View
231
Download
0
Category
Preview:
Citation preview
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją… 39
Arkadiusz GOLA, Anna KORZAN Katedra Organizacji Przedsiębiorstwa, Politechnika Lubelska
E–mail:a.gola@pollub.pl, anna.korzan@gmail.com
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją z wykorzystaniem kart kanban
Streszczenie: Kanban jest japońską techniką wspomagającą funkcjono-
wanie tak zwanych ssących systemów produkcyjnych, których ideą jest
produkowanie jedynie tego co jest w danym czasie potrzebne. Podstawo-
wymi elementami tej techniki są karty kanban służące do sterowania
przepływem materiałów, za pomocą których przesyłane są sygnały o wy-
stępującym zapotrzebowaniu oraz konieczności rozpoczęcia produkcji.
Współcześnie stosowanie techniki kanban jest coraz częściej wspomagane
komputerowo, co umożliwia między innymi szybszy przesył informacji
oraz możliwość monitorowania i ewidencjonowania zdarzeń, a tym sa-
mym efektywniejsze sterowanie produkcją.
1. Wprowadzenie Aktualne wymagania rynkowe przejawiające się m.in. w rosnącej konkurencji w skali globalnej, zmienności oczekiwań klientów czy też zwiększaniu nacisku na jakość wyro-bów nakładają konieczność zmiany paradygmatu myślenia, a tym samym nowego spoj-rzenia na problematykę zarządzania produkcją. Zagadnieniem o dominującym znacze-niu staje się organizacja procesów produkcyjnych w taki sposób, by możliwa była produkcja oparta na konkretnych zleceniach klientów, w możliwie najkrótszym czasie, bez zbędnego magazynowania wyrobów, przestojów produkcji, powstawania braków produkcyjnych czy minimalizacji liczby i czasu operacji kontroli i transportu.
Tym samym, co obserwowane jest już od kilkudziesięciu lat, coraz większe znaczenie zyskują systemy sterowania typu ssącego (z ang. pull), umożliwiając produkcję dokład-nie tych wyrobów, na które istnieje aktualnie zapotrzebowanie przy jednoczesnej mini-malizacji czasu realizacji zlecenia i, co nie mniej ważne, minimalizacji poziomu zapa-sów produkcji w toku i wykorzystywanej powierzchni produkcyjnej. W sposób ciągły trwają też prace nad opracowaniem systemów sterowania produkcją umożliwiających zwiększenie efektywności i elastyczności procesu wytwarzania przy jednoczesnej mi-nimalizacji kosztów wytwarzania.
Jednym z pierwszych systemów sterowania produkcją w systemie ssącym, był system kart kanban zastosowany w firmie Toyota. System ten, oparty na papierowych kartkach
40 Arkadiusz Gola, Anna Korzan
„wędrujących” w ściśle określony sposób po terenie zakładu, umożliwiał płynną reali-zację procesu produkcyjnego według zasady just in time dając niespotykane dotąd w przedsiębiorstwach konkurencyjnych efekty w postaci wysokiej wydajności i ela-styczności procesu, krótkich terminów realizacji zleceń oraz minimalnego poziomu zapasów produkcji w toku.
Tym samym system kanban w szybki sposób zyskał popularność i został zaimplemen-towany w wielu przedsiębiorstwach produkcyjnych na całym świecie. Jednocześnie rozpoczęły się poszukiwania możliwych sposobów usprawnienia tej koncepcji, m.in. zastępując tradycyjne kartki innymi formami przekazu informacji. W ostatnim okresie na rynku zaczynają pojawiać się oferty programów komputerowych wspomaga-jących proces zarządzania produkcją opartych na idei kart kanban. W niniejszym arty-kule zaprezentowano elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania pro-dukcją. W szczególności omówiono ideę systemów tłoczących i ssących, przedstawiono zasadę sterowania produkcją z wykorzystaniem kart kanban a także przedstawiono komputerowe systemy wspomagające zarządzanie produkcją w tym systemie.
2. Idea systemów produkcyjnych typu push i pull Wśród systemów produkcyjnych umożliwiających sterowanie zasobami oraz kontrolę przebiegu produkcji można wyróżnić dwa zasadnicze typy: system typu push (tłoczący) oraz system typu pull (ssący).
Jak sama nazwa wskazuje funkcjonowanie systemów produkcyjnych typu push oparte jest na zasadzie pchania. Kluczową rolę odgrywa w tym przypadku harmonogram, zgo-nie z którym ma miejsce przepływ materiałów oraz półproduktów. System produkcyjny pełni tutaj rolę tłoka (rysunek 1). Produkcja następuje zgodnie z przyjętym planem, a poszczególne wytwory są przekazywane na kolejne odcinki produkcyjne bez względu na to czy są one potrzebne w danym momencie. W związku z tym, takie rozwiązanie generuje znaczny czas oczekiwania poszczególnych komponentów wyrobu na ich dal-sze wykorzystanie w procesie produkcyjnym. Czas ten z reguły jest kilkakrotnie dłuższy niż czas stricte związany z produkcją.
Słabość systemu typu push wynika niewątpliwie z faktu, iż plan produkcji, a następnie jej harmonogram, są sporządzane w oparciu o prognozy zapotrzebowania, a nie o aktu-alne zamówienia. System produkcyjny typu push jest efektywny wówczas, gdy zapo-trzebowanie na wyroby finalne jest przewidywalne, a zatem gdy można mówić o stałym popycie, a także wtedy, gdy organizacja produkcji charakteryzuje się niewielką złożo-nością. Stosowanie tego rozwiązania jest jednak ryzykowne, gdyż jeśli ustalona wielkość prognozy okaże się za wysoka wówczas w magazynach będą się gromadziły zapasy materiałowe, a więc przedsiębiorstwo nie będzie mogło zbyt szybko upłynnić zamrożonych środków. W przeciwnym wypadku, gdy antycypowana wielkość produk-cji okaże się niższa niż w rzeczywistości, bufor zapasów okaże się niestarczający i za-mówienia klientów nie będą mogły być zrealizowane [5].
