Kanban

Kanban
Metoda
Zarządzanie produkcją

Zarządzanie jakością
TwórcaTaiichi Ohno
Powstanieok. 1953 r.
Podstawowy schemat


Kanban - metoda zarządzania produkcją, która w prosty sposób pozwala na wizualizację przepływu materiałów w przedsiębiorstwie. Kanban ma za zadanie sterowanie zapasami. System ten pozwala na prawie całkowitą eliminację magazynów. Magazynowanie przedprodukcyjne, poprodukcyjne jak i międzyoperacyjne jest znikome, gdyż wszelkie materiały od dostawców są dostarczane dokładnie na czas i to samo dzieje się, jeśli chodzi o wysyłkę wyrobu gotowego.

Spis treści

Pochodzenie metody

W późnych latach 40-tych Toyota rozpoczęła studiowanie technik stosowanych w supermarketach (zarówno w przestrzeni magazynowej jak i organizacji półek sklepowych)oraz możliwości zastosowania ich w swoich fabrykach. Toyota wychodziła z założenia, że w sklepie klienci otrzymują to czego potrzebują, tyle ile potrzebują i w wymaganym czasie. Ponadto w supermarkecie magazynowany jest tylko ten towar, który będzie sprzedany (przynajmniej tak sądzi supermarket), a klienci kupują tylko to czego aktualnie potrzebują, ponieważ są pewni stabilności przyszłych dostaw. Te obserwacje doprowadziły Toyotę do postrzegania procesu jako klienta poprzedniego procesu, a poprzedni proces jako rodzaj sklepu.

To tak jakby proces klient szedł do sklepu po niezbędne komponenty, a sklep je uzupełniał. Natomiast tablice informacyjne w supermarketach wskazują drogę procesom klientom do do miejsc uzupełniania zapasów.

Kanabn wykorzystuje wskaźnik wzrostu popytu do kontrolowania tempa procesu produkcji, poprzez transformowanie popytu klienta końcowego przez cały łańcuch kolejnych procesów traktowanych jako klienci magazynu.

W 1953 r. Toyota zastosowała tą logikę w głównej fabryce dostawcy sprzętu.

Korzyści z zastosowania

Zastosowanie systemu Kanban pozwala na prawie całkowita eliminację magazynów, ponieważ dostawy materiałów od kooperantów przychodzą dokładnie na czas.

Systemy Kanban we współczesnych przedsiębiorstwach, to systemy zinformatyzowane. Daje to systemowi dodatkowe możliwości związane w dużej mierze z kwestiami jakościowymi. Możliwa jest pełna identyfikacja i identyfikowalność produktu, gromadzenia danych (np. zapisów jakościowych) na ogromną skalę, dokładne odtworzenie przebiegu procesu produkcji na każdym stanowisku, utrzymanie pełnej zgodności z FIFO (ang. First In First Out - np. materiał który jako pierwszy przybył do magazynu, jako pierwszy go opuszcza), etc.. Wszelkie materiały w zarejestrowane są w systemie informatycznym, a karty Kanban oprócz tradycyjnych informacji zawierają np. kod kreskowy, po którego sczytaniu uzyskujemy wszystkie informacje o danej partii półproduktu/produktu.

Integracja systemu Kanban z systemem informatycznym znacznie przyspiesza przepływ informacji.System Kanban doskonale uzupełnia informatyczne systemem zarządzania produkcją typu ERP pozwalając na skuteczne sterowanie produkcją.

Opis

Kanban – opracowana w latach pięćdziesiątych w Japonii metoda sterowania produkcją. Słowo Kanban w wolnym tłumaczeniu można oddać jako "widoczny spis". Metoda ta opiera się na poszczególnych kartach wyrobów ich cyrkulacji i analizie. Kanban rozwijał się i dziś oznacza także system informacyjny, system planowania, rozdziału oraz kontroli czynności i zadań produkcyjnych. Polega na takim organizowaniu procesu wytwórczego, aby każda komórka organizacyjna produkowała dokładnie tyle, ile w danej chwili jest potrzebne. W metodzie tej, za czynnik krytyczny zarządzania materiałami uznano sterowanie zapasami.

