykorzystuje w 100% swoich mocy produkcyjnych. Nieefektywność występuje w każdym procesie produkcyjnym, ale należy odróżnić drobne problemy od poważniejszych, systemowych problemów, które wpływają na przepływ pracy w sposób ciągły przez długi czas. Wąskie gardła dzieli się zatem zazwyczaj na krótkoterminowe i długoterminowe, w zależności od ich przyczyn.

Krótkoterminowe wąskie gardła są spowodowane tymczasowymi problemami lub nieoczekiwanymi zdarzeniami, które same się korygują bez Twojej ingerencji. Mogą to być:

• Sporadyczne awarie maszyn,
• Rekonfiguracja maszyn,
• Nieobecność pracownika,
• Przerwa w dostawie prądu,
• Odosobnione przypadki opóźnionych dostaw materiałów.

Z drugiej strony, długoterminowe wąskie gardła są spowodowane problemami zakorzenionymi w łańcuchu dostaw i powodującymi powtarzające się problemy. Mogą one obejmować:

• Moce produkcyjne, które nie są w stanie sprostać popytowi,
• Brak dostatecznego szkolenia pracowników,
• Brak standaryzacji procesów,
• Brak automatyzacji procesów,
• Ciągłe niedobory materiałów,
• Nieskuteczne przydzielanie zadań,
• Brak możliwości śledzenia przepływu materiałów i półproduktów,
• Często opóźnione dostawy materiałów,
• Powtarzające się awarie maszyn.

Naturalnie, problemy systemowe są znacznie trudniejsze do wykrycia i rozwiązania przykładowo znalezienie pracownika tymczasowego na zastępstwo. Dlatego w tym artykule skupimy się na identyfikacji i eliminacji długotrwałych wąskich gardeł w procesie produkcyjnym.

Może zainteresować Cię również: Wskaźnik OEE – co na niego wpływa? Jak go podnieść?

Jak zidentyfikować wąskie gardła w produkcji?

Istnieje wiele metod i metodologii, które mają na celu zapewnienie producentom skutecznych metod identyfikacji i eliminacji wąskich gardeł w łańcuchu dostaw. Obejmują one zarówno proste rozwiązania, jak i wysoce złożone struktury wykorzystujące zaawansowaną analitykę. Przyjrzyjmy się niektórym z nich.

Wykrywanie wąskich gardeł

Aby rozwiązać problem wąskiego gardła, najpierw musimy je znaleźć. Oto kilka dobrych sposobów na rozpoczęcie analizy wąskiego gardła i ustalenie, gdzie ono się znajduje:

• Zapytaj pracowników hali produkcyjnej. Może to brzmieć jako oczywistość, ale wielu menedżerów wciąż nie docenia opinii pracowników linii produkcyjnej. To oni najlepiej znają sytuację w zakładzie i często nie potrzebują wskaźników wydajności ani analiz, aby wskazać wąskie gardła w procesie. Ich wkład wzbogaca również kontekst poszukiwań pierwotnej przyczyny problemu.

• Metoda długości kolejki. Analiza długości kolejki sprawdza, które maszyny lub stanowiska robocze mają największe zaległości. Dłuższa kolejka oznacza, że ​​stacja robocza potrzebuje więcej czasu na przetworzenie poszczególnych partii lub jednostek niż inne. Metoda długości kolejki ma również swoje wady, ponieważ niektóre linie produkcyjne mają ograniczony czas buforowania lub nie mają go wcale, co oznacza brak kolejek. Nie oznacza to jednak, że nie występują wąskie gardła. Ta metoda może również prowadzić do błędnych wyników, ponieważ rozmiary partii różnią się między maszynami.

• Weryfikacja przepustowości. Podobnie jak poprzednia metoda, metoda przepustowości analizuje wydajność każdej stacji roboczej. Jeśli maszyna przetwarza mniej jednostek niż pozostałe w określonym czasie, prawdopodobnie stanowi wąskie gardło.