W związku z tym, że specyfiką systemu tłoczącego jest produkcja nie w oparciu bieżące potrzeby a o harmonogram ustalony na podstawie prognoz, system ten jest stosowany w przypadku gdy środowiskiem produkcyjnym jest produkcja na magazyn, czyli gdy
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją… 41
najpierw produkowany jest wyrób a dopiero potem znajduje nabywców. Jest on zatem stosowany głównie w produkcji masowej i wielkoseryjnej. Znacząca rola harmonogra-mu sprawia również, że systemy tłoczące stosowane są systemami z grupy MRP [3].
Rys. 1. Schemat systemu tłoczącego
Opozycyjnym systemem produkcyjnym w stosunku do systemu push jest tak zwany system pull. System ten nazywany jest także systemem ssącym, systemem ciągnionym, czy też systemem produkcji na zamówienie. Jest on ściśle związany z filozofią lean
manufacturing (odchudzonego wytwarzania), czyli krótko mówiąc produkowania jedy-nie tego co jest w danym momencie potrzebne, a także warunkuje on skuteczność stra-tegii just in time (dokładnie na czas), której istotą jest dążenie do obniżenia kosztów produkcji poprzez oddziaływanie na poziom zapasów w przedsiębiorstwie.
Zasada działania tego systemu polega na tym, że produkcja jest ciągniona od zamówie-nia klienta. Uruchomienie produkcji jest w tym przypadku odpowiedzią na zapotrzebo-wanie zgłoszone przez odbiorcę, a nie wynikiem realizacji planów produkcyjnych opar-tych na prognozowanym popycie, co zasadniczo różni system pull od systemu push. Zgodnie z zasadą systemu pull zakup wyrobu przez klienta oznacza, że wyszedł on z magazynu i musi zostać zastąpiony przez nowo wyprodukowany wyrób. Informacja ta przechodzi kolejno od magazynu finalnego przez poszczególne stanowiska aż do pierw-szego stanowiska produkcyjnego. Przepływ materiałów i półproduktów oraz podjęcie działalności produkcyjnej na danym stanowisku następuje dopiero w momencie gdy został wyczerpany bufor zapasów wytworzonych na tym stanowisku. W ten sposób ma miejsce zasysanie materiałów z poprzedniego stanowiska oraz produkcja jedynie tego co zostało zassane, dlatego też system ten jest określany mianem systemu ssącego.
Zaletą systemu pull jest wytwarzanie produktów w ilości pozwalającej na zaspokojenie bieżących potrzeb klienta, bez konieczności gromadzenia zapasów celem zaspokojenia prognozowanego popytu. Można zatem powiedzieć, że system ten opiera się na produ-kowaniu tego co zostało już formalnie sprzedane (rysunek 2). Zastosowanie tego syste-mu ma pozytywny wpływ na alokację zarówno zasobów materiałowych jak i finanso-wych poprzez umożliwienie kontroli ilości materiałów i półfabrykatów, a także zapo-bieganie występowaniu nadprodukcji poszczególnych elementów wyrobu finalnego i tym samym zbędnemu zamrażaniu środków finansowych. Niemniej jednak warunkiem efektywnego funkcjonowania tego systemu jest sprawny przepływ informacji, elastycz-ność oraz koordynacja stanowisk produkcyjnych, gdyż każde opóźnienie w przepływie informacji powoduje wydłużenie czasu dostawy [11].
PRODUCENT KLIENT WYRÓB
42 Arkadiusz Gola, Anna Korzan
Rys. 2. Schemat systemu ssącego
Wśród systemów pull można wyróżnić takie systemy jak [2, 8]:
• Kanban,
• CONWIP,
• OPT,
• LOC,
• DBR,
• I/O,
• POLCA.
W odróżnieniu od systemu produkcyjnego typu push, system produkcyjny typu pull
doskonale sprawdza się w przedsiębiorstwach wytwarzających produkty o zmiennym
popycie. Ze względu na to, że zapotrzebowanie na dany wyrób staje się zapłonem do
uruchomienia produkcji, jest stosowany w przypadku takich środowisk produkcyjnych
jak produkcja na zamówienie, konstrukcja na zamówienie czy montaż na zamówienie.
Systemy ssące można wprowadzać bez względu na skalę produkcji.
3. System produkcyjny kanban
Klasycznym przykładem ssącego systemu sterowania produkcją jest kanban. Etymolo-
gia słowa kanban wywodzi się języka japońskiego, gdzie w wolnym tłumaczeniu ozna-
cza ono kartkę. Technika kanban jest ściśle związana z systemem produkcyjnym Toyoty
(TPS), który rozwijał się szczególnie po II wojnie światowej. Wdrożenie tej techniki
przypisuje się jednemu z dyrektorów Toyota Motor Company, Taiichi Ohno, celem
kontrolowania procesu produkcyjnego oraz jako narzędzie służące implementacji sys-
temu just in time [4].
Niekonwencjonalne wówczas podejście Toyoty przejawiało się przede wszystkim
w dostosowaniu procesu produkcyjnego do występującego popytu, a nie tylko na bez-
pośredniej koncentracji na wykorzystaniu zdolności produkcyjnych bez względu na
koszt utrzymywania magazynów. W efekcie w przedsiębiorstwach Toyoty zapasy ma-
gazynowe części, jak również gotowych samochodów były utrzymywane na niskim
poziomie, a partie produkcyjne charakteryzowały się niewielkimi rozmiarami. System
produkcyjny Toyoty był zatem niezwykle elastyczny, co umożliwiało szybkie reagowa-
nie na zmieniające się potrzeby rynku. W ramach tego systemu wypracowane zostały
różnorodne techniki i narzędzia sterowania produkcją jak między innymi kaizen, kan-
ban, jidoka, poka-yoke, które pozwalają na redukcję kosztów, poprawę efektywności
produkcji oraz mają pozytywny wpływ na jakość wytwarzanych wyrobów. System
produkcyjny Toyoty jest też uważany za prekursora koncepcji lean manufacturing [2].