Najkrócej ideę Kanban oddaje hasło "7 x żadnych":
  • żadnych braków,
  • żadnych opóźnień,
  • żadnych zapasów,
  • żadnych kolejek - gdziekolwiek i po cokolwiek,
  • żadnych bezczynności,
  • żadnych zbędnych operacji technologicznych i kontrolnych,
  • żadnych przemieszczeń.


Charakterystyczną cechą tej metody jest praktyczna likwidacja magazynów przedprodukcyjnych, międzyoperacyjnych i wyrobów gotowych. Materiały i półfabrykaty dostarczane są od dostawców z godzinową dokładnością, dzięki rezerwom zdolności produkcyjnych i elastyczności procesu produkcji możliwe jest wyprodukowanie niemal dowolnego elementu w każdej chwili, a zlecenia produkcyjne są ściśle zsynchronizowane z zamówieniami otrzymywanymi od klientów.

Podstawą technik Kanban są formularze, które wypełnia się w następującej kolejności:
  • Dyspozytor na wydziale produkcji w oparciu o dane nt. prognozowanego popytu na dany element wypełnia planistyczną część karty Kanban po czym przekazuje ją na dział produkcji
  • Planista na wydziale produkcji sporządza odpowiednie zlecenie produkcyjne dotyczące partii elementów; określa wykonawców i przydziela zasoby niezbędne do wykonania zadania. Wypełnia kolejną część karty.
  • Po zakończeniu produkcji i odbiorze jakościowym partii, wykonawca oddziela od karty jedną część i przekazuje ją planiście; jest to dowód wykonania zlecenia. Pozostałe dwie części karty zostają umieszczone w pojemniku z gotowymi elementami, który zostaje przetransportowany na wydział z którego pochodziły zamówienia.
  • W momencie gdy pracownik zaczyna używać dostarczonego elementu, odrywa drugą część karty Kanban i przekazuje ją dyspozytorowi wydziałowemu produkcji. Dyspozytor jest informowany, że nowy zapas jest już wykorzystywany.
  • W momencie gdy zapas elementu się wyczerpie, pracownik przekazuje dyspozytorowi trzecią część karty Kanban .


Wady i ograniczenia:
  • pierwotna wersja Kanban oparta jest na formularzach papierowych
  • metoda zakłada produkcję w partiach o stałej wielkości, odpowiadającej pojemności standardowego pojemnika transportowego danego elementu
  • nie uwzględnia zapasów bezpieczeństwa wyrobów gotowych, lecz zakłada produkcję bezbrakową, wymagającą całkowitego zaangażowania od wszystkich pracowników, co stwarza znaczne problemy w innych niż japoński kręgach kulturowych


Ryzyko wprowadzenia Kanban jest duże, ale jak dowodzi to przykład Toyoty, może być ono bardzo opłacalne. Po trzech latach od wprowadzenia metody Kanban , osiągnięto tam następujące wyniki:
  • 30% wzrost produkcji,
  • 60% redukcja wszelkich zapasów,
  • 90% redukcja braków,
  • 15% redukcja przestrzeni produkcyjnej,
  • 15% redukcja operatorów i personelu administracyjno-technicznego.

