Produkcja to coś więcej niż tylko przenoszenie metalu i montaż części. Jest to złożony proces transformacji, który przekształca surowce w gotowe produkty i usługi. W sercu każdego systemu produkcyjnego znajdują się trzy podstawowe zasoby: praca, kapitał i ziemia. Są to czynniki produkcji. Menedżerowie produkcji często dzielą je na „pięć M”: ludzi, maszyny, metody, materiały i pieniądze. Kiedy patrzysz na całość, widzisz fizyczne przepływy materiałów i informacji przemieszczających się przez system. Strumienie te mają ograniczoną moc. Jeśli system nie jest w stanie przetworzyć wymaganej objętości, oczekiwania nie zostaną spełnione.
Ukryte wąskie gardła produkcyjne
Moc to tylko połowa historii. Jakość stanowi sztywny limit wydajności produktu. Aby produkt mógł zostać uznany za udany, musi spełniać obiektywne standardy. Należą do nich wygląd, wydajność, trwałość i łatwość konserwacji. Równie ważna jest terminowość dostaw. Dotyczy to również jakości i dokładności dokumentacji. Kontrolowanie tych zmiennych jest głównym obowiązkiem kierowników produkcji. Konieczne jest zrównoważenie przepływu dóbr fizycznych z przepływem informacji. Papierkowa robota to nie tylko biurokracja. Niesie informację, która utrzymuje fizyczny przepływ we właściwym kierunku. Kiedy kanały informacyjne są zablokowane, fizyczna produkcja zostaje zatrzymana.
Definicja systemu produkcji wsadowej
Istnieją trzy główne typy systemów produkcyjnych: produkcja wsadowa, ciągła i projektowa. System wsadowy charakteryzuje się elastycznością. Wykorzystuje sprzęt ogólnego przeznaczenia do produkcji małych ilości produktów. Każda partia może mieć zupełnie inne specyfikacje od następnej. System tego typu jest często określany jako system produkcji wsadowej. Określona ilość produktu przechodzi w całości przez jeden lub więcej etapów. Cała objętość tworzona jest jednocześnie na koniec cyklu.
Weź pod uwagę specjalne narzędzia lub ciężki sprzęt budowlany. Nie są one tworzone przez niekończące się wątki. Produkowane są partiami. Przetworzona żywność również podlega temu wzorowi. W branży usługowej firmy ubezpieczeniowe wykorzystują systemy wsadowe do rozpatrywania roszczeń ubezpieczeniowych. Każdy przypadek to „partia” z unikalnymi szczegółami. System przetwarza je grupowo, a nie indywidualnie. Takie podejście zapewnia wszechstronność. Poświęca wysoką wydajność systemów ciągłych na rzecz możliwości adaptacji.
Dlaczego elastyczność jest ważniejsza niż objętość
Systemy ciągłe transportują towary w sposób ciągły. Systemy projektowe współpracują z indywidualnymi dużymi projektami. Systemy wsadowe znajdują się pośrodku. Oferują kompromis. Grupując podobne zadania, zyskujesz pewną wydajność. Zachowujesz jednak możliwość zmiany konfiguracji pomiędzy partiami. Jest to ważne w branżach, w których popyt się zmienia lub gdzie wymagane jest dostosowanie.
Kompromis jest oczywisty. Tracisz prędkość masowej produkcji. Zyskujesz umiejętność radzenia sobie ze złożonością. Warsztaty pracy, jak nazywane są również systemy wsadowe, prosperują dzięki tej różnorodności. Nie jest wymagany specjalistyczny sprzęt przeznaczony do jednego celu. Korzystaj z narzędzi umożliwiających przełączanie między zadaniami. Zmniejsza to potrzebę dużych inwestycji kapitałowych w specjalistyczny sprzęt. Wymaga jednak wykwalifikowanych pracowników, którzy potrafią poradzić sobie ze zmianami. Menedżer musi planować ostrożnie. Aby zapewnić akceptowalne wyniki, system musi być monitorowany. Jeśli przepływ danych zostanie zatrzymany, partia zostanie zatrzymana. W przypadku pogorszenia się jakości cała partia może zostać odrzucona.
