Logistyka produkcji

Publikacje firmowe

Logistyka produkcji (czasami nazywana logistyką przemysłową) to wszystkie działania związane z przemieszczaniem surowców, materiałów, komponentów półproduktów i wyrobów gotowych od miejsca dostaw surowców do punktu wydania produktu końcowego. W praktyce obejmuje to zarówno zasilanie gniazd produkcyjnych i stanowisk roboczych materiałami i surowcami jak i wytworzonymi wcześniej półproduktami czy podzespołami, które należy przemieszczać między różnymi stanowiskami pracy. Należy też pamiętać, że wyroby gotowe mogą powstawać na tak zwanej taśmie Taylora, która pozwala na przemieszanie się powstającego produktu między poszczególnymi stanowiskami produkcyjnymi.

W tym wpisie poruszane są następujące tematy:
⊛ Zarządzanie łańcuchem dostaw
▹ SCM a logistyka produkcji
▹ Oprogramowanie i procesy
⊛ Just in Time
▹ Zalety Just in Time
▹ Ciemne strony Just in Time
⊛ Kanban
▹ Kanban w logistyce produkcji
▹ Zapasy przy stanowiskach roboczych
⊛ Receptury produkcyjne
⊛ Sterowanie produkcją
▹ Narzędzia i oprogramowanie
▹ Sekwencjonowanie dostaw surowców
⊛ Podsumowanie

Istotą logistyki produkcji jest zagwarantowanie ciągłości wytwarzania produktów końcowych z odpowiednio założoną wydajnością zgodnie z aktualnie obowiązującą technologią, w sposób minimalizujący koszty zapasów. Może to być np. próba pewnego rodzaju balansowania na krawędzi (czyli nie mamy prawie wcale zapasów w magazynie a jednak jest ich na tyle dużo, że produkcja nie jest wstrzymywana ani na chwilę), która jest realizowana w metodzie Just-in-Time. Aby właściwie zorganizować zasilanie stanowisk roboczych należy odpowiednio wkomponować ją w cały proces zarządzania łańcuchem dostaw (Supply Chain Management). Niniejszy tekst jest próbą globalnego spojrzenia na różne aspekty okołoprodukcyjne związane z logistyką.

Zarządzanie łańcuchem dostaw (po angielsku Supply Chain Management lub SCM) to zespół działań mających na celu optymalne sterowanie przepływem towarów oraz informacji i finansów związanych z tym przepływem od chwili zamówienia surowców po dostawy surowców, półproduktów czy wyrobów gotowych do miejsca ich przeznaczenia. Jednym z istotnych aspektów SCM jest minimalizacja kosztów zapasów, co nie zawsze przekłada się bezpośrednio na zmniejszenie ilości zapasów, tylko np. na poprawę ich struktury. W zależności od polityki firmy stosuje się różne modele formalne SCM, które pozwalają na realizację różnych modeli biznesowych działania.

Zarządzanie łańcuchem dostaw jest bezpośrednio powiązane z produkcją. Podobne działania które dotykają wyłącznie obszary dystrybucyjne nazywane są Planowanie potrzeb dystrybucyjnych (Distribution Requirements Planning lub DRP) albo Planowanie popytu (Demand Planning, DMP), aby wyraźnie rozróżnić obszar produkcyjny od dystrybucyjnego.

Logistyka produkcji jest pewnym fragmentem całego łańcucha dostaw, gdyż obejmuje przepływ towaru od magazynu surowców do magazynu wyrobów gotowych ze szczególnym uwzględnieniem obszaru montażu. Oznacza to, że formalnie np. zamówienia u dostawców są już działaniami, które wykraczają poza jej obszar i dotyczą zarządzania zapasami lub zarządzania surowcami. Kluczowym aspektem na styku tych dwóch procesów jest doprowadzenie do sytuacji, że w magazynie surowców jest zawsze (albo niemal zawsze) wystarczająca ich ilość, by prowadzić produkcję, a z drugiej strony koszty utrzymania zapasów nie obciążały niepotrzebnie finansów firmy.

