KANBAN, METODA ŠTÍHLÉ VÝROBY

KANBAN, METODA ŠTÍHLÉ VÝROBY
Růžena Míková
ÚVOD
Nově zveřejněná ekonomická data naznačují, že se do nejvyspělejších ekonomik navrací recese.
Abychom minimalizovali dopady další hospodářské a finanční krize, jejíž následky mohou být daleko
větší než po pádu Lehman Brothers v roce 2008, je nutné nalézt takovou konkurenční výhodu, která
by se stala výhodnou zbraní či zásadním konkurenčním tahem na branku výrobní efektivity. K tomu
musí existovat vhodné podmínky, mezi něž patří i optimální manažerský systém využívající pro
rozhodování včasné a relevantní informace. Dominantní roli zde přebírají především systémy pro
operativní řízení. Pro výrobní organizace poskytují rozhodující informace systémy řízení výroby, které
by měly splňovat rychlou dostupnost řídících informací, udržování nízkých zásob ve výrobním
systému, vysokou flexibilitu a produktivitu a krátké průběžné doby. Pružné systémy dílenského řízení
jsou předpokladem pro efektivní výrobu schopnou rychlé reakce na požadavky zákazníků. Jedním
z konkurenčních tahů charakterizující pružný systém dílenského řízení je i systém Kanban, který
představuje účinnou metodu řízení a monitorování toku materiálu. Tato metoda byla vyvinuta v 50. a
60. letech minulého století japonskou firmou Toyota Motors a zaznamenala expanzi po celém světě.
Můžeme se s ní setkat pod zkratkou TPS (Toyota Production Systems). Kanban nachází využití
především ve strojírenském a automobilovém průmyslu, tedy tam, kde dochází k opakovanému
použití stejných dílů při velkosériové výrobě.
1
LITERÁRNÍ PŘEHLED
Mačát, Sixta (2005) o Kanbanu uvádějí, že tato metoda vychází z následujících principů:
Fungují zde tzv. samořídící regulační okruhy, které tvoří dvojice článků (dodávající a
odebírající) vzájemně propojené na základě „pull principu“ (tažného principu).
Objednacím množstvím zde je obsah jednoho přepravního prostředku, nebo jeho násobků,
plně naplněného vždy konstantním množstvím materiálu.
Dodavatel zde ručí za kvalitu a odběratel má povinnost objednávku vždy převzít.
Kapacity dodavatele a odběratele jsou vyvážené a jejich činnosti jsou synchronní.
Spotřeba materiálu je rovnoměrná bez velkých výkyvů a sortimentních změn.
Dodavatel ani odběratel nevytváří žádné zásoby. [1]
Vaněček (2008) se zabývá srovnáním systému Kanban s počítačovým informačním systémem
určeným pro objednávání a plánování zásob, tzv. MRP (Material Requirements Planning). Oproti MRP
odpadá u Kanbanu centralizované plánování výrobních úkolů na jednotlivá pracoviště. Systém
plánování je nahrazen předáváním karet podle okamžité potřeby pracovišť. Centrum pouze kontroluje
zásoby rozpracované výroby, dodávky finálních výrobků, a to pomocí průběžného vydávání a odběru
karet, které v systému obíhají. V systému MRP každé pracoviště „tlačí“ své výrobky do dalších stupňů
zpracování, i když tyto třeba nestačily zpracovat předchozí dodávku a tak dochází k velké
rozpracovanosti výroby (tzv. tlačný systém, push). Pokud se v systému MRP má realizovat nějaká
změna, je třeba přepracovat celý plán. U systému Kanban jsou potřebné nedokončené výrobky
„vtahovány“ na jednotlivá pracoviště podle jejich skutečné potřeby, nevznikají zásoby nedokončené
výroby, vyrábí se jen to a tolik, kolik je potřeba (tzv. tažný systém, pull).
Vaněček dále definuje hlavní rozdíl mezi MRP a Kanbanem, který spočívá v tom, jak systémy reagují
na operativní změny. U systému MRP je nutné v takovém případě pracné přeplánování a již vyrobené
polotovary zůstávají na skladě. Kanban vyrábí jen to, co je okamžitě nezbytně nutné pro operativní
potřebu zákazníka. [2]
2
METODIKA
Pro svou práci budu čerpat z provozu firmy DURA Automotive CZ, k. s. v Blatné. Tato firma je
součástí americké společnosti DURA Automotive Systems, která patří s ročním obratem 2,5 miliardy
dolarů mezi padesát největších automobilových dodavatelů na světě.