PRODUCENT KLIENT WYRÓB
ZAPOTRZEBOWANIE
Rys. 2. Schemat systemu ssącego
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją… 43
Wdrożony po raz pierwszy w fabryce Toyoty system kanban był „systemem organizacji
dostaw części, półfabrykatów, materiałów do produkcji w momencie faktycznego zapo-
trzebowania na te elementy” [7]. System ten był inspirowany koncepcją funkcjonowa-
nia supermarketu, gdzie klienci kupują towary znajdujące się obecnie na półkach, a gdy
zostaną one wykupione, półki są uzupełniane taką samą ilością nowych towarów [6].
Zgodnie z założeniami systemu kanban analogicznie funkcjonuje proces produkcyjny.
Wyroby gotowe, czy też poszczególne ich składniki wytwarzane są jedynie w momen-
cie gdy pojawia się zapotrzebowanie na nie. Jeżeli brak jest zapotrzebowania na po-
szczególne wyroby skutkuje to zaprzestaniem produkcji tych wyrobów i tym samym
wstrzymaniem operacji na stanowiskach roboczych. Zatrzymanie produkcji nie powo-
duje jednak zupełnej bezczynności pracowników, gdyż wówczas skupiają się na przy-
kład na rozwiązywaniu problemów organizacyjnych, jak występowanie wąskich gardeł
produkcyjnych, czy też podejmują próby skracania czasu przezbrojeń, zajmują się po-
rządkowaniem stanowisk roboczych lub pracą w kołach jakości [9].
Jak wspomniano wcześniej kanban jest techniką wspomagającą funkcjonowanie syste-
mu just in time. Podstawowym jej elementem są karty kanban, służące do sterowania
zarówno czasem jak i ilością przepływu materiałów oraz części. Karty te krążą między
magazynem materiałów, stanowiskami produkcyjnymi oraz magazynem wyrobów go-
towych. Wyróżnić można dwa główne rodzaje kart kanban funkcjonujących w obiegu –
karty produkcji (rysunek 3) oraz karty przepływu (pobrania) (rysunek 4). W systemie
produkcji „dokładnie na czas” charakterystyczne jest też stosowanie specjalnych konte-
nerów, służących do transportu części z jednego stanowiska produkcyjnego na kolejne,
których pojemność warunkuje wielkość partii produkcyjnej jaka może zostać wytwo-
rzona. Kontenerami mogą być między innymi skrzynie, kosze, pudełka, pojemniki,
palety, a także wózki i wagoniki.
Rys. 3. Karta kanban produkcji [10]
Karty kanban produkcji są zleceniem produkcyjnym na wytworzenie określonej liczby
wyrobów. Otrzymanie tej karty jest równoznaczne z upoważnieniem do obróbki jedne-
go kontenera danych części na stanowisku roboczym. W dalszej kolejności kontener ten
ma być przekazany na kolejne stanowisko robocze w zamian za kartę kanban przepły-
wu, zwaną również kartą pobrania, która stanowi dokument potwierdzający pobranie
kontenera z poprzedniego stanowiska produkcyjnego. Karta ta, określana także jako
karta materiałowa lub logistyczna, jest upoważnieniem do przekazania kontenera zawie-
rającego określoną ilość części ze stanowiska na którym zostały one wytworzone, do
stanowiska na którym powinny zostać zużyte [12]. Na kartach kanban jest wyszczegól-
niony numer indeksu karty, a także często znajdują się takie informacje jak identyfikator
referencji materiałowej, pojemność kontenera, czyli ilość komponentów, jakie mogą się
Miejsce pobrania Miejsce zdania Etap produkcji
Nazwa materiału
Numer materiału
Wyrób gotowy
44 Arkadiusz Gola, Anna Korzan
w nim znajdować oraz wskazane stanowiska lub wydziały między którymi następuje
przepływ kart i części.
Rys. 4. Karta kanban przepływu [10]
Liczbie kart kanban produkcji odpowiada ta sama liczba kart kanban przepływu i tym
samym liczba kontenerów znajdujących się w obiegu. Można ją określić w następujący
sposób:
( )( )
c
rttdk
dp ++=
1 (1)
gdzie:
k – liczba kart kanban = liczba kontenerów,
d – średnie zapotrzebowanie na dany wyrób na jednostkę czasu,
tp – czas produkcji, wykorzystania części znajdujących się w kontenerze,
td – czas dodatkowy (związany z napełnieniem kontenera, przemieszczeniem
go od dostawcy do odbiorcy, opróżnieniem i powrotem do dostawcy),
r – poziom rezerwy,
c – pojemność kontenera.
Klasyczny obieg kart kanban przedstawia się w następujący sposób. W momencie po-
jawienia się zapotrzebowania na danym stanowisku produkcyjnym na określony wyrób,
opróżniony kontener wraz z kartą przepływu zostaje skierowany do magazynu znajdu-
jącego się za stanowiskiem wytwarzającym ten wyrób. Należy wspomnieć, że między
każdą parą stanowisk, na których dokonywane są kolejne operacje, znajdują się maga-
zyny z kontenerami zawierającymi części wytworzone w wyniku wcześniejszych ope-
racji. W momencie gdy pusty kontener dotrze do magazynu wyrobów wytwarzanych
w ramach wcześniejszych operacji, następuje zamiana kart produkcji i kart przepływu.
Z pełnego kontenera zostaje zdjęta karta produkcji i zostaje na nim umieszczona karta
przepływu. Z kolei karta przepływu zostaje ściągnięta z tego pustego kontenera i zostaje
zastąpiona kartą produkcji. Pełny kontener wraz z umieszczoną na nim kartą przepływu
jest transportowany na stanowisko, które zgłaszało zapotrzebowanie na znajdujące się
w nim części. Natomiast pusty kontener wraz z kartą produkcji trafia na wcześniejsze
stanowisko produkcyjne i stanowi sygnał do rozpoczęcia produkcji kolejnej partii czę-
ści. Jeżeli na danym stanowisku brakuje części umożliwiających wytworzenie wyrobów
zamówionych przez kolejne stanowisko, wówczas ponownie wystawiana jest karta
kanban w celu uzupełnienia kontenera i w ten sposób proces przebiega w dół linii pro-
dukcyjnej, aż do magazynu surowców (rysunek 5). W ten sposób wszystkie stanowiska
Miejsce pobrania Miejsce zdania Etap poprzedzający
Nazwa materiału
Numer materiału
Wyrób gotowy
Pojemność pojemnika Rodzaj Liczba pojemników
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją… 45
wraz ze znajdującymi się między nimi buforami magazynowymi tworzą tak zwane
ogniwa łańcucha produkcyjnego [17].