Karty Kanban

Kanban w języku japońskim znaczy tyle, co karta, dokument lub widoczny znak, zapis. W przeszłości Japończycy mianem Kanban określali szyld sklepowy. Kolorowy, artystycznie wykonany zawierał informacje o sprzedawanych w sklepie produktach, bądź świadczonych usługach. Współczesne karty (znaki) Kanban, w sposób prosty i dokładny mówią o tym co, i w jakiej ilości, ma być terminowo dostarczone odbiorcy. Tworzą wizualny system sterowania przepływem wyrobów lub usług , dyscyplinujący luźną kontrolę ich przepływu przez ścisłe połączenie wykonawcy (dostawcy) z odbiorcą w celu uzyskania satysfakcji nabywcy i zdobycia konkurencyjnej przewagi. Decydujące znaczenie ma tutaj czas, a rozwiązanie tych problemów leży we właściwej metodzie jego regulacji. Karty Kanban stanowią tym samym regulator kolejek przedmiotów (usług) oczekujących na obsługę w określonym systemie, ograniczając czas oczekiwania każdego (każdej) z nich. Tworzyć go mogą między innymi:
  • klasyczne karty Kanban: krążące kontenery wraz z doczepionymi kartami;gt; etykietowane pojemniki: krążące kontenery i karty: trwałe karty utożsamiane z przymocowanymi na stałe etykietami;
  • nie oznakowane pojemniki lub obszary Kanban: wyraźnie określona droga przepływu, bez konieczności stosowania kart;
  • kolorowe piłki, żetony, itp.: zużycie (zmniejszenie się zapasu) przekraczające określony limit jest sygnalizowane za pomocą kolorowych "wskazówek":
  • elektroniczne lub ustne sygnały: zawiadomienie o zużyciu przekraczającym określony limit następuje przez system elektronicznej lub ustnej komunikacji;
  • automatyczny regulator "kolejek" i czasu oczekiwania na obsługę: zawiadomienie o zużyciu (zmniejszeniu się zapasu) przekraczającym określony limit następuje automatycznie świetlne lub dźwiękowe: ograniczenie czasu oczekiwania w miejsce ograniczenia ilości.


Klasyczne karty Kanban. W systemie tym karty Kanban krążą, każdy kontener z częściami musi mieć doczepioną kartę Kanban, zawierającą następujące informacje: nazwę przedmiotu, numer magazynowy, ilość, określenie użytkownika, określenie dostawcy, numer karty Kanban. Etykietowane pojemniki W tym przypadku karty Kanban są w sposób trwały przymocowane do cyrkulujących kontenerów czy wózków. Metoda ta wykorzystywana jest w sterowaniu przepływem części składowych w fabryce silników i przekładni Harley-Davidson w Milwaukee.Kanban dla określonej przekładni, wędrujący od komórki produkcyjnej (centrum maszynowe) do wydziału montażu przekładni, może być utożsamiony np. z czterema pojemnikami zawierającymi części (Kanban) w liczbie 20 sztuk, z których każdy wyposażony jest w na stałe przymocowaną stalową plakietkę zawierającą konieczne informacje. Brak pojemników oznacza brak produkcji tych części w komórce.Nie oznakowane kontenery lub obszary ( Kanban Squares) Wiele firm używa nie oznakowanych krążących kontenerów lub Kanban Squares, czyli przestrzeni, obszarów na podłodze lub stołach montażowych. Identyfikacyjna tabliczka nie jest konieczna w przypadku, gdy:
  1. Każdy kontener zawiera tylko jednorodne (homogeniczne) przedmioty;
  2. Różne (heterogeniczne) przedmioty przepływają przez proces z tą samą kolejnością;
  3. Wolne przestrzenie sygnalizują potrzebę produkcji. Nie oznakowane przestrzenie Kanban są powszechnie stosowane w fabrykach montażu podzespołów elektronicznych. Zazwyczaj obszar Kanban znajduje się na każdym stole linii montażowej (Kanban). Podczas wykonywania swojej pracy każdy montażysta zawsze zwraca uwagę na obszar Kanban na następnym stole. Pusta przestrzeń oznacza, że powinien wykonać dodatkową pracę.
Dla dużych przedmiotów, przestrzeń Kanban znajduje się na podłodze, skąd do następnej operacji transportowane są za pomocą specjalistycznych urządzeń.