Graf 1: Prodej podle výrobků v závodě DURA BLATNÁ (leden-červenec 2008)
Zdroj: vlastní zpracování dle údajů získaných v DURA Automotive, k. s.
Graf 2: Prodej podle zákazníků v závodě DURA BLATNÁ (leden-červenec 2008)
Zdroj: vlastní zpracování dle údajů získaných v DURA Automotive, k. s.
V závodě Blatná se výrobní program specializuje na produkci dveřních rámů, nosičů modulů řízení,
sloupků a dalších částí karosérií (graf 1) pro automobilky Ford, SEAT, VW, BMW, ŠKODA, AUDI a
PSA (graf 2). Postupem času rozšířila DURA své výrobní provozy i o závod ve Strakonicích, kde se
provádí konečná úprava a montáž kompletů skel a práškové lakování okrasných lišt. V obou závodech
pracuje 1300 zaměstnanců ve třísměnném provozu. V tomto příspěvku se zaměřím na projekt BMW
E83, který se týká nosičů přístrojových desek, tzv. modulů (obr. 1). Moduly vyrábíme v levém, pravém
a americkém provedení dle aktuálních požadavků od zákazníka, kterým je Magna Steyr
Fahrzeugtechnik v rakouském Grazu.
Stávající systém MRP II (Manufactury Resource Planning) využívaný u projektu BMW E83
umožňuje kromě plánování nákupu materiálu také práci s dostupnými výrobními kapacitami, tj.
především s disponibilním časem strojů, avšak jedná se pouze o monitorování vzniklého stavu bez
možnosti skutečně efektivního zásahu do vygenerovaného výrobního plánu. MRP II není schopen
včas a plynně reagovat na konkrétní požadavky a z tohoto důvodu dojde k jeho nahrazení metodou
Kanban, která je založena na principech:
tahu – následný děj řídí děj předcházející
samoregulace – výroba je řízena zpětnou vazbou
jednoduchosti - řízení probíhá za použití jednoduchých mech. prostředků (karet)
vizualizace – metoda využívá zrakového vnímání zvýrazněných podnětů
Obr. 1: Nosič přístrojové desky BMW E83
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
Kanban je optimálním nástrojem při řízení výrobního procesu a plánování výroby. Celý systém
pracuje tak, že jednotlivá pracoviště vyvolávají své aktivity u předcházejícího výrobního stupně přímo
a to prostřednictvím kanbanové karty. Na tomto principu se vytváří takzvané samořídící regulační
kanbanové okruhy, které předpokládající decentralizaci zakázek. Při určování priority „co vyrábět
dříve“ se vychází z kumulativu jednotlivých objednávek a jejich vztahu k požadovaným výrobkům.
Jednotlivá pracoviště se tak stávají méně závislá na okolí, aniž by to oslabovalo jejich schopnost plnit
cíle podniku jako celku.
Kanban je označení pro kartu oznamující požadavek odběratele na dodávku požadovaného
výrobku či služby v určeném množství. Oznamovací karta může mít podobu přepravky, jejíž barva
udává druh výrobku. Kanban je nositelem informace a prvotním impulsem pro výrobní produkci.
Význam celého kanbanového řetězce spočívá v tom, že množství kanbanových karet vložených do
výrobního systému je směrodatné pro počet výrobků, které budou v systému vyprodukovány.
Cílem navrhnutého kanbanového projektu je:
• Zavedení PULL systému na pracovišti předvýroby (ohýbačka, tvářečka, bodovka =
předvýroba
• Vytvoření bezpečnostní zásoby v rozpracované výrobě předvýroby (min 3 dny)
• Zjednodušení práce řídících pracovníků a seřizovačů
V daném výrobním programu BMW E83 se předpokládá stálost poptávky i škály vyráběných
produktů. Nutné je zdůraznit, že smysl implementace výše zmiňovaného systému Kanban může být
naplněn pouze v případě, že se systém promítne i do dodavatelsko-odběratelského řetězce pomocí
vnějších Kanbanů (obr. 2). Jedná se o okruhy, které propojí výrobní linku s dodavateli v zásobovacím
okruhu (zahrnujícím sklad) a odběrateli v distribučním okruhu (zahrnujícím expedici).