Rys. 5. Przepływ kart kanban [17]
Istnieje wiele odmian funkcjonowania systemu kanban. Stosowane są między innymi
rozwiązania wykorzystujące tylko jedną kartę kanban, a także wykorzystujące więcej
niż dwie karty. W przypadku stosowania tylko jednego rodzaju kart kanban, w momen-
cie opróżnienia kontenera, karta jest z niego zdejmowana i umieszczona na tablicy kan-
ban, stanowiąc sygnał do produkcji brakującej partii części. Istotne jest to, że kolejność
ułożenia kart na tablicy determinuje kolejność wytwarzania wyrobów. Kiedy partia
części jest już gotowa, wówczas umieszcza się ją w kontenerze wraz z kartą kanban
i wysyła na stanowisko, na którym jest ona niezbędna do dalszej produkcji wyrobu.
System kanban operuje niekiedy także kartami ekspres, awaryjnymi, transportowymi,
czy też kartami dostawy. Karty kanban ekspres, określane niekiedy również jako karty
sygnału, wykorzystywane są w przypadkach gdy pojawiają się niespodziewane braki
części i konieczne jest natychmiastowe wszczęcie ich produkcji. Karty awaryjne stoso-
wane w nagłych przypadkach, kiedy dochodzi do zmiany warunków produkcji, na
przykład zmiany ilości produkowanych części lub gdy istnieje konieczność nagłego
zasygnalizowania pojawienia się wadliwych wyrobów czy nieprawidłowości funkcjo-
nowania maszyn. Niekiedy także stosuje się karty, które można określić mianem „kart
transportowych” (trough kanban), które stanowią połączenie kart przepływu oraz kart
produkcji. Gdy kolejne stanowiska produkcyjne zlokalizowane są obok siebie nie ma
potrzeby zamieniania tych dwóch typu kart i używa się wówczas tylko jednej karty
w celu skrócenia czasu trwania procesu. Można spotkać również tak zwane karty do-
stawy, które pochodzą od dostawców zewnętrznych i są dołączane do pochodzących od
nich materiałów [3].
Chociaż system kanban może być dostosowywany do warunków panujących w przed-
siębiorstwie poprzez wykorzystywanie różnorodnych technik sterowania przepływem kon-
tenerów, to należy pamiętać, że powinny być jednak zachowane pewne standardy, będące
przesłankami jego efektywności. Przede wszystkim do jednego kontenera powinna być
dołączona w danym czasie tylko jedna karta. Dołączenie więcej niż jednej karty powoduje
bowiem zamieszanie informacyjne. Ponadto należy pamiętać, że system kanban jest syste-
mem ssącym, którego specyfika opiera się na produkcji elementów zgodnie z występującym
zapotrzebowaniem, a zatem nie należy niczego produkować bez karty kanban a także
w innych ilościach niż jest to wskazane na karcie kanban. Wytwarzanie poszczególnych
46 Arkadiusz Gola, Anna Korzan
komponentów powinno przebiegać z zasadą FIFO, czyli w pierwszej kolejności powinno
być produkowane to, na co najwcześniej zgłoszono zapotrzebowanie [12].
W efekcie właściwe wdrożenie systemu kanban gwarantuje eliminacje strat, określa-
nych jako muda, i tym samym spełnienie tak zwanej zasady „siedem razy zero”, czyli
zero braków, zapasów, bezczynności, zbędnych operacji technologicznych, zbędnych
przemieszczeń, kolejek i zero opóźnień [2]. Wszystko to możliwe dzięki zastosowaniu
względnie prostego rozwiązania jakim są karty kanban. Ich ilość znajdująca się w obie-
gu wykazuje dodatnią korelację z poziomem zapasów produkcji w toku, co ułatwia
kontrolę stanu zapasów znajdujących się w magazynach. Dzięki temu możliwe jest
wyeliminowanie zbędnych czynności związanych z produkcją czy transportem części,
które w efekcie prowadzą do generowania zapasów i tworzenia się kolejek, a co za tym
idzie kosztów związanych z utrzymaniem magazynów. Zastosowanie mechanizmu
w postaci obiegu kart kanban umożliwia natychmiastowe sygnalizowanie szeroko ro-
zumianych potrzeb materiałowych i zapobiega występowaniu długoterminowych bra-
ków części, które prowadzą do opóźnień w produkcji i bezczynności pracowników
oczekujących na materiały.
W systemie kanban charakterystyczne jest, że poszczególnym stanowiskom produkcyj-
nym nie narzuca się z góry określonego harmonogramu pracy, lecz harmonogram tych
stanowisk jest tworzony z zestawienia kart kanban produkcji. Harmonogram montażu
ciągnie więc cały system produkcyjny, wpływając na harmonogramy poszczególnych
stanowisk. Zastosowanie systemu kanban umożliwia więc utworzenie autonomicznego
systemu planowania produkcji i podziału zadań, sterowanego bezpośrednio zdarzeniami
występującymi podczas produkcji.
4. Alternatywne rozwiązania w ramach systemu kanban.
Elementy komputerowo wspomaganego procesu
sterowania produkcją.
W ramach systemu kanban do sterowania przepływem materiałowym oprócz kart kan-
ban mogą zostać wykorzystane różne techniki wizualizacji. Często przedsiębiorstwa
w celu przekazywania sygnałów posługują się kolorowymi piłeczkami, żetonami, liczy-
dłami, flagami, oznaczeniami na podłodze, czy sygnałami świetlnymi i dźwiękowymi.