• Sprawdzenie czasu oczekiwania stanowisk roboczych. Metoda czasu oczekiwania wykorzystuje różne stanowiska robocze do identyfikacji wąskiego gardła. Analizuje czasy oczekiwania stanowisk roboczych, aby sprawdzić, które z nich jest najbardziej bezczynne. Bezczynność najczęściej oznacza, że ​​wąskie gardło występuje na poprzednim odcinku linii produkcyjnej. Metoda wykrywania przesuwających się wąskich gardeł. Służy do wykrywania zarówno przeciętnych, jak i chwilowych wąskich gardeł. Metoda ta koncentruje się na pomiarze czasu, przez jaki maszyna jest aktywna bez przerw i na tej podstawie określaniu wąskiego gardła. Nazwa metody odnosi się do faktu, że w złożonym systemie ograniczenia wydajności (wąskie gardła) nie są stałe — w miarę optymalizacji i sekwencjonowania kolejnych etapów, wąskie gardło naturalnie przesuwa się na inny zasób lub maszynę.

Jak analizować przyczyny źródłowe wąskiego gardła?

Po wykryciu wąskiego gardła, kolejnym krokiem jest ustalenie jego pierwotnej przyczyny. Przyjrzyjmy się niektórym metodom analizy przyczyn źródłowych:

• Metoda pięciu pytań „dlaczego?”.Metoda pięciu pytań „dlaczego” to uniwersalna technika rozwiązywania problemów oparta na zadawaniu pytania „dlaczego”, dopóki przyczyna nie zostanie wyjaśniona. Załóżmy, że stacja lutownicza pracuje z maksymalną wydajnością, ale przetwarza mniej jednostek wysokiej jakości niż inne. Dlaczego? Ponieważ stacja produkuje więcej wadliwych jednostek w porównaniu z innymi. Dlaczego? Ponieważ lutownica uszkadza płytkę drukowaną. Dlaczego?  Ponieważ lutownica się przegrzewa. Dlaczego? Ponieważ nie jest skalibrowana.

Jak widać, metoda pięciu pytań „dlaczego” nie wymaga zadawania pytania „dlaczego” dokładnie pięć razy, można to zrobić dowolną liczbę razy, pod warunkiem, że dotrze się do sedna problemu.

• Statystyczna kontrola procesu (SPC). SPC to narzędzie statystyczne, które pomaga monitorować i kontrolować proces w celu identyfikacji potencjalnych wąskich gardeł i innych problemów. Wykorzystując analizę statystyczną do monitorowania kluczowych zmiennych procesu i limitów kontrolnych, SPC może pomóc w identyfikacji zmian w procesie, które mogą przyczyniać się do powstania wąskiego gardła.

• Diagram przyczynowo-skutkowy, czyli diagram Ishikawy. To wizualne narzędzie, które może pomóc w identyfikacji pierwotnych przyczyn problemu lub wąskiego gardła. Diagram ma strukturę przypominającąszkielet ryby, z głównym problemem lub wąskim gardłem po stronie głowy ryby, a potencjalnymi przyczynami źródłowymi wymienionymi jako „ości”. Poprzez burzę mózgów i uporządkowanie potencjalnych przyczyn w kategorie, takie jak ludzie, procesy, sprzęt, materiały i środowisko, diagram Ishikawy może pomóc w identyfikacji najbardziej prawdopodobnej pierwotnej przyczyny wąskiego gardła.

• Diagramy macierzowe. Diagramy macierzowe służą do analizy szeregu możliwych przyczyn wąskiego gardła i znalezienia przyczyny, która ma największy negatywny wpływ na problem. Charakterystyka problemu i prawdopodobne przyczyny są dodawane do tabeli arkusza kalkulacyjnego, a przyczynom przypisuje się punkty zgodnie z ich wpływem (1 punkt – słaby wpływ; 3 punkty – średni wpływ; 9 punktów – silny wpływ). Przyczyna z najwyższą punktacją jest uznawana za wąskie gardło.

Jakie są rodzaje wąskich gardeł w produkcji i jak je wyeliminować?

W procesie produkcyjnym może wystąpić kilka różnych rodzajów wąskich gardeł, a konkretne sposoby ich eliminacji zależą od pierwotnej przyczyny wąskiego gardła. Oto kilka typowych rodzajów wąskich gardeł i potencjalnych rozwiązań:

Wąskie gardła w sprzęcie

Ten rodzaj wąskiego gardła występuje, gdy dany etap pracy lub urządzenie nie nadąża za popytem. Jednym z rozwiązań jest dodanie większej ilości sprzętu lub modernizacja istniejącego w celu zwiększenia wydajności. Innym rozwiązaniem jest wdrożenie programów konserwacji zapobiegawczej i napraw w celu zminimalizowania przestojów sprzętu i zwiększenia jego niezawodności.