Obr. 2: Schéma jednotlivých okruhů při zavedení Kanbanu
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
Navrhnuté kanbanové výrobní okruhy:
1. Ohýbání:
Levé provedení: Querrohr FS; Querrohr BFS; Querrohr mitte; Stutzrohr FS; Stutzrohr BFS
Pravé provedení: Querrohr FS; Querrohr BFS
2. Tváření:
Levé provedení: Querrohr FS; Querrohr BFS; Querrohr mitte; Stutzrohr FS; Stutzrohr BFS
Pravé provedení: Querrohr FS; Querrohr BFS; Querrohr mitte; Stutzrohr FS; Stutzrohr BFS
3. Bodování:
Levé provedení: Querrohr FS; Querrohr BFS; Verst. LSZ
Pravé provedení: Querrohr FS; Querrohr BFS; Verst. LSZ
Pro optimální spojení jednotlivých fází výroby a mezioperačních zásob je nutné zřídit takový počet
okruhů, který zaručí efektivní řízení procesu, zároveň vyvolá potřebnou objednávku formou vystavení
kanbanové karty a dokáže spojit nerovnoměrná místa. Všechny okruhy budou řízeny tak, aby
nedocházelo k výpadkům dodávek, ani k dalším vlivům s negativním dopadem na celkovou velikost
produkce.
Obr. 3: Schéma materiálového a informačního toku před zavedením Kanbanu
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
Pracovní sled:
• Svařovací roboty, bodovka, tvářečka odebírají díly a zpracovávají je
• Při odebrání posledního kusu se odloží kanban do schránky
• V pravidelných intervalech se kanbany odeberou a vloží do kanbanové tabule
• Výroba dílů dle zaplánovaných kanbanů
• Bedna s vyrobenými díly se dle balícího předpisu opatří kanbanem
• Bedna i s kanbanem se umístí do meziskladu
• Kanbany zůstanou na bednách až do odběru dílů při tváření/bodování/svařování
Důvody pro zavedení systému řízení KANBAN:
systém řízení je charakterizován posunem od PUSH systému k efektivnějšímu PULL
systému
dochází ke snížení velikosti výrobních dávek a můžeme reagovat na změny požadavků
zákazníka s větší flexibilitou
menší výrobní dávka zároveň snižuje požadavky na prostor a snižuje ztráty z případného
nekvalitního provedení dané dávky
Kanban napomáhá výrobě JUST-IN-TIME (JIT)
jedná se o jednoduchý vizuální systém řízení
Obr. 4: Označení kanbanové karty
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
V případě, že se na výrobní lince vyskytne problém, Kanban jej dokáže včas odhalit a oběh
zastavit do doby, než dojde k nápravě. Kanban reprezentuje efektivní nástroj k nepřetržité
racionalizaci výrobního procesu.
Nositelem informace o nedostatečném množství položky na pracovišti je kanbanová karta, která
obsahuje data vypovídající o konkrétní kartě (číslo dílu, číslo karty, zdroj, množství, typ atd.)
Obr. 5: Jednotlivé typy karet
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
2.1
VÝSLEDKY A DISKUSE
V zavedeném kanbanovém výrobním programu probíhají materiálové a informační toky
v následujících tocích:
Obr. 6: Materiálové a informační toky
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
Obr. 7: Rozložení na tabuli
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
Obr. 8: Práce s kanbanovou tabulí
Kanban – ohýbání
Kanbany dle druhu
výrobku (formy)
Označení výrobní dávky (posuvné)
Označení maxima karet
Směr zakládání kanbanů
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
Obr. 9: Předvýrobní tabule
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
Obr. 10: Schéma materiálového a informačního toku po zavedení kanbanových okruhů
Zdroj: DURA Automotive, k. s.
Pro optimální fungování kanbanového výrobního okruhu je důležité dbát na dodržování
předepsaných balících dávek a vracení kanbanových karet zpět.
Implementací systému Kanban se v první fázi dosáhne především nepřímých přínosů, které
v konečném důsledku přispějí k získání přínosů přímých. Výše nákladů na zavedení Kanbanu je
nepatrná v porovnání s jinými systémy dílenského řízení. Především jde o zajištění kanbanových
tabulí, karet a schránek. Větší část finančních prostředků se váže na vzdělávání pracovníků.
Předpokládané snížení jednotlivých ekonomických prvků si můžeme ukázat na grafu Očekávaná
úspora po zavedení Kanbanu (Graf 3), která vychází z analýzy dosavadních zkušeností s jinými
současně běžícími projekty na jiných pracovištích.
Graf 3: Očekávaná úspora po zavedení KANBANU do projektu BMW E83
Zdroj: vlastní zpracování dle údajů získaných v DURA Automotive, k. s.