Kolorowe piłki, żetony, liczydła. Gdy w linii montażowej w Fabryce Silników koncernu Kawasaki zapas danej części osiąga wartość graniczną, montażysta przesyła kolorową piłeczkę do stanowiska wykonawczego, informując tym samym o konieczności produkcji tej właśnie części.W wytwórni sprzętu komputerowego w Minneapolis stosuje się czerwone i niebieskie żetony oraz liczydła, w których jeden rząd koralików odpowiada jednemu produktowi.Czerwony żeton oznacza: "Nie rób tej części; wciąż ją mamy", niebieski: "Zrób ją, jesteśmy blisko wartości granicznej". Automatyczny regulator kolejek i czasu oczekiwania na obsługę. Niekiedy w przypadku połączonych, zautomatyzowanych procesów instaluje się lampki kontrolne w podajniku maszyny-odbiorcy (Y) mające za zadanie zdalne sterowanie przepływem produktów z maszyny-dostawcy (X).Jeżeli część przesunie się do określonej pozycji, lampka zapali się i sygnał ten wstrzyma pracę maszyny X. Gdy maszyna Y "pociągnie" ostatnią część do następnej operacji, lampka gaśnie, tym samym maszyna X jest odblokowana. Jest to sygnał do rozpoczęcia przez nią produkcji innej części.

Sygnały świetlne i dźwiękowe Każdy bank sieci Seafirst Bank posiada zainstalowany zegar lub sygnał dźwiękowy, który wskazuje wartość limitu czasu oczekiwania na obsługę przez kasjerów (wartość ta wynosi 5 minut). Gdy czas ten zostaje przekroczony, bank wypłaca każdemu, kto czekał dłużej, 5$, o czym wyraźnie informują ogromne tablice. Gdy klientów jest bardzo dużo banki, Seafirst zatrudniają dodatkowych kasjerów pracujących w niepełnym wymiarze.

Metoda Kanban

Usprawnienie organizacji przepływu w procesie produkcji często możliwe jest przez zastosowanie sygnałów kanban. Słowo „kanban” znaczy po japońsku znak wizualny. W żargonie szczupłej produkcji jest to zasadniczo sygnał do wytworzenia lub przemieszczenia produktu. Kanbanem może być sygnał elektroniczny, pusty pojemnik, dokument pisany, np. karta, paleta lub brak materiału w miejscu składowania zapasów. Zasadniczo sygnały kanban są używane do operowania na zapasach – dbanie o dostępność odpowiednich ilości produktów w miejscu i czasie, gdy są potrzebne, troska o ich właściwy przepływ.

W idealnym przypadku konkretny produkt dla określonego klienta jest dla niego – na jego zlecenie – wytwarzany. Produkt jest dla klienta „wyciągany” z przedsiębiorstwa produkcyjnego poprzez produkcję do materiałów poddostawców. Steruje się wytwarzaniem pojedynczych sztuk dla konkretnych klientów. Jednak w wielu przypadkach sterowanie przepływem sztuka po sztuce jest niepraktyczne lub wręcz niemożliwe. Kanban jest kompromisem pozwalającym na sterowanie niewielkimi, dobrze określonymi partiami materiałów przy użyciu techniki „wyciągania” materiałów w procesie produkcji. Zastosowanie kanbanów znacznie zmniejsza poziom zapasów. Ponieważ cykl dostawy do klientów jest proporcjonalny do poziomu prac w toku – zapasów zaangażowanych w procesie produkcji – to użycie odpowiednio dobranych kanbanów pozwala na istotną redukcję cyklu dostaw dla klientów. Jednak stosowanie techniki kanban wymaga odpowiednich zmian i usprawnień w otoczeniu produkcyjnym, gdyż inaczej mogą pojawić się problemy. Jeżeli czas przezbrojenia jakiejś części maszyn będzie zbyt długi, powstaną kolejki prac przed tymi maszynami i gorsze wykorzystanie innych urządzeń oraz personelu.

System Kanban

System Kanban jest samoregulującym się narzędziem operacyjnego sterowania produkcją.System ten jest sterowany zdarzeniami występującymi bezpośrednio na produkcji (a nie o plan). Zorientowany jest na zapewnienie:
  • krótkiego czasu przetwarzania,
  • niskich zapasów przy jednoczesnej terminowości realizacji, a co za tym idzie:
    • wielkość produkcji dopasowana do liczby zamówień, oraz
    • kontrola jakości na wszystkich etapach procesu.


