Mis kujuga on sinu ettevõtte tootmisjuhtimise keerukus?

TSENTRI juht Kalev Kaarna aitab esimeses tootmisjuhtimise alases artiklis jõuda arusaaminele tootmise keerukusest ja kujust, mis on omakorda esimene samm paremaks pudelikaelte ja protsesside juhtimiseks. 

Mis kujuga on sinu ettevõtte tootmisjuhtimise keerukus?

Tootmisettevõtte juhina või töötajana ei mõtle sa tõenäoliselt, et mis tüüpi keerukusega su ettevõttes tegemist on. Tuleb lihtsalt toime tulla pidevalt muutuvate klientide nõudmistega, puudu olevate töötajate, hilinevate tarnetega ja sadade või tuhandete materjaliartiklite tootmisest läbi juhtimisega.

Selgub aga, et kui juht teab oma ettevõtte tootmise keerukuse tüüpi ehk kuju, siis on tal lihtsam juhtida ja kergem lahendada näiteks selliseid ülesandeid:

  • Tootmise pudelikaela juhtimine väiksema vaevaga –  ettevõtte tootlikkuse määrab juhi suutlikkus ettevõtte pudelikaelast võimalikult palju tooteid läbi lasta. Olenevalt ettevõtte keerukuse tüübist pudelikael kas “hüppab” mööda tehast ringi või on raske saada sealt stabiilset efektiivsust. Kui tead, mis keerukuse tüüp ja kuidas see mõjutab pudelikaela, on võimalik pudelikael ühte kohta paigale saada või suurendada oluliselt pudelikaela läbilaset.
  • Teistelt kiirem õppimine – kõige parem oleks tootmise keerukuse juhtimise paremaid nippe ja võtteid õppida konkurentidelt, kes on meist paremad, kuid on sama suured ja kasutavad samu masinaid. Selliste konkurentide juurde õppima saamine on ilmvõimatu ülesanne. Küll aga on reaalne käia õppimas sama suurusega ja täpselt sama keerukuse tüübiga ettevõtetelt teistest tööstusharudes.  Kui puidutööstuse ettevõtte teab oma keerukuse tüüpi, siis saab ta leida ka väga sarnaseid ettevõtteid ka toiduainetööstusest või plastitööstusest ning õppida nende lahendustest tootmiskeerukuse juhtimisel.
  • Õige tarkvara valik – tootmisjuhtimise tarkvara valikul on oluline, et leiaksid tarkvara paketi, millega saab lahendada seda tüüpi tootmisjuhtimise keerukust nagu sinu tehases. Sageli ei pruugi tarkvarafirmadel olla kogemust sinu valdkonna ettevõtetega. Keerukuse tüübist arusaamine aitab puiduettevõttel hinnata, et kas tarkvarafirmal on kogemusi sama keerukuse tüübist tulenevate probleemide lahendamisel või mitte.

Mis määrab ettevõtte tootmisjuhtimise keerukuse ja tüübi?

Tavaliselt hindame me keerukust lähtudes ühikute, artiklite või muutujate arvust: mida rohkem erinevaid materjale, lõpptooteid, masinaid ja inimesi, seda keerulisem on tootmine. Organisatsioonide juhtimise guru Peter Senge nimetab seda detailsusest tulenevaks keerukuseks (detail complexity). Kuid sageli tõstab juhtide vererõhku ja ei lase magada hoopis dünaamikast tulenev keerukus (dynamic complexity). Mida rohkem on materjalid, seadmed ja inimesed omavahel seotud ja teineteisest sõltuvad, mida rohkem on paralleelseid protsesse, seda dünaamilisem ja keerukam on tootmine. Dünaamikast tuleneva keerukuse puhul ei ole põhjus-tagajärg seosed niisama lihtsalt leitavad ning seetõttu ongi meil tehases ringi “hüppavad” pudelikaelad või probleemid, mis on pidevalt korduvad ning mille lõplikuks lahendamiseks ei tundu ükski lahendus sobivat. 

Saamaks aru dünaamikast tulenevast keerukusest tuleb puidutöötlemise või mööblitootmise ettevõtet vaadata mitte lähtudes inimeste ja seadmete paigutust tehases vaid tootmisvoost. 

Mis vahe on seadmete paigutusel ja tootmisvool?

Alljärgnevatel joonisel on kõigepealt toodud ära näitlik kolme materjali ja nelja seadmega valmistatava kolme toote tootmisprotsessi seadmepõhine kirjeldus. Teisel joonisel on sama tootmisprotsess kirjeldatud tootmisvoo kaardi abil (Product Flow Diagram).