Snahou kanbanového systému je eliminace skladů a meziskladů a ustálení jejich počtu na
optimální úrovni. Ve velkých výrobních podnicích probíhá přesun komponent z hlavního skladu do
jednotlivých meziskladů dostupných z pracovišť na kratší vzdálenost. V některých podnicích funguje
rozvoz materiálu prostřednictvím automatického vláčku (Milk Run system), který výrobní linku
pravidelně zásobuje v krátkých časových intervalech z předvýrobních skladů.
Pro vnitropodnikové potřeby se Kanban stále častěji využívá v informačním systému SAP R/3, a to
v rámci modulu Plánování a řízení výroby. Kanbanová karta je v SAP R/3 evidována formou čárového
kódu a její tok je řízen elektronicky. Její význam spočívá nejen v plánování výroby, doplňování
součástek, komponentů, ale i v plánování dopravy od vzdálených distribučních skladů na montážní
linku a při zajišťování dodávek na místo odběru (Point-of-use Delivery).
V případě, že je u dodavatele a zároveň odběratele nastaven princip Just in Time v celém
výrobním cyklu, lze systém Kanban využít úspěšně i v řízení toku mezi oběma těmito subjekty.
K odběru materiálu od dodavatele lze uplatnit klasické použití kanbanových karet s dodatečným
termínem zásobování (Later Replenishment System) či postupný odběr materiálu (sequenced
Withdrawal System).
Kanban systém nemůže být v dodavatelsko-odběratelském řetězci využit efektivně, pokud výroba u
jednoho ze subjektů (dodavatel x odběratel) není v souladu s JIT. V případě, že by odběratel odebíral
výrobky se značnou variabilitou v čase a množství, dodavatel by k pokrytí odběratelské poptávky
potřeboval dostatek výrobních zdrojů, přičemž by byl nucen disponovat plně nevyužitým lidským
kapitálem a výrobními prostředky.
Vzhledem k tomu, že většina softwarových projektů vzniká dílenským způsobem, je možné systém
Kanban uplatnit i při vývoji softwarových aplikací. Zabrání se tak odvolávání programátorů k řešení
nesouvisejících úkolů, dosáhne se zkrácení výrobního času, eliminuje se častá změna priorit, dojde ke
zlepšení kvality softwaru a tím i větší spokojenosti koncového zákazníka.
ZÁVĚR
Kanban vyznačující se optimálním plánováním skladových zásob a jejich efektivním doplňováním
v souladu s průběhem spotřeby při výrobním procesu zahrnuje více než ladění výroby a
dodavatelských plánů. Nemalou formou přispívá také k inovačnímu řešení v rámci pracovišť.
Členové pracovních týmů zodpovídají každý sám za vymezené činnosti a jsou motivováni k účasti na
neustálém zlepšování kanbanového procesu (KAIZEN).
Přínosem implementace KANBANU do projektu BMW E83 bude nejen snížení zásob, ale i podpora
plynulosti výroby při nárůstu výroby, zmenšení pracnosti plánování, lepší přehled o stavu výroby a
zásob rozpracované výroby.
Kanban je flexibilní a technicky nenáročný systém dílenského plánování určený pro všechny
pracovníky a výrobní týmy. Umožňuje redukovat mezioperační zásoby na bezpečnostní zásoby.
Aplikování této metody vede ke zvyšování spokojenosti zákazníka i díky redukci času potřebného ke
splnění odvolávky. Nezanedbatelné je i výrazné snížení úsilí vynaloženého na procesy s minimální
přidanou hodnotou související s výrobou a přepravou zásob materiálů, komponent atd. a celkově nižší
náklady spojené s dopravou informací, které jsou navíc rychlé a přesné. Tato metoda umožňuje
delegování zodpovědnosti pracovníkům přímo na linkách.
LITERATURA
[1]
[2]
SIXTA, J., MAČÁT, V. Logistika – teorie a praxe. 1. vyd. Brno: CP Books, 2005. ISBN 80-2510573-3.
VANĚČEK D. Logistika. 3. vyd. České Budějovice: Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích,
2008. ISBN 978-80-7394-085-0.
Adresa autora:
Ing. Růžena Míková, LL.A., Jihočeská univerzita v Českých Budějovicích, fakulta ekonomická, katedra
řízení, [email protected]
KANBAN, THE SYSTEM OF LEAN PRODUCTION
Abstract
Kanban is often referred to as the "nervous system" of lean production. Kanban is a key technique that
determines a processes production quantity, and in doing so, facilitates JIT production and ordering
systems. Contrary to more traditional "push" methods of mass production which are based on an
estimated number of expected sales, kanban's "pull" system creates greater flexibility on the
production floor, such that the organization only produces what is ordered.
Key words
Lean production, determine, facilitate, push and pull system, mass production
JEL Classification
O32