Przykładowo piłeczki golfowe były stosowane między innymi w fabryce silników Ka-
wasaki. W przypadku gdy obserwowano zapas graniczny danego zestawu części, wrzu-
cano piłeczkę, która toczyła się specjalnym kanałem docierając do stanowiska wyko-
nawczego informując w ten sposób o konieczności rozpoczęcia produkcji. Natomiast
w fabryce sprzętu komputerowego w Minneapolis posługiwano się czerwonymi oraz
niebieskimi żetonami oraz liczydłami. W tym rozwiązaniu koraliki symbolizowały
poszczególne zestawy części. Jeżeli obserwowano, że zasoby części wkrótce zostaną
wyczerpane, a są niezbędne do dalszej produkcji sygnalizowano to niebieskim żetonem,
jeśli natomiast stan części był wystarczający – czerwonym. Niektóre przedsiębiorstwa
zamiast stosowania kart kanban po prostu wyznaczają miejsca do przechowywania
określonej liczby części – na podłodze hali produkcyjnej, w magazynie, regale, na półce
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją… 47
czy na stole montażowym. Wolne miejsce stanowi wówczas sygnał, że ich uzupełnianie
jest dozwolone. Powszechnie stosowane są także flagi czy sygnały świetlne i dźwięko-
we. W momencie pojawienia się zapotrzebowania na danym stanowisku produkcyjnym
wywiesza się przy nim flagę lub zapala światło często w połączeniu z sygnałem dźwię-
kowym. Niekiedy sygnały świetlne wykorzystywane są w ramach zdalnego systemu
sterowania produkcją. Rozwiązanie to polega na tym, że w podajniku maszyny odbiera-
jącej montuje się lampki kontrolne, które zapalają się w momencie gdy występuje wy-
starczająca ilość części do wykonywania następnych operacji i następuje zatrzymanie
maszyny znajdującej się na stanowisku dostarczającym te części. Jeśli zostanie zużyta
graniczna liczba części wówczas lampka gaśnie i zostaje uruchomiona maszyna wytwa-
rzająca te części [14].
Nie sposób jest wspomnieć o wszystkich technikach stosowanych w ramach systemu
kanban, ale warto zwrócić uwagę na jeszcze jedną z nich. Mianowicie bardzo po-
wszechne jest umieszczanie na tradycyjnych kartach kanban kodu kreskowego, lub
zastępowanie kart naklejkami z kodem umieszczonym na kontenerach z częściami
(rys. 6). W kodzie kreskowym są zawarte informacje między innymi takie jak rodzaj
elementu, numer partii produkcyjnej, jej wielkość oraz miejsce produkcji i miejsce
zużycia. Rozkodowanie tych informacji jest możliwe przy użyciu specjalnego czytnika.
Informacje te gromadzone są w systemie komputerowym, który umożliwia ich szybki
przepływ na każdym etapie procesu produkcji. Zastosowanie tego typu rozwiązań po-
zwala zatem na szybką identyfikację potrzeb materiałowych, a także ewidencjonowanie
historii produkcji oraz monitoring przepływu materiałów i rejestracji zdarzeń produk-
cyjnych, co nie zawsze jest możliwe przy zastosowaniu tradycyjnych rozwiązań. Do-
datkową zaletą jest eliminacja sytuacji takich jak zgubienie czy zaginięcie karty, a także
szybkie odnalezienie kontenerów, gdy zdarzyłoby się ich zaginięcie.
Jak widać system kanban, który przyczynił się do usprawnienia procesu produkcyjnego
wielokrotnie sam został poddawany usprawnieniom. Rozwój automatyzacji i informaty-
zacji, który stał się obecny niemal w każdej dziedzinie, miał również znaczący wpływ
na ewolucje tego systemu. W przedsiębiorstwach obok układów automatyki kierowa-
nych sterownikami PLC, zaczęto także wykorzystywać oprogramowanie komputerowe.
Współcześnie coraz częściej używa się terminu elektroniczny kanban (e-kanban). Wy-
korzystanie wspominanych kodów kreskowych jest klasycznym przykładem tak zwane-
go elektronicznego kanban, czyli techniki wykorzystującej możliwości technologii
informacyjnej w celu usprawnienia komunikacji w całym łańcuchu dostaw, a co za tym
idzie bardziej efektywnego sterowania przepływem informacyjnym oraz materiałowym.
Dzięki czytnikom kodu kreskowego wyposażonym w interfejs, możliwe jest natychmiasto-
we wysyłanie sygnałów o kończących się zasobach niezbędne do dalszej produkcji.
Coraz częściej dochodzi także do łączenia metodologii kanban z systemami z grupy
MRP, najczęściej MRP II i ERP, umożliwiającymi planowanie potrzeb materiałowych,
które wspomagają działanie systemów tłoczących. Początkowo integracja tych dwóch
systemów może wydawać się paradoksalna, jednak de facto systemy MRP umożliwiają
sprawniejsze funkcjonowanie systemu kanban. Chociaż często jako przewagę systemów
ssących oraz wspierającego ich funkcjonowanie systemu kanban wskazuje się produ-
kowanie tego, co jest w danej chwili potrzebne i tym samym negowanie potrzeby spo-
48
rządzania zbędnych planów, to niekiedy może okazać się że planowanie przynosi wiele
korzyści i jest zaletą a
dzie do tworzenia szczegółowych planów produkcji, które z kolei wspomagają zarz
dzanie ilością kart
popytu za pomocą prognoz lub na podstaw
Dzięki temu tworzone jest tyle kart
w danym okresie. Identyfikacja potrzeb produkcyjnych, ułatwiona dzięki zastosowaniu
systemów MRP umożliwia także wyznaczanie zapasów bez
ganie występowaniu
tym idzie kolejkowaniu zapasów. Przykładowo predykcja dużej liczby zamówień p
zwala na taką organizację systemu produkcyjnego, aby ich realizacja była
w nadgodzinach.
Ponadto na podstawie gromadzonych i przetwarzanych przez systemy MRP danych
statystycznych, obejmujących na przykład dane technologiczne czy dostępny czas pracy
możliwe jest wyznaczanie parametrów opisujących proces produkcyjny ta
cyklu, czas taktu, czas przezbrojeń, czas dokonywania przeglądów technicznych m
szyn, co zapobiega występowaniu przestojów wynikających z tego powodu. Systemy te
dają możliwość tworzenia harmonogramu i ustalenie takiej kolejności wykonywanych
operacji aby możliwe było jak najrzadsze dokonywanie przezbrojeń, a więc są narz
dziem zarządzania długością cyklu produkcyjnego.