Wąskie gardła materiałowe

Gdy brakuje surowców lub komponentów, aby zaspokoić popyt, powstaje wąskie gardło materiałowe. Aby je wyeliminować, należy zwiększyć poziom zapasów lub wdrożyć lepszy system zarządzania zapasami, aby zapewnić stałą dostępność niezbędnych materiałów. Innym rozwiązaniem jest znalezienie alternatywnych dostawców lub wynegocjowanie lepszych cen i warunków dostaw z obecnymi dostawcami.

Wąskie gardła siły roboczej

Wąskie gardła kadrowe pojawiają się wtedy, gdy brakuje pracowników lub gdy nie są oni w stanie sprostać zapotrzebowaniu. W takim przypadku logicznym rozwiązaniem byłoby zatrudnienie większej liczby pracowników lub wprowadzenie nadgodzin w celu zwiększenia wydajności. Można również spróbować przeszkolić pracowników w celu zwiększenia elastyczności i wydajności.

Wąskie gardła procesu

Gdy na konkretnym etapie procesu występuje wąskie gardło, które spowalnia całą instalację, mamy do czynienia z wąskim gardłem procesu. Często można zoptymalizować przepływ procesu, przeprowadzając audyt procesu, identyfikując etap powodujący problem, a następnie zmieniając lub reorganizując sekwencję etapów procesu lub wdrażając pewien stopień automatyzacji.

Wąskie gardła jakościowe

Pojawiają się, gdy występują problemy z jakością, które spowalniają proces lub powodują konieczność przeróbek. Przykładowo, jeśli na stanowisko robocze stale trafiają wadliwe prace w toku, generuje to straty z powodu:

• konieczności identyfikacji wady na stanowisku pracy,
• wykonywania przez stanowisko zbędnej pracy z powodu jej niezauważenia.

Wąskie gardła jakościowe można wyeliminować poprzez wdrożenie procedur kontroli jakości i oprogramowania. Innym rozwiązaniem jest identyfikacja pierwotnych przyczyn problemów z jakością i wdrożenie planów działań korygujących, aby zapobiec ich ponownemu wystąpieniu.

Wąskie gardła komunikacyjne

Wąskie gardła komunikacyjne występują, gdy dochodzi do przerw lub spowolnień w komunikacji między różnymi działami lub zespołami. Przykładowo, gdy istnieją silosy danych (tj. różne działy korzystają z różnych systemów do zarządzania danymi), uzyskanie jednej, kluczowej informacji może zająć wiele godzin. Jeśli jednak istnieje odpowiednio wdrożony scentralizowany system, taki jak oprogramowanie MES, każdy pracownik ma dostęp do informacji niezbędnych do wykonywania swoich obowiązków.

Wąskie gardła w planowaniu i harmonogramowaniu

Tego typu wąskie gardło występuje wtedy, gdy w procesie planowania i harmonogramowania występują nieefektywności lub niedokładności. Gdy harmonogramy produkcji są tworzone na podstawie niedokładnych danych o zapasach, hala produkcyjna może ulec przestojowi z powodu braku materiałów. Dobrym rozwiązaniem byłoby wdrożenie solidnego oprogramowania produkcyjnego, które pomoże uzyskać dokładne dane o zapasach i uwzględni ograniczenia mocy produkcyjnych, terminy realizacji oraz dostępne zapasy podczas planowania i harmonogramowania działań produkcyjnych.

Wąskie gardła związane z przestrzenią

Tego typu wąskie gardło występuje w sytuacji, gdy przestrzeń magazynowa, produkcyjna, wysyłkowa lub przemieszczanie się w obrębie zakładu jest ograniczona. Nie można w pełni wykorzystać możliwości produkcyjnych, jeśli nie ma miejsca na przechowywanie surowców, produkcji w toku i wyrobów gotowych. Ponadto, w ciasnym zakładzie produkcyjnym ryzyko wypadków przy pracy jest znacznie większe niż w zakładzie o odpowiednio dużej powierzchni.

Jednym z rozwiązań jest optymalizacja wykorzystania dostępnej przestrzeni poprzez reorganizację sprzętu lub stref magazynowych, wykorzystanie magazynów wysokiego składowania lub antresol, a także konsolidację lokalizacji magazynowych. Innym rozwiązaniem jest zwiększenie fizycznej powierzchni zakładu poprzez rozbudowę lub relokację.

