Kokoonpanotuotannon tuotannonsuunnittelun ja -ohjauksen kehittäminen : pullonkaulaohjauksen ja materiaalitarvelaskennan vertailu
Mäkitalo, Elli-Noora (2021)
2021
Tuotantotalouden DI-ohjelma - Master's Programme in Industrial Engineering and Management
Johtamisen ja talouden tiedekunta - Faculty of Management and Business
This publication is copyrighted. You may download, display and print it for Your own personal use. Commercial use is prohibited.
Hyväksymispäivämäärä
2021-09-07
Julkaisun pysyvä osoite on
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202108266824
https://urn.fi/URN:NBN:fi:tuni-202108266824
Tiivistelmä
Työn kohteena olleessa kokoonpanotuotannossa oli tapahtunut ja ennustettiin tapahtuvaksi merkittävää kasvua. Tässä tapaustutkimuksessa tavoitteena oli löytää vastauksia siihen, mikä tuotannonsuunnittelu ja -ohjausjärjestelmä olisi paras kohdetuotannon suorituskyvyn tukemiseen ja parantamiseen: nykyisin käytössä oleva materiaalitarvelaskenta (MRP) vai pullonkaulateoriaan (TOC) pohjautuva pullonkaulaohjaus (DBR). Mikäli DBR todettaisiin soveltuvaksi, kuvattaisiin, miten sitä tulisi soveltaa. Lisäksi tarkoituksena oli tunnistaa yleisesti kohdetuotannon merkittävimpiä kehityskohteita tuotannon kapasiteetin ja suorituskyvyn kasvattamiseksi.
Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellut artikkelit osoittivat, että DBR oli tuottanut monenlaisissa ympäristöissä parempia tuloksia kuin pelkkä MRP. Läpikäytyjen artikkelien pohjalta DBR:a voitiinkin pitää soveltuvana kohdetuotannolle. Lisäksi DBR:n käyttöönotosta seuranneita hyötyjä ja tunnistettua positiivista kehitystä voitiin odottaa tapahtuvaksi myös kohdetuotannossa. Tällaisia kehityskulkuja olivat esimerkiksi tuottavuuden kasvu, virtauksen tasapainottuminen sekä myöhästymisten, kiireen ja ylitöiden väheneminen.
Tutkimuksen analyysit toteutettiin pääasiallisesti käsittelemällä määrällistä dataa, mutta myös laadullista dataa hyödynnettiin analyysien tulosten ymmärtämiseksi sekä oikeellisuuden varmistamiseksi. Datalähteitä oli useita, ja analyysi jakautuikin lopulta kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa tunnistettiin pullonkauloja kirjallisuudesta löydetyillä kolmella eri menetelmällä. Kaikilla menetelmillä yhden osaprosessin, komponentti P:n valmistuksen kolme vaihetta nousivat pullonkauloiksi. Analyysin toisessa osassa tutkittiin tuotannon valmistusmääriä niin viikko- kuin päivätasollakin sekä näihin vaikuttaneita tekijöitä. Valmistusmääriin vaikuttaneiden tekijöiden analyysissa merkittävimmiksi nousivat poissaolot sekä ei syytä -kategoria, joka tarkoittaa, että tuotannossa ei ollut päästy päiväkohtaisiin tavoitteisiin, mutta myöskään tälle ei ollut tunnistettu selvää syytä. Ei syytä -kategorian suuruutta voidaan osaltaan pitää merkkinä siitä, että tuotannossa on paljon sellaisia valmistusmääriin vaikuttavia tekijöitä, joita ei ole tunnistettu.
Tutkimuskysymysten kannalta merkittävimmän tuloksen antoi kolmas analyysi. Siinä katsottiin tarkemmin komponentti P:n valmistusprosessin suoriutumista, ja huomattiin, ettei tuotanto ole noudattanut tuotantosuunnitelmaa. Tätä voitiin pitää selittävänä tekijänä monille tuotannon haasteille, mutta siitä johtuen myöskään nykyistä MRP-ohjausta ja sen aikatauluja ei voitu arvioida. Tästä johtuen toimenpide-ehdotuksia päädyttiin esittämään sekä lyhyellä tähtäimellä nykyisen järjestelmän kehittämiseksi että pitkällä aikavälillä mahdolliseen DBR:een siirtymiseksi. Lyhyellä aikavälillä tärkeimmäksi toimenpiteeksi voidaan nostaa tuotannon saaminen takaisin aikatauluun sekä pysymään siinä, kun taas pitkällä aikavälillä DBR:n käyttöönotossa selvästi merkittävin muutos on toiminta- ja ajattelutapojen muutos TOC:n mukaisiksi.