Rys. 6. Przykład karty kanban z umieszczonym kodem kreskowym [15]
Systemy MRP pozwalają także na zarządzanie obsługą kart ka
nie i drukowanie kart, śledzenie transakcji z udziałem tych kart, automatyczne tworz
nie dokumentacji obrotowej, zwłaszcza dokumentacji pobrań materiałowych, przekazu
materiałów na magazyn, a także symulowanie i analizowanie poziomu za
Arkadiusz Gola, Anna Korzan
rządzania zbędnych planów, to niekiedy może okazać się że planowanie przynosi wiele
korzyści i jest zaletą a nie wadą systemu. Przykładowo systemy MRP stanowią narz
dzie do tworzenia szczegółowych planów produkcji, które z kolei wspomagają zarz
dzanie ilością kart kanban w obiegu. Systemy te pozwalają na estymację wielkości
popytu za pomocą prognoz lub na podstawie wcześniejszych danych transakcyjnych.
Dzięki temu tworzone jest tyle kart kanban, ile wynika z planu zapotrzebowania
danym okresie. Identyfikacja potrzeb produkcyjnych, ułatwiona dzięki zastosowaniu
systemów MRP umożliwia także wyznaczanie zapasów bezpieczeństwa oraz zapobi
ganie występowaniu przeciążeń wynikających z wąskich gardeł produkcyjnych i co za
tym idzie kolejkowaniu zapasów. Przykładowo predykcja dużej liczby zamówień p
zwala na taką organizację systemu produkcyjnego, aby ich realizacja była
Ponadto na podstawie gromadzonych i przetwarzanych przez systemy MRP danych
statystycznych, obejmujących na przykład dane technologiczne czy dostępny czas pracy
możliwe jest wyznaczanie parametrów opisujących proces produkcyjny ta
cyklu, czas taktu, czas przezbrojeń, czas dokonywania przeglądów technicznych m
szyn, co zapobiega występowaniu przestojów wynikających z tego powodu. Systemy te
dają możliwość tworzenia harmonogramu i ustalenie takiej kolejności wykonywanych
operacji aby możliwe było jak najrzadsze dokonywanie przezbrojeń, a więc są narz
dziem zarządzania długością cyklu produkcyjnego.
Rys. 6. Przykład karty kanban z umieszczonym kodem kreskowym [15]
Systemy MRP pozwalają także na zarządzanie obsługą kart kanban poprzez generow
nie i drukowanie kart, śledzenie transakcji z udziałem tych kart, automatyczne tworz
nie dokumentacji obrotowej, zwłaszcza dokumentacji pobrań materiałowych, przekazu
materiałów na magazyn, a także symulowanie i analizowanie poziomu za
rządzania zbędnych planów, to niekiedy może okazać się że planowanie przynosi wiele
nie wadą systemu. Przykładowo systemy MRP stanowią narzę-
dzie do tworzenia szczegółowych planów produkcji, które z kolei wspomagają zarzą-
w obiegu. Systemy te pozwalają na estymację wielkości
ie wcześniejszych danych transakcyjnych.
, ile wynika z planu zapotrzebowania
danym okresie. Identyfikacja potrzeb produkcyjnych, ułatwiona dzięki zastosowaniu
pieczeństwa oraz zapobie-
przeciążeń wynikających z wąskich gardeł produkcyjnych i co za
tym idzie kolejkowaniu zapasów. Przykładowo predykcja dużej liczby zamówień po-
zwala na taką organizację systemu produkcyjnego, aby ich realizacja była możliwa
Ponadto na podstawie gromadzonych i przetwarzanych przez systemy MRP danych
statystycznych, obejmujących na przykład dane technologiczne czy dostępny czas pracy
możliwe jest wyznaczanie parametrów opisujących proces produkcyjny takich jak czas
cyklu, czas taktu, czas przezbrojeń, czas dokonywania przeglądów technicznych ma-
szyn, co zapobiega występowaniu przestojów wynikających z tego powodu. Systemy te
dają możliwość tworzenia harmonogramu i ustalenie takiej kolejności wykonywanych
operacji aby możliwe było jak najrzadsze dokonywanie przezbrojeń, a więc są narzę-
nban poprzez generowa-
nie i drukowanie kart, śledzenie transakcji z udziałem tych kart, automatyczne tworze-
nie dokumentacji obrotowej, zwłaszcza dokumentacji pobrań materiałowych, przekazu
materiałów na magazyn, a także symulowanie i analizowanie poziomu zapasów, które
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją…
mogą być odłożone (
na zebranie w jednym miejscu wszystkich informacji o kartach
było niemożliwe przy zastosowaniu tradycyjnych rozwiązań. Takie rozwiązania umo
liwiają prowadzenie bardzo szczegółowej ewidencji przepływu materiałów oraz kart
kanban, z dokładnym wskazaniem miejsca, czasu, a także pracownika który był odp
wiedzialny za wyszczególnione czynności. Zastosowanie systemów wizualizacyjnych,
w postaci ekranów w magazynach i przy stanowiskach pracy dostarcza pracownikom
natychmiastowych informacji jakie elementy powinny zostać pobrane, zużyte, czy prz
sunięte. Ponadto kadra menadżerska
wszystkich kart kanban
zanie lokalizacji karty
w którym wystąpiły braki oraz umożliwia szybkie podjęcie działań korygujących.
Rys. 7. Wgląd w karty kanban w systemie
Implementacja systemów MRP w ramach systemu ssącego usprawnia także kontakty
z dostawcami. Niekiedy stosowanie systemów ssących w czystej postaci, czyli doko
nywanie zamówień dopiero w momencie wystąpienia zapotrzebowania jest niemożliwe.
Dzieje się tak w sytuacjach, gdy sieci zaopatrzeniowe, dostarczające surowce oraz cz
ści, obligatoryjnie wymagają takich planów, w celu ustalenia harmonogramu dostaw.
