Reduksjon av omstillingstider med datastøttet analyse

Lange omstillingstider og høye omstillingskostnader blir stadig benyttet som (mot)argument når logistikere ønsker å redusere seriestørrelser for å forbedre ordreflyten i bedriften. Gjennom JIT-filosofien har mange kommet i kontakt med SMED-metoden for reduksjon av omstillingstider. Den ble utviklet av Shigeo Shingo ved Toyota over en 20-års periode og gått sin seiersgang verden rundt. MA-Consult har gjennomført et 10-talls SMED-prosjekter som kan vise til en halvering av omstillingstider. Men metoden er manuell og arbeidskrevende.

Tor Otto Fougner Friedhelm Nyhuis

MA-Consult har derfor gjennom et Skattefunnprosjekt utviklet MARO - Metode for Analyse og Reduksjon av Omstillingstider. Arbeidet har bl.a. involvert GTT i Hannover. Ved Institut für Fabrikanalgen und Logistik (IFA) ved Universität Hannover har man utviklet en metode for analyse av omstillinger som GTT har omsatt til den praktiske dataløsningen FAST/cura. MA-Consult har oversatt systemet til norsk og koblet det sammen med metodematerialet for SMED og kalt totalløsningen for MARO.

SMED står som mange vet for Single Minute Exchange of Die, og med det mener Shingo at en omstilling som før tok flere timer ikke skal ta mer enn 10 minutter. Metoden går i korthet ut på å dele omstillingsarbeidet i aktiviteter som kan utføres mens produksjonen går (ytre aktiviteter), og aktiviteter som bare kan gjøres når produksjonen står (indre aktiviteter). Deretter forsøker man å overføre aktiviteter fra indre til ytre, for så å redusere eller fjerne både indre og ytre omstillingsaktiviteter.

FAST/cura består av en registreringsdel og en beregningsdel. Dataregistreringen skjer med et dataprogram på portabelt utstyr, f.eks. PDA eller Notebook. For beregninger står spesielle funksjoner basert på MS Excel til rådighet. De første praktiske testene med FAST/cura i Tyskland kan vise til store forbedringspotensialer. MA-Consult vil i løpet av vinteren gjennomføre pilotprosjekt i Norge.

Andelen omstillingstid øker

Andelen av omstillingstider i forhold til den totale maskinbelastningstiden har i de siste årene vist en påfallende stigning. Jo flere produktvarianter jo mindre blir seriestørrelser, desto mer blir lange omstillingstider en hemsko. Problemet blir forsterket fordi stopptider relatert til omstillinger i praksis viser seg å være 2-3 ganger større enn det som er angitt som plantider. Denne erkjennelsen kommer fra et stort antall omstillingsanalyser i forskjellige bransjer, og står i krass kontrast til den voksende betydningen av omstillingstider for planlegging og styring av produksjonen. I tider hvor arbeidssystemene er fullt belastet, er reduksjon av omstillingstider et viktig tiltak for å øke kapasiteten og fleksibiliteten.

Undersøkelser viser at man gjennom omstillingsreduksjoner kan øke utnyttbar kapasitet på kort og mellomlang tid opp til 10 %, sett i forhold til den totale maskinbelastningstiden. Legger man til grunn de praktisk målte omstillingstidene, betyr dette reduksjoner med mer enn 50 % av tidligere omstillingstider.

Nødvendig med detaljert analyse

For å oppnå en virkningsfull redusering av omstillingstider, er det nødvendig å gjennomføre en detaljert analyse av omstillingsaktivitetene og påvirkningsfaktorer. En omstillingsanalyse må inneholde:

Valg av område for analyse

En omfattende analyse av alle arbeidsplassene i en virksomhet er ikke nødvendig og normalt heller ikke fornuftig, fordi det ofte benyttes flere tilnærmet like maskiner, eller fordi omstillingstiden er så kort at det ikke er interessant med en detaljert analyse. I første omgang er det derfor viktig å ta hensyn til særegne rammebetingelser. Da velger man de arbeidssystemer som er kjent som permanente eller temporære flaskehalser, eller de som er potensielle flaskehalser ved høy kapasitetsutnyttelse.

Avklare påvirkningsfaktorer

I neste omgang analyseres omstillingsforløpet og de faktorer som påvirker omstillingen. Da kan analyse av nå-situasjonen gi verdifulle henvisninger for å avklare og vektlegge faktorene og dermed bidra til å finne problemområder. Etter en evaluering av resultatene, velges det tiltak som kan omsettes i praksis. En overprøving skal bidra til at tiltakene ikke bare bekrefter kvantitative men også kvalitative effekter samt eventuelt oppmuntre til nye tiltak for å redusere omstillingstiden.

Hvilke faktorer virker utslagsgivende på omstillingsforløpet? Det finnes knapt et område i en virksomhet som ikke berøres av en omstilling: Produksjonsplaner, arbeidsunderlag, informasjonsflyt, arbeidsfordeling mellom medarbeidere, produktvarianter, materialer, produksjonsteknikk, maskiner, verktøy, jigger osv. Basert på disse faktorene, kan omstillingen deles inn i omstillingsavsnitt og elementer på en hensiktsmessig måte (Figur 1).