Tutkimuksen tieteellinen merkitys tulee erityisesti DBR:sta ja MRP:sta tehdystä vertailusta. Tutkimuksessa havaittiin, että DBR:lla voidaan saada monenlaisissa ympäristöissä monenlaisia hyötyjä, mutta selvää rajaa eri mallien soveltumiselle ei voida vetää: hyvin pienetkin yksityiskohdat voivat vaikuttaa saatuihin tuloksiin. Vastaavia vertailuja tulisikin toteuttaa jatkossa lisää, ja niissä tuotantomuoto ja toimintaympäristö tulisi nostaa tarkempaan tarkasteluun. The object of this study is an assemble-to-order production plant where there has been a significant increase in demand as well as in future forecasts. In this case study, the objective was to examine which manufacturing planning and control system would be the best for the factory to maintain and improve its capability: material resource planning (MRP) or theory of constraints (TOC) based drum-buffer-rope (DBR) model. If DBR was seen appropriate, the application and the implementation would be described. In addition, the objective was to identify the most important improvement areas in general to increase the capacity of the production process.
In the literature review, the examined articles indicate that in many environments DBR had given better results than just MRP. Based on the examined articles, it can be stated that DBR is appropriate for the target production process. Additionally, the benefits of implementing DBR could also be gained in the target production process. The identified benefits were for example increased productivity and on-time delivery, balanced flow, freed time, and decreased overtime.
The analyses of the research were done mainly by processing quantitative data, but also qualitative data was used to understand the results correctly and to ensure the reliability. There were many data sources and the analyses spread to three groups. In the first analysis group, the bottlenecks were identified with three methods found from the literature. In each of these, the bottlenecks were identified to the manufacturing process of the component P. In the second analysis group, the output amounts were examined both weekly and daily, and also the affecting factors for these were analysed. In the affecting factors analysis, the most significant ones seemed to be absences and ‘no reason’ category, which means that the daily target amount has not been reached but also no cause was identified. The size of the ‘no reason’ category can be seen as a sign of that there are plenty of factors that affect output that have not been identified.
In answering the research questions, the most considerable finding was gotten from the third analysis group. The manufacturing process of the component P was investigated more closely, and it was found that the manufacturing did not follow the production schedule. That could be considered an explanatory factor for many challenges of the production process. Also due to that the current MRP system could not be evaluated. Therefore, the proposals for future actions were given both to develop the current model in shorter term and to possibly change to DBR in the longer term. In the shorter term, the most important action is to get the production back on schedule and to follow it now and in the future. Instead in the longer team, the most significant change is the need to amend the ways of thinking and the culture to be in line with TOC.
The scientific contribution of the research comes from the comparison of the DBR and MRP models. In the research, it was found that DBR could bring many benefits in different kinds of environments but there is no clear boundary between the models: small details can influence the obtained results. Same kind of comparisons should be done more in the future, and the production process model and the operational environment should be analysed more closely.
Kirjallisuuskatsauksessa tarkastellut artikkelit osoittivat, että DBR oli tuottanut monenlaisissa ympäristöissä parempia tuloksia kuin pelkkä MRP. Läpikäytyjen artikkelien pohjalta DBR:a voitiinkin pitää soveltuvana kohdetuotannolle. Lisäksi DBR:n käyttöönotosta seuranneita hyötyjä ja tunnistettua positiivista kehitystä voitiin odottaa tapahtuvaksi myös kohdetuotannossa. Tällaisia kehityskulkuja olivat esimerkiksi tuottavuuden kasvu, virtauksen tasapainottuminen sekä myöhästymisten, kiireen ja ylitöiden väheneminen.