Istotną różnicą między zarządzaniem łańcuchem dostaw a logistyką zaopatrzenia stanowisk roboczych jest to, że SCM bardziej koncentruje się na kwestii zarządzania przepływem informacji (co, gdzie i na jakich warunkach zamówić czy dostarczyć) a logistyka produkcji bardziej odpowiada za fizyczność procesów związanych z przepływem towaru. W związku z tym SCM bardzo często jest wydzielonym fragmentem w oprogramowaniu ERP bądź osobnym modułem czy nawet zewnętrznym oprogramowaniem w odróżnieniu logistyki przemysłowej, która jest raczej obszarem procesów w fabryce czy firmie produkcyjnej.

Just in Time (JIT) to angielskie określenie tłumaczone na Polski jako Dostawa dokładnie na czas, w domyśle właśnie wtedy gdy surowiec będzie potrzebny do jego użycia. Jest to sposób organizacji przepływem surowca w taki sposób, aby dostawy (do magazynu bądź do gniazda produkcyjnego) były realizowane w taki sposób, aby zapas surowca był jak najmniejszy (dążył do zera). Idea tej metody bazuje na założeniu, że nadmierne zapasy generują koszty związane zarówno z magazynowaniem surowca jak i koniecznością zamrożenia większych środków finansowych w nadmierne zakupy. W skrajnym przypadku zastosowanie metody Just in Time pozwoliłoby na rezygnację z prowadzenia magazynu surowców i przyjmowanie surowców od dostawców bezpośrednio do lokalizacji przyprodukcyjnych z zapasami na bardzo krótki czas montażu (jedną godzinę bądź jeden dzień).

Przy restrykcyjnym wdrożeniu JIT można spodziewać się, że koszty magazynowania zostaną obniżone do zera, co będzie związane z możliwością rezygnacji z magazynu surowców i przeznaczenie go np. na magazyn wyrobów gotowych bądź rozbudowy stanowisk roboczych na tą powierzchnię. Efektem rezygnacji z magazynu surowców będzie zmniejszenie kosztów kompletacji, gdyż wyeliminowany zostanie proces składowania (towar nie musi być przyjmowany do magazynu, rozkładany na lokalizacje i potem kompletowany, tylko od razu z dostaw będzie trafiał na stanowiska robocze). Przy odpowiednich kontraktach z dostawcami można się spodziewać tego, że zaopatrzenie będzie idealnie przygotowane pod potrzeby gniazd produkcyjnych (np. w odpowiednich opakowaniach zbiorczych), co dodatkowo poprawi wydajność produkcji. Inna zaletą będzie również drastyczny spadek zapasów, które zostaną przeterminowane (przy okazji sugerujemy tu audyt zapasów).

Jak w każdym przypadku również w metodzie Just in Time można znaleźć aspekty, które są odbierane jako wady tego rozwiązania. Do największych, które bardzo silnie uwidoczniły się w czasie pandemii COVID19 jest bardzo duże ryzyko zachwiania terminowości dostaw, które mogą w łatwy sposób doprowadzić do zatrzymania produkcji i skutkować znacznie większymi stratami, niż potencjalnie osiągane zyski. Druga kwestia to wzrost kosztów dostawy w miarę zmniejszania się wielkości dostaw. Warto przy tym pamiętać, że ten koszt to nie tylko wyższe opłaty transportowe ale również wyższe koszty kontroli jakości, tam gdzie każda partia towaru musi być skontrolowana. Kolejny problem to koszty śledzenia wersji czy partii w przypadkach gdy jest to konieczne (problem pojawia się nie tylko w żywności czy lekach ale również w elektronice, gdzie każda kolejna dostawa może oznaczać nową wersję i być związana z koniecznością dodawania informacji o zmianie wersji urządzenia). Należy też wiedzieć, że niemało firm wdraża JIT tylko pozornie wydzielając magazyny do spółki córki. Firma produkcyjna chwali się zyskami z wdrożenia tej metody, a koszty i problemy przerzuca czasem dosłownie „za płot”, stawiając tam pozornie zewnętrzny magazyn.