Joonis 1. Seadmepõhine tootmisprotsessi kaart

Joonis 2. Tootmisvoo põhine tootmisprotsessi kaart

Kui lihtsama tootmisprotsessi puhul ei tundu erilist vahet olevat, kuidas oma tootmist kaardistada, siis reaalses elus annab voopõhine lähenemine tegeliku ülevaate tootmise keerukuse iseloomust ja tüübist.  Joonisel 3 tulevad selgelt välja dünaamikast tuleva keerukuse aspektid: materjali sõltuvus, ressursside sõltuvus, koostepunktid (convergence points) ja lahknevuse punktid (divergence points).

Joonis 3. Sama tootmise kirjapanek ressursipõhiselt ja voopõhiselt. 

Materjalide sõltuvus tähendab, et materjali tuleb töödelda teatud järjekorras teatud masinatel. Näiteks materjal A peab kõigepealt läbima seadme R2 (ajakulu 4 minutit) ja alles seejärel seadme R5 (ajakuluga 8 minutit). 

Ressurssidest tulenev sõltuvus tähendab, et sama seade ei saa teha korraga kahte erinevat tööd samaaegselt. Näiteks toodete A ja F valmistamine on teineteisest täiesti sõltumatud. Neil on erinevad materjalid ja erinevad komponendid. Samas peavad A ja F toodete materjalid läbima masina R2. Masin ei saa korraga töödelda erinevaid materjale, mistõttu materjalide töötlemisel tekib ressurssi sõltuvus. Kuigi toote A ja F tootmine on teineteisest täiesti sõltumatud tööde järgnevuse ja materjalide mõttes, siis tänu sellele, et ettevõttel on ainult üks masin R2, hakkavad need tööd teineteisest sõltuma. Ühe toote tootmine hakkab ootama teise toote tootmise taga.

Koostepunktid on tootmise etapid, kus on vaja mitme eelnevalt töödeldud detaili komplekteerimist või olemasolu. Näiteks on tootel A ja D mõlemal sama koostepunkt (etapp 3 masin R5), kus tuleb komplekteerida masinast R2 läbi tulnud materjalid A ja B.  Koostepunktid tekitavad sõltuvuse eelnevate tootmisetappide vahel. Meie näite puhul ei saa etappis 3 tööd alustada enne kui on kohal nii töödeldud materjal A kui ka materjal B. Mida rohkem on komplekteeritavaid detaile, seda suurem on tõenäosus, et kõik detailid ei jõua planeeritud ajal kohale. Samas saab koostepunkte ära kasutada tootmisjuhtimise lihtsustamiseks. Kontrollides koostepunkte saad kontrollida kogu tootmisahelat (loe täpsemalt TSENTRI järgmises loos).

Lahknevuspunktid on tootmise etapid, kus valminud detaili saab kasutada mitme erineva toote valmistamiseks. Toodete A ja D tootmisel on mõlemal ka üks lahknevuspunkt (etapp 5 masinad R2 ja R1), kus  sama detail läheb edasi nii A kui ka D tootmise järgmisse etappi. Kui lahknevuspunktis tekib tõrge, siis kannatavad korraga mitmed tooted ja tellimused. Sarnaselt koostepunktidele annab ka lahknevuspunkte ära kasutada tootmisjuhtimise lihtsustamiseks ja tootmisahela juhtimiseks.

Materjalide ja ressursside sõltuvused ning kooste- ja lahknevuspunktid moodustavadki tootmisprotsessi keerukuse tüübi või kuju. 

Lisaks ülaltoodud seostest tulenevale keerukusele muudab tootmisjuhtimise keerukaks ka tulemuste juhuslikkus. Näiteks vaatamata normaegadele ja kalibreeritud seadmetele võib tegelik detaili tootmiseks kulunud aeg kõikuda pluss-miinus 2-5%. Kuna sellised kõikumise erinevused on mõõdetavad ja miinimum-maksimum väärtused on määratavad, siis nimetatakse seda tavapäraseks statistiliseks kõikumiseks või statistiliseks variatiivsuseks. Kvaliteedijuhtimise meetod 6Sigma tegeleb sellise statistilise juhuslikkuse vähendamisega ettevõttes. Lisaks ootuspärasele juhuslikkusele tuleb puidutöötlemise ettevõtetel toime tulla ka juhuslike sündmustega, mida on võimatu prognoosida. Näiteks masin läheb katki ja varuosa kohalejõudmine võtab 3 nädalat aega, suurklient läheb pankrotti või teeb strateegilise otsuse ning viib kogu tootmise mõnda odavama tööjõuga riiki. Juhuslikkusega toimetulemist käsitleme järgmistes TSENTRI lugudes. Siinkohal läheme tagasi tootmisjuhtimise keerukuse kuju juurde.