Klargjøring av noen begreper

Omstillinger oppstår når produksjonslinjer eller maskiner må stoppes for å endre produkt, materiale eller skifte verktøy. Tiden det tar fra siste godkjente produkt i en serie til det første godkjente produkt i neste serie utgjør omstillingstiden. Omstillingen deles inn i omstillingsavsnittene forarbeide, maskinomstilling, prøvekjøring og etterarbeide. Under forarbeide samles de aktivitetene som kan gjennomføres mens foregående oppdrag kan eller kunne utføres. Analog til dette omfatter etterarbeid alle aktiviteter som kan utføres etter at omstillingen er utført og produksjonen har startet. Omstillingsavsnittet «maskinomstilling» omfatter de aktiviteter som inngår i demontering av det foregående oppdraget og montering av det nye oppdraget. Disse aktivitetene blir ofte synonymt betegnet med begrepet omstilling. Avsnittet «demontere» er avsluttet når arbeidssystemet befinner seg i utgangsposisjon for det etterfølgende oppdraget. Avsnittet «omstilling» er avsluttet når produksjonsprosessen kan tilvirke en god del.

Omstillingselementene gir seg ut fra en tilordning av den observerte omstillingen til et aktivitetsobjekt så vel som til en aktivitet. Kombinasjonen av fordefinerte objekter og aktiviteter til omstillingselementer, gir en standardisert beskrivelse av omstillingen på forskjellige arbeidsplasser. Da den nøytrale definisjonen av omstillingsobjektene ved komplekse produksjonssystemer ikke kan være differensiert nok, er utformingen av bedrifts- og arbeidssystemspesifikke underobjekter mulig.

Kartlegging av omstillingselementer

Omstillingselementene blir kartlagt gjennom observasjon og dataregistrering av omstillingsforløpet. Ved siden av elementkoding, blir nødvendig informasjon registrert for å beskrive det enkelte omstillingselementet, for å oppnå en reproduserbar beskrivelse av totalforløpet. Slik kartlegges start- og slutt-termin til alle elementene, bl.a. funksjonen til de medarbeidere som deltar (operatør, omstiller, programmerer osv.) driftsmiddeltilstand (produktiv eller uproduktiv), komponenter i arbeidssystemet (ved flerstasjons omstilling) og hvis nødvendig, kartlegges oppståtte avvik i omstillingsforløpet. Definisjonen av avvik skjer da med samme systematikk som for omstillingselementene. Ved å kombinere omstillingsobjekter og avviksarter kan avvikselementene beskrives slik at disse i neste omgang kan bli betraktet på samme måte som omstillingselementene. Gjennom registrering av avvikselementer kan man så vektlegge både virkningen av avvikene på omstillingen totalt og på de enkelte omstillingselementene.

Datastøtte med FAST/cura

I praksis er datamaterialet som må registreres og bearbeides så omfattende at dette ikke kan gjennomføres manuelt på en kostnadseffektiv måte. Derfor ble det utviklet en datateknisk løsning med programvare og utstyr for registrering, klargjøring og beregning av omstillingsforløpet (cura = computerunterstützte Rüstablaufanalyse).

Totalsystemet FAST/cura med de enkelte komponentene er vist i figur 2. I tillegg til grunndata for omstillingsforløpet og arbeidssystemet, må det også registreres data som beskriver omgivelsene som påvirker årsaker og virkninger. Disse data kan til dels utvikles uavhengig av registreringen av den egentlige omstillingen, da det dreier seg om planleggingsdata.

Registreringen av omstillingen skjer med en registreringsmodul i FAST/ cura på mobilt utstyr, f.eks. PDA eller en bærbar PC. Den som registrerer beskriver alle aktivitetene til de som deltar i omstillingen i separate dataposter. Fordi varigheten til et omstillingselement er relativ kort i forhold til omstillingstiden, oppnår man ett stor antall dataposter som må vurderes. (ca 30-60 dataposter pr. time registreringen varer.) Vurderingen av de registrerte omstillingene kan alternativt skje i tabeller eller grafisk form (figur 3) med standardiserte makroer på basis av en tabellstruktur i Excel.

Stegvis reduksjon

Tiltak for reduksjon av omstillingstiden må først og fremst betraktes i forhold til hyppigheten eller varigheten av omstillingen. De etterfølgende forklarte stegene relaterer seg til reduksjon av varigheten. Redusering av omstillingshyppigheter gjennom etablering av større produksjonsserier må derimot vurderes kritisk ut fra logistiske aspekter, da det kan føre til problemer i produksjonsstyringen.

I SMED-metoden har Shigeo Shingo beskrevet 4 steg for å redusere omstillingstiden:

I FAST/cura har man valgt å beskrive nå-situasjonen ved å henføre aktivitetene til omstillingsavsnittene forarbeide (F), maskinomstilling (M), prøvekjøring (P) og etterarbeide (E). Etter sorteringen kan realiseringen av tiltak for reduksjon av omstillingstiden skje i 4 steg som vist i figur 5.

Begge metodene baserer seg på de samme tiltakene for å redusere omtillingstiden:

Realiserte tiltak som følge av gjennomførte omstillingsanalyser viser at man med enkle midler og lave kostnader kan oppnå betydelige forbedringer på kort tid. Typisk er 50 % reduksjon mulig å oppnå med et par dagers innsats. Men gjennom måltrettet arbeid med omstillinger og motivering av medarbeidere kan man forvente 70-80 % reduksjon uten store investeringer i ny teknologi eller utstyr. Dette gir økt produktivitet og fleksibilitet med mindre lager og kortere leveringstider, effekter som er viktige for å oppnå lønnsomhet i dagens marked.

------------

Om artikkelforfatterne

Siv.-Ing. Tor Otto Fougner er daglig leder i MA-Consult as på Hamar. For mer informasjon eller kontakt: www.ma-consult.no

Dipl.-Ing. Friedhelm Nyhuis er daglig leder i GTT Gesellschaft für Technologie Transfer mbH i Hannover. For mer informasjon eller kontakt: www.gtt-online.de

www.logistikk-ledelse.no© 2005