Kanban to metoda zarządzania produkcją bazująca na wizualizacji procesu produkcyjnego. Jego celem jest minimalizacja zasobów i działań w kilku obszarach, w tym między innymi zarówno zmniejszenie zapasów jak i braków surowców do montażu, przez co eliminuje się zarówno przerwy w pracy jak i opóźnienie w wytwarzaniu wyrobów gotowych. Kanban pozwala w sposób praktyczny realizować np. zasilanie stanowisk produkcyjnych zgodnie z metodą Just in Time i wpisuje się w zasady Lean Manufacturing, czyli system zarządzania mający na celu ograniczanie marnotrawstwa oraz eliminację niepotrzebnych działań.

W obszarze logistyki produkcji najczęstszym sposobem wykorzystania pomysłów zaczerpniętych z metody Kanban jest wizualna sygnalizacja potrzeb surowcowych. Surowce powinny być uzupełniane na stanowisku produkcyjnym w taki sposób, żeby nie zatrzymały działania danego stanowiska. W oryginalnym rozwiązaniu stosowane były pomysły bazujące na informowaniu za pomocą kartek kiedy zużyty został ostatni egzemplarz co wyzwalało zasilanie gniazda. Nowoczesne podejście bazuje na działaniu informatycznym w tym obszarze, co zaprzecza idei wizualizacji problemu.

Najprostszym rozwiązaniem związanym z zasilaniem gniazd produkcyjnych stosowanym w wielu firmach i wzorowanych na Kanban jest zastosowanie dwóch jednakowych miejsc na surowiec (np. dwóch kuwet). W chwili gdy pierwsza z nich zostanie opróżniona wystawiana jest w widoczne miejsce, tak aby pracownik magazynowy mógł ją zabrać, napełnić i ponownie podstawić na stanowisko produkcyjne. Zaletą tego rozwiązania jest zmniejszenie ryzyka braków surowcowych oraz wydłużenie czasu między żądaniem dotowarowania a konieczną dostawą surowca, co poprawia efektywność pracy człowieka zasilającego gniazda produkcyjne. Ta poprawa jest osiągnięta dzięki temu, że pracownik ten może zoptymalizować swoją ścieżkę zasilania stanowisk roboczych bądź możliwe jest naprzemienne ich zasilanie za pomocą różnych środków technicznych (np. część stanowisk zasilanych drobnicą jest zasilane z wózka ręcznego a część z elektrycznego ciągnika czy nawet specjalnie zaprojektowanej automatyki magazynowej).

Receptury produkcyjne (po angielsku Bill of Materials a w skrócie BOM) nazwane też Zestawieniem materiałowym to lista surowców, podzespołów, części i ilości każdego z nich, potrzebnych do wytworzenia wyrobu gotowego. BOM’y wykorzystywane są w kilku obszarach. Najważniejszy to zarządzanie łańcuchem dostaw SCM, czyli planowaniem ile surowca należy kupić w zależności od wielkości planowanej produkcji. Drugi dotyka bezpośrednio logistyki produkcyjnej, czyli pozwala przygotowywać wsady surowców pod określone zapotrzebowanie produkcyjne. W zależności od sposobu pracy BOM (zwłaszcza dla wyrobów jednostkowych, gdzie cały produkt gotowy wytwarzany jest w jednym miejscu) może być recepturą płaską bądź wielopoziomową. W tym drugim przypadku zapotrzebowanie na surowce może być podzielone na etapy bądź zawierać marszrutę działania i zostanie opisane dalej w tym tekście. Z punktu widzenia finansowego receptura produkcyjna wspiera określenie kosztu wytworzenia produktu finalnego.

We współczesnym świecie nasyconym oprogramowaniem trudno wyobrazić sobie sensowne zarządzanie produkcją bez odpowiedniego systemu informatycznego. W obszarze sterowania produkcją nakładają się na siebie częściowo aż 4 różne obszary, które w przypadku zaawansowanej produkcji są często konieczne do jej prowadzenia.