Tootmisettevõtteid ei tee sarnaseks mitte masinad vaid keerukuse kuju

Ettevõtte tootmisvoo kaardid võivad olla kas V, A, T või I kujulised ning igale kujule iseloomuliku keerukusega. Kui tootmisprotsessis on domineerivad lahknevuspunktid, siis on tootmisvoo kaart V-kujuline. Kui tootmisprotsessis on nii koostepunkte kui tootmise lõpus lahknevuspunkte , siis on tootmisvood kaart T-kujuline. Kui tootmises ei esine lahknevus- ega koostepunkte, siis on tootmine I-kujuline. Kuigi reaalses elus võivad puidutöötlemise ja mööblitootmise ettevõtete tootmisvool olla korraga mitme erineva kuju iseloomujooni, siis järgnevalt käsitleme iga kuju eripära ja keerukust eraldi.

V-kujuline tootmisvoog

Tootmisvoog algab ühe või paari materjaliga, millest valmistatakse palju erinevaid tooteid. Sageli on seadmed spetsiifilised, millega saab teha vaid ühte tüüpi operatsioone. V-kujuline tootmisvoog on iseloomulik näiteks puittoodete, terase, plastiku, paberi tootmisel ja nafta rafineerimisel. Mõned toiduainetööstuse ettevõtted on samuti V-kujulise tootmisvooga (nt. kartulikrõpsud). 

V-kujulise tootmise puhul on pudelikael kõige sagedamini protsessi alguses. V-kujulist tootmist iseloomustab sageli suur kapitalimahukas seadmepark. Tüüpiliselt on seadmetel pikad seadistusajad ning tootmisprotsessis on mitmeid lahknevuspunkte. Pikad seadistusajad sunnivad tootmisjuhte suurendama partii suurust, minimeerima seadistusi läbi tellimuste kombineerimise nii palju kui võimalik ning proovida tooteperekondi koos toota. Selle tulemusena tarneajad pikenevad, tootmise oleva materjali ja pooltoodete hulk kasvab, mis omakorda raskendab tähtaegadeks tellimustega valmis jõudmist.

Sagedasemad V-kujulise tootmisvooga tehaste probleemid võivad olla järgmised: 
1. Pooltoodete ja/või valmistoodangu kogused on liiga suured (liiga palju raha on kinni ja käibekrediidi kulud kasvavad).
2. Tähtaegadest kinnipidamine on keeruline.
3. Tootmisjuhtide arust on põhi probleemiks klientide ebareaalsed nõudmised paindlikkuse ja tarnekiiruse osas.
4. Müügiosakond kaebab, et tootmine ei ole piisavalt paindlik.
5. Tootmise eri üksuste vahel on pidevalt hõõrumisi ja konflikte.
6. Ülaltoodud probleemid võimenduvad, kui ettevõte hoiab valmistoodete ladu ning peab prognoosi järgi valmistoodete lattu tooteid juurde tootma.

A-kujuline tootmisvoog

Tootmisvoog algab mitmete erinevate materjalidega, millest valmistatakse ühte või paari toodet. Paljud komponendid ostetakse sisse ja neid ise ei valmistata. Enamik komponente on spetsiifilised ja sobivad ainult ühe toote valmistamiseks. Seadmepark on universaalsem ja võimaldab teostada mitmeid erinevaid operatsioone. A-kujuline tootmisvoog on omane näiteks eritellimusel mööbli valmistajatele, erinevatele töökodadele, lennukitootmisele ja koduelektroonikale. 

Efektiivsuste tõstmiseks lükatakse tootmisse korraga võimalikult suured partiid. Seetõttu liiguvad materjalid sageli läbi A-kujuga tootmisvoo lainetena, mistõttu on tootmisüksused vahelduvalt kord alakoormatud ja kord ülekoormatud. See omakorda tähendab, et tihti ei jõua kõik komponendid õigeaegselt komplekteerimisse ning tuleb ekspedeerida ning puuduolevate komponentide leidmiseks eraldi vaeva nägema. A-kujulise tootmisvooga tehases tuleb kõige sagedamini ette “rändavat” pudelikaela, mis on kord ühes, kord teises tootmisüksuses. 

