Erätuotannon kehittäminen kosmetiikka- ja hygieniatuotannossa : Kapasiteetin nosto, asetusaikojen lyhentäminen ja ajojärjestyssääntöjen luominen

Abstract

Korkea vaihtelu ja pienet eräkoot vaativat tuotannonsuunnittelu- ja ohjausperiaatteiden kehittämistä, jotta yritys pysyy kilpailukykyisenä. Diplomityön kohdeyrityksen kosmetiikka- ja hygieniatuotteiden erätuotannossa havaittiin haasteita, jotka olivat johtaneet tuotteiden saatavuus- ja toimitushaasteisiin, joiden lisäksi yritys hakee kasvua. Tämän tapaustutkimuksen tavoitteena oli kehittää kohdeyrityksen tuotannon hienokuormitusta, toimitusvarmuutta ja oikea-aikaisuutta sekä luoda selkeät priorisointisäännöt tuotantojärjestyksen luomiseen. Suurimmiksi ongelmiksi tunnistettiin käyttämätön kapasiteetti ja tuotevaihtojen asetusajat, johon haettiin kirjallisuudesta lyhentämismenetelmiä ja keinoja hyödyntää asetusaikoja tuotantojärjestyksen suunnittelussa. Kirjallisuuskatsauksessa käsitellyt artikkelit tarjosivat konkreettisia asetusaikojen lyhentämismenetelmiä, joiden koettiin olevan sopivia kohdeyrityksen tuotantoon ja joilla odotettiin saavutettavan merkittäviä hyötyjä. Asetusaikojen lyhentämismenetelmien lisäksi kirjallisuus tarjosi tietoa tuotevaihtojen tehostamiseksi, minkä perusteella luotiin systemaattinen tuotevaihtojen tehostamisprosessi, jota hyödynnettiin kohdeyrityksen tuotantoon. Lisäksi kirjallisuudessa esitetyt tuotantojärjestyksen priorisointisäännöt huomioitiin kohdeyrityksen priorisointisäännöissä. Analyyseihin hyödynnettiin dataa useista lähteistä. Kvantitatiivista dataa hyödynnettiin erityisesti kapasiteetin käytön analysoimiseen sekä asetusaikojen vaikutuksen arvioimiseen. Laadullinen aineisto tuki prosessien ja tuloksien ymmärtämistä. Analyysi aloitettiin tarkastelemalla kohdeyrityksen nykyisiä tuotannonsuunnittelu ja -ohjausperiaatteita sekä tuotantoprosesseja ongelmien havaitsemiseksi. Tämän tueksi analysoitiin valittujen tuotantolinjojen kapasiteetin käyttöä pullonkaulojen tunnistamiseksi. Merkittäväksi todetuista asetusajoista suoritettiin mittaukset vertailuksi ja tärkeimpien kehityskohteiden tunnistamiseksi. Tarkastelemalla tuloksia havaittiin, että yhdellä tuotantolinjalla esiintyi merkittävästi tarpeetonta käyttämätöntä kapasiteettia, joka ratkaistiin rekrytoimalla työvoimaa, nostamalla päivittäistä maksimituotantomäärää ja parantamalla toimintatapoja. Asetusaikojen lyhentämiseen hyödynnettiin kirjallisuuden perusteella luotua systemaattista tuotevaihtojen tehostamisprosessia ja koottuja lyhentämismenetelmiä, joiden avulla asetusaikoja saatiin lyhennettyä jokaisella tuotantolinjalla. Tehdyt asetusaikamittaukset toimivat myös ajojärjestyssääntöjen luomisessa. Vertailemalla todellisia toteutuneita ja suunniteltuja tuotantojärjestyksiä uusilla periaatteilla luotuihin tuotantojärjestyksiin huomattiin uusilla periaatteilla saavutettavan merkittäviä aikasäästöjä asetusaikoihin. Tutkimuksen aikana tehtiin myös muutoksia kohdeyrityksen tuotannonsuunnittelu- ja ohjaus-järjestelmään parantamalla tuotannon ja myynnin yhteistyötä, eräkokojen määrittämistä ja tuotannon lattiatason ohjausta muun muassa visuaalisuuden avulla. Edellä mainittujen saavutettujen tuloksien lisäksi koko tuotannon tehokkuutta saatiin nostettua ja toimitusaikatauluista saatiin tarkempi kuva. Tulevaisuudessa tulee huolehtia uusien periaatteiden hyödyntämisestä sekä tarkastella pullonkaula-ajattelun, ennakoivan kunnossapidon ja lineaarisen optimoinnin mahdollisuuksia. Näiden lisäksi kohdeyrityksen tulisi osallistaa henkilökuntaa laajemmin, kartoittaa investointitarpeita, hyödyntää Lean- ja JIT-periaatteita (engl. just-in-time) sekä kehittää hankintaa. Tutkimuksen tieteellinen merkitys koostuu korkeaan vaihteluun sekä laatu- ja hygieniavaatimuksia sisältävän tuotannon suunnittelu- ja ohjausperiaatteiden kehittämisestä. Erityisesti luotu systemaattinen tuotevaihtojen tehostamisprosessi sekä ajojärjestysprosessi myöhästymisten ja asetusaikojen lyhentämiseksi tarjoavat avainkirjallisuuteen lisäarvoa. Tutkimuksessa havaittiin, että näillä sekä mittauksiin perustuvilla LSU-periaatteilla (engl. least setup) voidaan saavuttaa merkittäviä aikasäästöjä asetusaikojen osalta kohdeyrityksessä. Näitä periaatteita tulisikin testata ja hyödyntää vastaavissa tuotantoympäristöissä vertailun ja yleistämisen parantamiseksi.