Podstawowym w każdej firmie produkcyjnej jest system ERP (Enterprise Resource Planning), który odpowiada za zarządzanie recepturami BOM i często wymaga dodatkowego modułu SCM wspierającego zamówienia u dostawców i zakupy surowców. Kolejny to APS (Advanced Planning Scheduling), który pozwala na planowanie, symulacje i optymalizacje zleceń produkcyjnych. Istotą takiego systemu jest to, że uwzględnia np. czasy przezbrajania maszyn produkcyjnych (czy inne okresy nieproduktywne), które często wstrzymują pracę na znacznie dłuższy okres niż sama praca maszyn. Plany produkcyjne z systemu APS przekazywane są do system MES (System Realizacji Produkcji albo Manufacturing Execution System), który wspiera działania w obszarze zarządzania przepływem informacji na temat zleceń produkcyjnych w tym postępów produkcji oraz raportowania wykonanych operacji i zleceń. Na podstawie MES (który może być uznawany czasem za informatyczny Kanban) działa WMS (Warehouse Management System), który opiekuje się logistyką produkcyjną czyli pozwala na zarządzanie fizycznym przepływem towaru (wydawanie z magazynu i przekazywanie do gniazd produkcyjnych oraz odbiór wyrobów gotowych). Oczywiście nie w każdej firmie produkcyjnej konieczne są wszystkie wymienione tu moduły. W mniejszych firmach bądź specjalizowanych (albo dostosowywanych do potrzeb klienta) systemach moduły te mogą być wbudowane w system ERP w postaci pojedynczych zakładek czy okien w systemie głównym.

W obszarze obsługi dostaw surowców pod potrzeby produkcji zorganizowanej w gniazda (cały wyrób gotowy produkowany jest w jednym miejscu) należy na chwilę wrócić do receptur BOM. Klasyczna receptura zawiera pełną listę surowców potrzebnych do wytworzenia wyrobu gotowego bez podziału na harmonogram dostaw surowców. Dopiero jej organizacja w etapy bądź podział na recepturę wielopoziomową, która zgromadzi w osobnych listach surowiec niezbędny do zamknięcia poszczególnych etapów produkcji pozwoli na lepszą organizację dostaw do stanowiska pracy. Jest to o tyle istotne w przypadku, gdy produkowany wyrób wymaga istotnie różnych surowców na poszczególnych etapach (np. na początku tworzona jest obudowa produktu a dopiero później uzupełniane jest wnętrze) oraz konieczne jest przezbrojenie zarówno stanowiska pracy pod kątem używanych narzędzi jak i magazynka podręcznego. W praktyce taki wielopoziomowy BOM usprawnia logistykę produkcyjną, gdyż pozwala na przesuwanie z magazynu surowców tylko tych materiałów, które są wymagane na danym etapie produkcji. Jest to o tyle istotne w przypadku, gdy masa surowców potrzebnych do wyprodukowania wyrobu gotowego przekracza objętość magazynka podręcznego. Należy pamiętać, że to przejście między poszczególnymi etapami wymaga wyzwolenia pewnych działań (po stronie magazynu) i często zwykła wizualizacja za pomocą narzędzi Kanban może tu być niewystarczająca.

Jak można wnioskować z niniejszego tekstu logistyka produkcyjna jest bardzo różnorodna i zawiera wiele obszarów, które potencjalnie mogą przyczynić się do redukcji kosztów produkcji. Stąd wynika też to, że tylko w obszarze jej zasilania w surowce oraz odbiór wyrobów gotowych można ją usprawnić na wiele różnych sposobów. Doświadczenie przy tym mówi, że w często największym problemem jest brak spojrzenia zewnętrznego, obejmującego szerszy horyzont wielu obszarów działania. Ktoś kiedyś ustalił jakieś zasady i często obie strony procesu (magazyn i produkcja) narzekają na nie, nie mając świadomości, że można je usprawnić z korzyścią dla obu stron. Nasze doświadczenie doradcze mówi, że wiele zmian poprawiających efektywność można wykonać niewielkimi kosztami istotnie podnosząc szybkość czy ergonomię pracy.

Czytelniku, jeśli odnosisz wrażenie, że procesy produkcyjne lub logistyka związana z nimi wymaga przeglądu lub usprawnienia zapraszamy do kontaktu z nami.