Rola informacji w produkcji fizycznej
Widoczne są przepływy fizyczne. Widać poruszające się materiały. Strumienie danych są jednak niewidoczne, ale nie mniej istotne. Biorą udział w każdym ruchu fizycznym. Bez dokładnych informacji system staje się zdezorientowany. Przepustowość kanału informacyjnego może stać się wąskim gardłem. Ogranicza zdolność systemu do spełnienia oczekiwań dotyczących wydajności w takim samym stopniu, jak moc fizyczna. Planowanie i kontrola to narzędzia umożliwiające zarządzanie tym procesem. Kierownicy produkcji muszą kontrolować zarówno przepływy materialne, jak i niematerialne.
Weź pod uwagę konsekwencje finansowe. Systemy wsadowe często mają wyższe koszty jednostkowe w porównaniu z systemami ciągłymi. Zmniejszają jednak ryzyko związane z zapasami. Nie mają ogromnych zapasów gotowych produktów. Produkują produkty według zapotrzebowania. Jest to zgodne z zasadami Lean Manufacturing. Minimalizuje to straty. Wymaga to jednak precyzyjnej koordynacji. Błąd w partii może opóźnić cały cykl. System musi być elastyczny. Musi szybko się dostosować.
Jak to pasuje do dzisiejszej branży?
Produkcja seryjna jest wszędzie. Jest obecny w specjalnych substancjach chemicznych zasilających elektronikę. Znajduje się w przetworzonej żywności na półkach. Znajduje się w poszczególnych maszynach używanych w fabrykach. Nawet służby na tym polegają. Roszczenia ubezpieczeniowe, badania lekarskie i sprawy sądowe rozpatrywane są partiami. Każdy przypadek ma unikalne parametry. Nie można ich przetwarzać w sztywnej linii ciągłej. System wsadowy uwzględnia tę różnorodność. Zapewnia strukturę zmienności.
Ale nie jest to pozbawione wad. Przełączanie między partiami może zająć trochę czasu. Określenie różnych specyfikacji wymaga wysiłku. Ten przestój zmniejsza ogólną wydajność. System należy zoptymalizować, aby zminimalizować te przejścia. Planowanie z wyprzedzeniem może być pomocne. Jednakże ze względu na nieodłączny charakter produkcji seryjnej pewne nieefektywności są nieuniknione. To kompromis w zamian za elastyczność.
Pytanie nie brzmi, czy systemy okresowe są lepsze od systemów ciągłych. Pytanie, czy nadają się do konkretnego produktu. W przypadku dużych, standardowych produktów, systemy ciągłe
Mechanizmy ciągłej produkcji
W systemie produkcji procesowej towary przechodzą przez ustaloną sekwencję procesów. W przeciwieństwie do sklepów niestandardowych, gdzie każdy projekt jest wyjątkowy, linie te współpracują z odmianami tego samego podstawowego produktu. Celem jest objętość. Wysoka przepustowość wymaga specjalistycznego sprzętu i ścisłej kontroli procesu. Organizacja ta zmniejsza koszt jednostkowy produkcji. To kompromis: poświęcasz elastyczność na rzecz wydajności.
Pracownicy rzadko oglądają produkt od początku do końca. Zadania podzielone są na mikrosekcje. Każdy pracownik wykonuje małą, powtarzalną funkcję. Taki podział pracy skraca okres szkolenia. Minimalizuje również luki w umiejętnościach wymaganych na każdym stanowisku. Rezultatem jest zoptymalizowany proces, który minimalizuje wąskie gardła.
Systemy ciągłe przekształcają złożoną produkcję w rytmiczne, przewidywalne ćwiczenia w zakresie wydajności masowej.
Gdzie ten model błyszczy najlepiej
Model ten można znaleźć wszędzie we współczesnym życiu. Weźmy fabrykę samochodów. Podwozie porusza się wzdłuż przenośnika. Szczegóły dodawane są w określonej kolejności. Ta sama logika dotyczy silników. Nie chodzi tylko o samochody.