Wąskie gardła środowiskowe

Wąskie gardła środowiskowe powstają wówczas, gdy czynniki środowiskowe, takie jak temperatura, wilgotność lub jakość powietrza, spowalniają lub zakłócają proces produkcyjny. Aby przeciwdziałać tym czynnikom, można poprawić mikroklimat w zakładzie poprzez modernizację systemów HVAC, systemów filtracji powietrza lub innych środków kontroli środowiska. Innym rozwiązaniem jest wdrożenie planów awaryjnych w celu złagodzenia wpływu zakłóceń środowiskowych, takich jak zasilanie awaryjne lub tymczasowa relokacja działalności.

Teoria ograniczeń w eliminowaniu wąskich gardeł

Teoria ograniczeń to powszechnie stosowana metodologia doskonalenia procesów, która opiera się na założeniu, że w dowolnym momencie i w dowolnym systemie istnieje jedno ograniczenie, które można uznać za najważniejsze. Skupienie się na jednym ograniczeniu na raz pozwala skupić całą uwagę na pojedynczym problemie, a następnie przejść do kolejnego.

Spis treści przedstawia pięcioetapowy sposób na konsekwentne radzenie sobie z wąskimi gardłami w produkcji i udoskonalanie procesu produkcyjnego:

1. Zidentyfikuj ograniczenie,
2. Wykorzystaj istniejące zasoby, aby poprawić ograniczenie,
3. Podporządkuj wszystkie inne procesy obsłudze ograniczenia,
4. Zlikwiduj ograniczenie, angażując więcej zasobów, aby je obsłużyć,
5. Powtórz proces.

Stosując się do tej prostej mapy drogowej, zapewnisz w swojej firmie ciągłe doskonalenie procesów produkcyjnych.

System MES kontra wąskie gardła sprzętowe i jakościowe

Niektóre systemy MES oferują funkcję zarządzania konserwacją, która pozwala na planowanie działań konserwacyjnych dla każdego urządzenia osobno, minimalizując w ten sposób wąskie gardła. Ponadto, zarządzanie kontrolami jakości za pośrednictwem systemu MES/CMMS pozwala na śledzenie jakości towarów przychodzących i gotowych, wykrywanie nieprawidłowości i usuwanie wąskich gardeł jakościowych.

MES a wąskie gardła komunikacyjne

Jedną z głównych zalet oprogramowania MES jest to, że znacząco usprawnia ono wymianę informacji w firmie. Scentralizowany system zarządzania danymi, który dostarcza dokładne informacje w czasie rzeczywistym odpowiednim podmiotom, bez konieczności wysyłania e-maili lub przeszukiwania szafek i folderów w innym dziale, jest po prostu nieoceniony. Wszystko, od statusów zamówień przez poziom zapasów i postęp realizacji, jest natychmiast dostępne dla upoważnionych pracowników, co pomaga zminimalizować wąskie gardła komunikacyjne.

Często zadawane pytania

Co stanowi wąskie gardło w produkcji?

Wąskie gardło w produkcji to punkt na linii produkcyjnej, w którym wydajność produkcyjna jest ograniczona, co powoduje opóźnienia i spadek wydajności. Może być spowodowane awariami sprzętu, niewystarczającą wydajnością, brakiem zasobów lub źle zaprojektowanym procesem produkcyjnym.

Jakie są przykłady wąskich gardeł w produkcji?

Przykładami wąskich gardeł w produkcji są maszyny lub urządzenia działające wolniej niż reszta linii produkcyjnej, niedobór surowców lub materiałów, nieefektywny lub zbyt wieloetapowy proces produkcyjny lub brak wykwalifikowanej siły roboczej. Inne przykłady to problemy z kontrolą jakości oraz zakłócenia spowodowane nieoczekiwanymi przestojami lub problemami konserwacyjnymi.

Jakie są rodzaje wąskich gardeł w produkcji?

Do wąskich gardeł w produkcji zalicza się: materiały, siłę roboczą, wyposażenie, procesy, jakość, przestrzeń, komunikację, planowanie i harmonogramowanie oraz ograniczenia środowiskowe.

Jak zidentyfikować wąskie gardło w produkcji?

Do metod identyfikacji wąskich gardeł zalicza się różne metody wykrywania wąskich gardeł, takie jak wykorzystanie mocy produkcyjnych, czas oczekiwania w kolejce i przepustowość, a także metody analizy przyczyn powstawania wąskich gardeł, takie jak metoda pięciu „dlaczego”, statystyczna kontrola procesów, diagramy Ishikawy i diagramy macierzowe.