High variability and small production batches require developing production planning and control principles for the company to remain competitive. The target company of this study produces cosmetics and hygiene products in batch production where problems with the availa-bility of products and challenges with deliveries have been detected. In addition, company seeks for growth. The objective of this case study was to develop the fine loading of produc-tion, delivery times, timeliness, and to make clear principles to determine production sequence. Major problems were unused capacity and setup times for which solution was sought from lit-erature. Also, ways to use setup times in production sequence was sought. The articles discussed in literature review offered concrete ways that were found to be good for shortening setup times, which seemed to be suitable for the company’s production envi-ronment and which were expected to achieve major benefits. In addition to ways for shortening setup times, the literature provided information on how to make product changeovers more ef-ficient, which was used for the company’s production. In addition, the traditional production sequencing rules presented in literature were considered when creating rules for company. There were multiple sources of data, and quantitative data was particularly used to analyze the use of capacity and to evaluate the effect of setup times. Qualitative data supported the understanding of production processes and results. The analysis began by examining the company’s current manufacturing planning and control (MPC) principles and processes to de-tect problems. To support this, the capacity utilization of chosen production lines was analyzed to identify bottlenecks. Setup times found to be significant, and measurements were made for comparison and to identify the most important developments. It was found from results that one production line had significant amount of unused capaci-ty, which was resolved by labor, increasing the daily maximum production volume, improving operating procedures, and clarifying instructions. Systematic process for improving the effi-ciency of changeovers based on literature was used to shorten up setup times as well as using different shortening methods. This resulted in setup times shortening on every examined pro-duction line. Setup times were also used in creating production sequencing rules and by com-paring the actual and planned production sequences with the new sequence based on new principles, it was noticed that new principles result in significant time saving in setup times. During the research, there were changes made to company’s MPC-system by improving co-operation between sales and production, determination of lot sizes, and floor level production control. In addition to previously mentioned results, the efficiency of the entire production was increased, and a more accurate view of the delivery schedules was obtained. In the future, company must take care of the utilization of these new principles and examine the possibilities of theory of constraints, predictive maintenance, and linear optimization. In addition, company should involve the staff more, seek for investments needs, use Lean and just-in-time principles, and develop procurement. The scientific contribution of the research consists of developing production planning and control principles in a production with high variability, quality, and hygiene requirements. Espe-cially, the created systematic process of increasing the efficiency of changeovers and the pro-cess of production sequencing to reduce delays and setup times bring value to literature. It was found that with these processes and using created least setup principles based on meas-urements, significant time savings can be achieved in setup times in object company. These principles should be utilized and tested in similar environments to improve the comparison and generalization