Zastosowanie systemu Kanban pozwala na prawie całkowita eliminację magazynów, ponieważ dostawy materiałów od kooperantów przychodzą dokładnie na czas. Dzięki posiadanym rezerwom zdolności produkcyjnych, uniwersalnych maszyn i urządzeń (por.: Przepływ jednostrumieniowy, Równoważenie poziomu produkcji), które można łatwo i szybko przezbroić znika problem zapasów międzyoperacyjnych. Zlecenia produkcyjne są ściśle zsynchronizowane z zamówieniami klientów, co eliminuje konieczność posiadania magazynów produktów gotowych.W systemie KANBAN zlecenie produkcyjne nie trafia na początek linii, lecz na koniec. Ostatnie stanowisko otrzymuje harmonogram dostaw gotowych wyrobów do odbiorców. Tam pracownik lub załoga gniazda podejmuje zadanie. W miarę potrzeby wyroby do produkcji są pobierane (ssane) z poprzednich stanowisk, te z kolei ze stanowisk je poprzedzających,uzupełniając w ten sposób wyroby przekazane do stanowiska następnego. Takie rozwiązanie umożliwia zsynchronizowanie przepływu materiałów z tempem pracy ostatniego stanowiska (por. rysunek 1).



Przepływ części (linie niebieskie) i kanbanów-kart (linie czerwone).Koła symbolizują maszyny, a trójkąty oznaczają bufory. Ostatni bufor (WG) to bufor wyrobów gotowych.

System sterowania przepływem materiałów wykorzystuje specjalny rodzaj dokumentów, tzw. karty Kanban. Kanban to japoński termin oznaczający sygnał w formie karty. Karta Kanban jest informacją wykorzystywaną w celu wskazania potrzeby przemieszczenia materiału w systemie produkcji ssącej. Przykładową kartę Kanban przedstawia rysunek 2.



Przedstawiona na rysunku 2 karta Kanban zawiera takie informacje jak numer i nazwę części, liczność całej partii i liczność Kanbana tj. liczbę materiału dostarczanego na kartę, typ transportera tj. pojemnika w jakim dostarczany jest materiał oraz miejsce pobrania i dostarczenia materiału. Konstrukcja karty ma za zadanie bezbłędne zasygnalizowanie potrzeby dostarczenia części. W przypadku przedstawionej karty - sygnalizuje ona potrzebę dostarczenia materiału do produkcji - stąd jej nazwa PRODUKCJA. Tę kartę oznacza się kolorem czerwonym. Liczbę kart w obiegu oblicza się jako:



Schematyczny przebieg produkcyjnej karty Kanban przedstawia rysunek 3.



Oprócz omówionej produkcyjnej karty istnieją jeszcze dwa typy kart Kanban:zdawcza i zamówieniowa.

Zdawcza karta Kanban ma za zadanie przekazanie obsłudze transportu potrzebę przemieszczenia wyrobów gotowych z produkcji na magazyn (lub do innego miejsca przeznaczenia dla wyrobów gotowych). Karta ta oznaczana jest kolorem niebieskim. Jej budowa, podobnie jak budowa karty zamówieniowej, jest identyczna z kartą produkcyjną.Przebieg zdawczej karty Kanban przedstawia rysunek 4.



Zamówieniowa karta Kanban oznacza potrzebę zamówienia materiału z zewnątrz. Karta ta oznaczana jest kolorem żółtym. Możliwe przebiegi zamówieniowej karty Kanban przedstawia rysunek 5.



Innym elementem sterowania przepływem produkcji wykorzystywanym w Systemie Kanban są tablice Kanban. Tablice są stosowane zazwyczaj do sterowania uruchamianiem produkcji kolejnej partii wyrobów. Informacje zawarte na tablicy określają sekwencję i wielkość obrabianych partii stanowią zatem harmonogram produkcji. Przykładową tablicę prezentuje rysunek 6.



Przebieg wdrożenia Systemu Kanban przedstawia poniższy rysunek.