Pomyśl o dziale elektronicznym dowolnego sklepu. Telewizory, pralki, komputery osobiste – wszystko to produkowane jest na linii montażowej. Złożoność komputera PC nie uniemożliwia jego masowej produkcji. Standaryzowane komponenty zapewniają szybki montaż. System zakłada, że popyt będzie stabilny i wysoki. Jeśli linia się zatrzyma, pieniądze wypłyną.
Takie podejście jest równoznaczne z produkcją masową. Tu nie chodzi o rzemiosło. Chodzi o skalę. Sprzęt został zaprojektowany w jednym celu: do przenoszenia produktu. Jeśli zostanie to wykonane prawidłowo, jednostkowy koszt produkcji zostanie znacznie obniżony. To jest główna zaleta. Wymaga to jednak ogromnych inwestycji początkowych w tę wyspecjalizowaną infrastrukturę.
Jednostkowy model produkcyjny
Takie systemy rzadko występują samodzielnie. Na przykład w produkcji elektroniki procesy wsadowe i ciągłe są często łączone. Weźmy układy scalone. Tysiące małych chipów osadza się na dużych płytkach krzemowych w masowej operacji wsadowej. Wymaga to dziesiątek, a czasem setek kroków. Te diagramy milimetrowe są następnie wycinane. Przechodzą na ciągłą linię montażową, gdzie są łączone z innymi komponentami, tworząc końcowe urządzenie.
Ale jest też trzecia kategoria. To jest system projektowania. Znany również jako model jednorazowy.
To tutaj zasoby łączą się, aby osiągnąć jeden unikalny cel. Proces nie jest powtarzany. Budujesz jeden statek. Jeden drapacz chmur. Jeden prototyp samolotu. Albo superkomputer wykonany na zamówienie. Skala jest wyjątkowa. Powtarzalność wynosi zero.
Ta wyjątkowość stanowi szczególne wyzwanie. Standardowe wskaźniki wydajności tutaj nie działają. Nie można zoptymalizować głośności, jeśli głośność wynosi jeden. Dlatego opracowano specjalne metody zarządzania. Ich jedynym zadaniem jest zapobieganie niekontrolowanemu wzrostowi kosztów. Bez ścisłej kontroli nad projektem jednorazowy produkt może łatwo przekroczyć budżet.
„Ze względu na unikalny charakter systemów projektowych opracowano specjalne metody kontroli, aby utrzymać koszty produkcji na akceptowalnym poziomie.”
Jak ocenić niepewność? To jest kluczowy problem. Nie sprzedajesz produktu. Zarządzasz złożonym wydarzeniem, którego nie można powtórzyć. Błąd jest minimalny. Stawka jest duża. A kiedy to się skończy, to się skończy. Żadnego drugiego uruchomienia. Brak zapasów. Płaci się tylko za produkt końcowy.
W przestronnym wnętrzu budynku montażu pojazdów (VAB) w Kennedy Space Center na Florydzie dominuje zawieszony prom kosmiczny Atlantis. To nie tylko przechowywanie. Tutaj miała miejsce najbardziej złożona synteza mechaniczna w historii ludzkości.
Prom stał sam, czekając na swoich towarzyszy. Wkrótce zostanie podłączony do ogromnego zewnętrznego zbiornika paliwa i dwóch silników rakietowych na paliwo stałe. Ten proces montażu jest ostatnim fizycznym krokiem przed przygotowaniem do lotu.
Sam budynek jest gigantyczny. Jest to nadal jeden z największych obiektów w kraju i pierwotnie został zaprojektowany, aby pomieścić rakietę nośną Apollo-Saturn 5 podczas startu. Jego skalę trudno sobie wyobrazić bez spojrzenia na liczby.
VAB ma około 3,7 miliona metrów sześciennych niewykorzystanej powierzchni. Wewnątrz tych ścian znajduje się około 130 milionów stóp sześciennych powietrza. To przemysłowa katedra przeznaczona do przechowywania obiektów ważących tysiące ton, sięgających prosto do gwiazd.
VAB zawiera około 3,7 miliona metrów sześciennych przestrzeni, pierwotnie przeznaczonej dla gigantycznego statku kosmicznego Apollo-Saturn 5.
Kena Thornsleya/NASA