Tutkimuksen analyysit toteutettiin pääasiallisesti käsittelemällä määrällistä dataa, mutta myös laadullista dataa hyödynnettiin analyysien tulosten ymmärtämiseksi sekä oikeellisuuden varmistamiseksi. Datalähteitä oli useita, ja analyysi jakautuikin lopulta kolmeen osaan. Ensimmäisessä osassa tunnistettiin pullonkauloja kirjallisuudesta löydetyillä kolmella eri menetelmällä. Kaikilla menetelmillä yhden osaprosessin, komponentti P:n valmistuksen kolme vaihetta nousivat pullonkauloiksi. Analyysin toisessa osassa tutkittiin tuotannon valmistusmääriä niin viikko- kuin päivätasollakin sekä näihin vaikuttaneita tekijöitä. Valmistusmääriin vaikuttaneiden tekijöiden analyysissa merkittävimmiksi nousivat poissaolot sekä ei syytä -kategoria, joka tarkoittaa, että tuotannossa ei ollut päästy päiväkohtaisiin tavoitteisiin, mutta myöskään tälle ei ollut tunnistettu selvää syytä. Ei syytä -kategorian suuruutta voidaan osaltaan pitää merkkinä siitä, että tuotannossa on paljon sellaisia valmistusmääriin vaikuttavia tekijöitä, joita ei ole tunnistettu.
Tutkimuskysymysten kannalta merkittävimmän tuloksen antoi kolmas analyysi. Siinä katsottiin tarkemmin komponentti P:n valmistusprosessin suoriutumista, ja huomattiin, ettei tuotanto ole noudattanut tuotantosuunnitelmaa. Tätä voitiin pitää selittävänä tekijänä monille tuotannon haasteille, mutta siitä johtuen myöskään nykyistä MRP-ohjausta ja sen aikatauluja ei voitu arvioida. Tästä johtuen toimenpide-ehdotuksia päädyttiin esittämään sekä lyhyellä tähtäimellä nykyisen järjestelmän kehittämiseksi että pitkällä aikavälillä mahdolliseen DBR:een siirtymiseksi. Lyhyellä aikavälillä tärkeimmäksi toimenpiteeksi voidaan nostaa tuotannon saaminen takaisin aikatauluun sekä pysymään siinä, kun taas pitkällä aikavälillä DBR:n käyttöönotossa selvästi merkittävin muutos on toiminta- ja ajattelutapojen muutos TOC:n mukaisiksi.
Tutkimuksen tieteellinen merkitys tulee erityisesti DBR:sta ja MRP:sta tehdystä vertailusta. Tutkimuksessa havaittiin, että DBR:lla voidaan saada monenlaisissa ympäristöissä monenlaisia hyötyjä, mutta selvää rajaa eri mallien soveltumiselle ei voida vetää: hyvin pienetkin yksityiskohdat voivat vaikuttaa saatuihin tuloksiin. Vastaavia vertailuja tulisikin toteuttaa jatkossa lisää, ja niissä tuotantomuoto ja toimintaympäristö tulisi nostaa tarkempaan tarkasteluun.
In the literature review, the examined articles indicate that in many environments DBR had given better results than just MRP. Based on the examined articles, it can be stated that DBR is appropriate for the target production process. Additionally, the benefits of implementing DBR could also be gained in the target production process. The identified benefits were for example increased productivity and on-time delivery, balanced flow, freed time, and decreased overtime.
The analyses of the research were done mainly by processing quantitative data, but also qualitative data was used to understand the results correctly and to ensure the reliability. There were many data sources and the analyses spread to three groups. In the first analysis group, the bottlenecks were identified with three methods found from the literature. In each of these, the bottlenecks were identified to the manufacturing process of the component P. In the second analysis group, the output amounts were examined both weekly and daily, and also the affecting factors for these were analysed. In the affecting factors analysis, the most significant ones seemed to be absences and ‘no reason’ category, which means that the daily target amount has not been reached but also no cause was identified. The size of the ‘no reason’ category can be seen as a sign of that there are plenty of factors that affect output that have not been identified.
In answering the research questions, the most considerable finding was gotten from the third analysis group. The manufacturing process of the component P was investigated more closely, and it was found that the manufacturing did not follow the production schedule. That could be considered an explanatory factor for many challenges of the production process. Also due to that the current MRP system could not be evaluated. Therefore, the proposals for future actions were given both to develop the current model in shorter term and to possibly change to DBR in the longer term. In the shorter term, the most important action is to get the production back on schedule and to follow it now and in the future. Instead in the longer team, the most significant change is the need to amend the ways of thinking and the culture to be in line with TOC.
The scientific contribution of the research comes from the comparison of the DBR and MRP models. In the research, it was found that DBR could bring many benefits in different kinds of environments but there is no clear boundary between the models: small details can influence the obtained results. Same kind of comparisons should be done more in the future, and the production process model and the operational environment should be analysed more closely.