W takich przypadkach zastosowanie systemów MRP znacznie ułatwia sporządzanie
długoterminowych planów
przykład system QAD, mają możliwość tak zwanego wyjścia na zewnątrz. Oznacza to,
że poprzez zastosowanie właściwych aplikacji dostawcy mają możliwość wglądu
w system produkcyjny, śledzenia obiegu kart
kacji potrzeb materiałowych. Dostawcy zewnętrzni mają także możliwość drukowania
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją…
mogą być odłożone (rysunki 7 i 8). Zastosowanie systemów informatycznych pozwala
na zebranie w jednym miejscu wszystkich informacji o kartach kanban
możliwe przy zastosowaniu tradycyjnych rozwiązań. Takie rozwiązania umo
liwiają prowadzenie bardzo szczegółowej ewidencji przepływu materiałów oraz kart
dokładnym wskazaniem miejsca, czasu, a także pracownika który był odp
wiedzialny za wyszczególnione czynności. Zastosowanie systemów wizualizacyjnych,
anów w magazynach i przy stanowiskach pracy dostarcza pracownikom
natychmiastowych informacji jakie elementy powinny zostać pobrane, zużyte, czy prz
sunięte. Ponadto kadra menadżerska ma również możliwość śledzenia cyklu życia
kanban. Niesie to ogromne zalety między innymi pozwalając na wsk
zanie lokalizacji karty kanban i pojemnika z materiałami czy identyfikację
którym wystąpiły braki oraz umożliwia szybkie podjęcie działań korygujących.
d w karty kanban w systemie QAD
Implementacja systemów MRP w ramach systemu ssącego usprawnia także kontakty
dostawcami. Niekiedy stosowanie systemów ssących w czystej postaci, czyli doko
nywanie zamówień dopiero w momencie wystąpienia zapotrzebowania jest niemożliwe.
ak w sytuacjach, gdy sieci zaopatrzeniowe, dostarczające surowce oraz cz
obligatoryjnie wymagają takich planów, w celu ustalenia harmonogramu dostaw.
takich przypadkach zastosowanie systemów MRP znacznie ułatwia sporządzanie
długoterminowych planów produkcyjnych. Niektóre systemy z grupy MRP, jak na
przykład system QAD, mają możliwość tak zwanego wyjścia na zewnątrz. Oznacza to,
że poprzez zastosowanie właściwych aplikacji dostawcy mają możliwość wglądu
system produkcyjny, śledzenia obiegu kart kanban, wglądu w te karty oraz identyf
kacji potrzeb materiałowych. Dostawcy zewnętrzni mają także możliwość drukowania
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją… 49
). Zastosowanie systemów informatycznych pozwala
kanban, co w praktyce
możliwe przy zastosowaniu tradycyjnych rozwiązań. Takie rozwiązania umoż-
liwiają prowadzenie bardzo szczegółowej ewidencji przepływu materiałów oraz kart
dokładnym wskazaniem miejsca, czasu, a także pracownika który był odpo-
wiedzialny za wyszczególnione czynności. Zastosowanie systemów wizualizacyjnych,
anów w magazynach i przy stanowiskach pracy dostarcza pracownikom
natychmiastowych informacji jakie elementy powinny zostać pobrane, zużyte, czy prze-
ma również możliwość śledzenia cyklu życia
dzy innymi pozwalając na wska-
z materiałami czy identyfikację miejsca,
którym wystąpiły braki oraz umożliwia szybkie podjęcie działań korygujących.
Implementacja systemów MRP w ramach systemu ssącego usprawnia także kontakty
dostawcami. Niekiedy stosowanie systemów ssących w czystej postaci, czyli doko-
nywanie zamówień dopiero w momencie wystąpienia zapotrzebowania jest niemożliwe.
ak w sytuacjach, gdy sieci zaopatrzeniowe, dostarczające surowce oraz czę-
obligatoryjnie wymagają takich planów, w celu ustalenia harmonogramu dostaw.
takich przypadkach zastosowanie systemów MRP znacznie ułatwia sporządzanie
produkcyjnych. Niektóre systemy z grupy MRP, jak na
przykład system QAD, mają możliwość tak zwanego wyjścia na zewnątrz. Oznacza to,
że poprzez zastosowanie właściwych aplikacji dostawcy mają możliwość wglądu
, wglądu w te karty oraz identyfi-
kacji potrzeb materiałowych. Dostawcy zewnętrzni mają także możliwość drukowania
50
kart kanban, które umieszczają na wysyłanych opakowaniach, czego zaletą jest szybkie
rozpoznawanie dostaw przy przyjęciu.
Rys. 8. Tworzenie wydruku etykiety na produkt do o
zastosowaniu systemu HDF [14]
5. Wnioski
Biorąc pod uwagę aktualn
stanowić podstawową formę dla realizacji procesu wytwarzania. Tym samym
jest ciągłe poszukiwanie rozwiązań zwiększających efektywność sterowania produkcją
w systemach ssących. Przykładem ewolucji tego typu koncepcji jest rozwój systemu
sterowania produkcją oparty na kartach
wyłącznie na kartkach papieru, zastępowanych dalej przez sygnały wizualne, by wres
cie dać fundament do opracowania systemów komputerowych wykorzystujących ideę
kart kanban.
Jak wynika z przeprowadzonych w treści pracy analiz, wykorzystywanie elementów
komputerowego wspomagania sterowania produkcją w ramach systemu
la na wykorzystanie jego szerszych możliwości oraz niewątpliwie zwiększa jego efe
tywność, niemniej jednak czyni go bardziej skomplikowanym. Pada zatem pytanie, czy
przedsiębiorstwa zainteresowane wykorzystaniem tej japońskiej techniki do procesu
sterowania produkcją powinny dokonywać usprawnień małymi krokami i początkowo
korzystać z tradycyjnego, tak zwanego ręcznego kartkowego systemu? Odpowiedź
brzmi nie, nie jest to konieczne.
zalet, które niesie zastosowanie rozwiąz
się na pozostanie przy tradycyjnych rozw
wielu korzyści płynących z zastosowan
sze koszty wdrożenia i eksploatacji w stosunku do systemu kartkowego.