Sagedasemad probleemid, mille üle A-kujuga tootmisvooga tehased kurdavad võivad olla järgmised:
1. Komplekteerimisel on pidevalt midagi puudu ja ekspedeerimine on igapäevane tegevus tootmises ja ostuosakonnas. 
2. Sageli tuleb teha ületunde. Näiteks võib juhtuda, et töötajateni, kellel justkui ei olnud eile palju teha, jõudis ootamatult materjalilaine, mis nõuab tähtajaks ära tegemiseks ületunde. 
3. Seadmete keskmine koormatus ja efektiivsus on ebapiisaval tasemel.
4. Pudelikael “hüppab” ühest kohast teise.
5. Tavapärane on pidev “tulekahjude kustutamine”.

I-kujuline tootmisvoog

Tootmisvoog on sirge, kus ühest materjalist saab üks toode. I-kujuline tootmine on näiteks toiduainetööstuses, keemiatööstuses, lehtmetalli töötlemises ning mõnede tarbekaupade puhul.

I-kujulist tootmist iseloomustab tootmisprotsessi sarnasus: erinevad tooted läbivad väga sarnase protsessi. Iga toote puhul on materjalid erinevad, aga seadmed samad.

I-kujulise tootmise puhul on sagedasemad järgmised probleemid: 
1. Raskused tähtaegadest kinnipidamisel.
2. Kõrge pooltoodete hulk.
3. Tootmisliinide tegelik tulemus on oluliselt allpool liinide teoreetilist tootlikkuse taset (so kui mitu ühikut päevas võiks tegelikult liinilt tulla).

T-kujuline tootmisvoog

T-kujulise tootmisvoo puhul kombineeritakse väikest arvu sisendeid väga suureks hulgaks erinevateks toodeteks. Olemuslikult on T-kujuline toomine teiste vootüüpide kombinatsioon. T-kujulise tootmisvoo näideteks on autotööstus ja elektronskeemide tootmine. 

T-kujulisele tootmisele on iseloomulik, et standardseid komponente komplekteeritakse lõpptoodeteks. See tähendab, et komplekteerimine (koostepunkt) on samal ajal ka lahknevuspunkt. Samad komponendid võivad sobida mitmete erinevate toodete tootmiseks ning komplekteerimine ongi koht, kus toodete variatiivsus saavutatakse. Tootmiseetappide järjekord on erinevatel toodetel enamasti üsna erinev. 

T- kujulise tootmise sagedasemad probleemid on järgmised: 
1. Kui ettevõttel on lõpptoodete ladu, siis laovarude ja komponentide kogused on suured.
2. Tähtaegadeks tellimuste täitmine on kõikuv (30-40% juhtudel saavad tellimused valmis liiga vara ja 30-40% juhtudel saavad tellimused valmis liiga hilja).
3. Tootmise osa tarneajad on klientide jaoks liiga pikad.
4. Seadmete koormatus ei ole rahuldaval tasemel.
5. Tootmine ja komplekteerimine on justkui eraldiseisvad tehased, mis ei suuda oma tegevusi sünkroniseerida.

Ärimudelist tulenev täiendav eripära 

Lisaks V, A, T või I kujule muudab tootmisjuhtimises otsustamist keerukamaks ka ärimudelist tulenevad eripärad. Ettevõtted võivad toota kas tellimuse peale või omavad nad valmistoodete ladu ning toodavad prognoosi alusel. Kui vanasti olid V-kujuga tehased peamiselt tellimuspõhised (ei saa hoida laos kõiki variante) ja A-kujuga tehased tootsid lattu, siis tänapäeval ei pruugi see enam nii olla.

Kliendid nõuavad kiireid tarneaegu standard-toodetele ja ei ole nõus enda juures ladu hoidma, mistõttu V-tehased on sunnitud hakkama prognoosima ja hoidma ise vaheladu. A-kujuga tehaste puhul on kasvanud toodetavate toodete hulk ning eritellimustele spetsialiseerunud tootjate hulk. Sellisel juhul ei ole võimalik valmistooteid lattu toota.

Arusaamine oma tootmise keerukuste kujust on esimene samm paremaks pudelikaelte ja protsesside juhtimiseks. Järgmistes TSENTRI postitustes räägime sellest, mis on levinumad võtted ja sammud pudelikaelte juhtimiseks eri keerukuse tüübiga tehastes, kuidas saada hakkama juhuslikkusega ning ärimudeli eripäradest tulenevate klientide kasvavate nõudmistega.

Artikli autor: Kalev Kaarna, TSENTER, kalev@tsenter.ee

Kasutatud kirjandus:
Schragenheim, E. & Dettmer, H.W., 2001. Manufacturing at Warp Speed. Optimizing Supply Chain Financial Performance, CRC Press.
Srikanth, M.S., 2010. DBR, buffer management, and VATI flow classification. In Theory of Constraints Handbook. McGraw-Hill, pp. 175–210.