Analiza stanu istniejącego

Zbadanie istniejącego systemu przepływu materiałowego, gospodarki materiałowej i magazynowej oraz metod planowania produkcji.
  • Kontrola zdolności wytwórczych maszyny pod kątem czasu obsługi i różnorodności produktów (por. Równoważenie produkcji).
  • Określenie wartości kluczowych czynników wywierających wpływ na poziom wydajności tj. czasy przezbrojeń i nastaw. Ustalenie wymaganych wartości dla tych czynników. Wizualizacja danych w formie wykresu słupkowego pozwoli na zidentyfikowanie wąskich gardeł hamujących efektywny przebieg procesu. Przykładowy wykres porównania czasów przygotowawczo-zakończeniowych dla poszczególnych zadań podano poniżej:


Projekt systemu

1. Planowanie zdolności Systemu dla maszyn

Do planowania zdolności Systemu Kanban wykorzystuje się Arkusze Planowania Zdolności Systemu (APZS). Przykładowy APZS dla maszyny prezentuje tabela1. Dane obliczeniowe Arkusza powinny posłużyć zbudowaniu cyklu obiegu kart zamówieniowych, produkcyjnych i zdawczych zgodnie z zasadami przedstawionymi na rysunkach 2-5.

2. Harmonogramowanie produkcji

Planowanie przepływów Kanban polega na graficznym określeniu obiegu kart zamówieniowych, miejsc umieszczenia tablic Kanban i odwzorowaniu przepływu materiałów. Przykładowy Plan przepływów Kanban przedstawiono na rysunku 8. Cykl obiegu karty Kanban rozpoczyna się wraz z wydaniem odbiorcy gotowego wyrobu (1). Następnie karta jest umieszczona (2) na tablicy Kanban wpływając tym samym na harmonogram produkcji. Kolejność i liczba kart znajdujących się na tablicy (3) determinuje sekwencję obróbki oraz wielkość partii i termin jej uruchomienia. Części są wytwarzane (4) zgodnie z harmonogramem z tablicy Kanban i przekazywane do magazyny wyrobów gotowych (6), którego wielkość oparta jest na nominalnej wielkości zapotrzebowania w wybranym okresie czasu. Przepływ materiałów między maszyną, a magazynem surowców (5) sterowany jest odrębną kartą produkcyjną na zasadzie przedstawionej rysunkiem 3. Obiegkarty produkcyjnej rozpoczyna się na maszynie wraz z przekazaniem zlecenia (z tablicy) na produkcję.

3. Plan przepływów Kanban

Zestaw Arkuszy dla maszyn, cykle obiegu poszczególnych kart i przepływy Kanban przynależące do wybranego procesu pozwolą na zbudowanie całościowego planu przepływów Kanban dla procesu. Na tym etapie dokonuje się określenia położenia wszystkich kart i tablic Kanban oraz zasad ich funkcjonowania. Z uwagi na wielość zmian jakie wprowadzi ze sobą System Kanban, korzystne jest stworzenie tzw. rozwiązania pośredniego polegającego na ulepszeniu stanu istniejącego opartego na bardziej dokładnym prognozowaniu i harmonogramowaniu produkcji, stabilnym i przewidywalnym przebiegu procesu oraz uelastycznieniu systemu przepływu materiałów. Rozwiązanie pośrednie ma pomóc w przeprowadzaniu zmian i kontroli terminowości ich przebiegu. Jednak celem planowania przepływów Kanban będzie projekt rozwiązania idealnego. Rozwiązanie idealne stać się ma wyznacznikiem stanu do którego należy dążyć wdrodze kolejnych ulepszeń.



Miejsce w dziedzinie zarządzania

Kanban stanowi integralną część działania w przedsiębiorstwach działających zgodnie z koncepcją Lean manufacturing lub Just In Time (JIT). Kanban doskonale się sprawdza również jako metoda zarządzania rozwojem oprogramowania (Patrz osobny artykuł Kanban w tworzeniu oprogramowania).

Zobacz też

Linki zewnętrzne

Bibliografia

I. Durlik: Inżynieria zarządzania. Strategia i projektowanie systemów produkcyjnych, cz. 1 i 2, Agencja Wydawnicza Placet, Warszawa 1996
ostatnia modyfikacja 20 sierpnia 2016 r.