Arkadiusz Gola, Anna Korzan
, które umieszczają na wysyłanych opakowaniach, czego zaletą jest szybkie
rozpoznawanie dostaw przy przyjęciu.
e wydruku etykiety na produkt do oznaczania pojemników dzięki
sowaniu systemu HDF [14]
Biorąc pod uwagę aktualne trendy na rynku, wydaje się, że systemy typu ssącego będą
stanowić podstawową formę dla realizacji procesu wytwarzania. Tym samym
jest ciągłe poszukiwanie rozwiązań zwiększających efektywność sterowania produkcją
w systemach ssących. Przykładem ewolucji tego typu koncepcji jest rozwój systemu
sterowania produkcją oparty na kartach kanban, które w pierwszej fazie oparte były
wyłącznie na kartkach papieru, zastępowanych dalej przez sygnały wizualne, by wres
cie dać fundament do opracowania systemów komputerowych wykorzystujących ideę
Jak wynika z przeprowadzonych w treści pracy analiz, wykorzystywanie elementów
mputerowego wspomagania sterowania produkcją w ramach systemu
la na wykorzystanie jego szerszych możliwości oraz niewątpliwie zwiększa jego efe
tywność, niemniej jednak czyni go bardziej skomplikowanym. Pada zatem pytanie, czy
zainteresowane wykorzystaniem tej japońskiej techniki do procesu
sterowania produkcją powinny dokonywać usprawnień małymi krokami i początkowo
korzystać z tradycyjnego, tak zwanego ręcznego kartkowego systemu? Odpowiedź
brzmi nie, nie jest to konieczne. Jednakże mimo braku takiej konieczności oraz wielu
zalet, które niesie zastosowanie rozwiązań informatycznych przedsiębior
się na pozostanie przy tradycyjnych rozwiązaniach. Dzieje się tak dlate
wielu korzyści płynących z zastosowania systemów elektronicznych ich wadą są wy
koszty wdrożenia i eksploatacji w stosunku do systemu kartkowego.
, które umieszczają na wysyłanych opakowaniach, czego zaletą jest szybkie
pojemników dzięki
e systemy typu ssącego będą
stanowić podstawową formę dla realizacji procesu wytwarzania. Tym samym niezbędne
jest ciągłe poszukiwanie rozwiązań zwiększających efektywność sterowania produkcją
w systemach ssących. Przykładem ewolucji tego typu koncepcji jest rozwój systemu
, które w pierwszej fazie oparte były
wyłącznie na kartkach papieru, zastępowanych dalej przez sygnały wizualne, by wresz-
cie dać fundament do opracowania systemów komputerowych wykorzystujących ideę
Jak wynika z przeprowadzonych w treści pracy analiz, wykorzystywanie elementów
mputerowego wspomagania sterowania produkcją w ramach systemu kanban pozwa-
la na wykorzystanie jego szerszych możliwości oraz niewątpliwie zwiększa jego efek-
tywność, niemniej jednak czyni go bardziej skomplikowanym. Pada zatem pytanie, czy
zainteresowane wykorzystaniem tej japońskiej techniki do procesu
sterowania produkcją powinny dokonywać usprawnień małymi krokami i początkowo
korzystać z tradycyjnego, tak zwanego ręcznego kartkowego systemu? Odpowiedź
dnakże mimo braku takiej konieczności oraz wielu
ań informatycznych przedsiębiorstwa decydują
iązaniach. Dzieje się tak dlatego, że pomimo
ia systemów elektronicznych ich wadą są wyż-
koszty wdrożenia i eksploatacji w stosunku do systemu kartkowego.
Elementy komputerowo wspomaganego procesu sterowania produkcją… 51
Literatura 1. Bednarz L., Planowanie produkcji, [w:] Zarządzanie Produkcją „Skrypty” AE im.
Oskara Langego we Wrocławiu pod red. Zbigniewa Jasińskiego, Wrocław 1992. 2. Borkowski S., Ulewicz R., Zarządzanie produkcją. Systemy produkcyjne, Oficyna Wy-
dawnicza „Humanitas”, Sosnowiec 2009. 3. Dorf R. C., Kusiak A., Handbook of Design, Manufacturing and Automation, USA
1994. 4. Gross J. M., Kennet R. M., Kanban made simple: demystifying and applying Toyo-ta’s
legendary manufacturing process, New York 2003. 5. Holweg M., Rich N., Managing the Flow of Material Across the Supply Chain, [w:]
The Internet Encyclopedia, Vol 2, Hoboken, John Wiley&Son Inc, New Jersay 2004. 6. Kanban for the shopflor, The Productivity Press Development Team, New York 2002. 7. Martyniak Z. (red.) , Nowoczesne systemy zarządzania produkcją, AGH, Kraków 1996. 8. Moghe E.A., Time Slicing: Effects On Push And Pull Manufacturing Systems, Pune
2002. 9. Muhlemann A.P., Oakland J.S., Lockyer K.G., Zarządzanie produkcja i usługami,
PWN, Warszawa 1999. 10. Sariusz – Wolski Z., Sterowanie zapasami w przedsiębiorstwie, PWE, Warszawa 2000. 11. Słowiński B., Wprowadzenie do logistyki, Wydawnictwo Uczelniane Politechniki Ko-
szalińskiej, Koszalin 2008. 12. Sterowanie produkcją, pod red. Marka Brzezińskiego, Wydawnictwo Politechniki Lu-
belskiej, Lublin 1999. 13. http://erp.info.pl/kanbanmrpii/ [data dostępu 13.06.2011] 14. http://www.hdf.com.pl/product_hdf/page_h_414_675.html 15. http://logistyka.wiedza.diaboli.pl/logistyka---kanban/ [data dostępu 13.06.2011] 16. http://www.totnet.com.pl/ [data dostępu 13.06.2011] 17. http://www.zie.pg.gda.pl/~jcz/kanban.pdf [data dostępu 13.06.2011]
Elements of computer-aided production management process
using kanban cards
Summary Kanban is the name of a Japanese technique that is used for supporting the so-called pull systems the basis of which is production according to the current demand. Kanban cards are the key elements of this technique; those are used for managing of material flow by enabling to signalize the current demand and the necessity to start the production. At this time, computer aid is increasingly used with the kanban technique, some of the advantages being faster information flow and the possibility of monitoring and registering production occurrences, which in turn leads to more effective management of production.
Recommended