Drum-Buffer-Rope

„Aktivovanie zdroja a využitie zdroja nie je synonymum."

Dr. Eliyahu M. Goldratt

Výroba je srdcom ekonomiky. Industriálna revolúcia priniesla do výrobných procesov veľké zmeny. Nároky na výrobu neustále rástli a čo ešte nedávno vyzeralo ako nemožné, je dnes už bežný jav.

Sériové procesy, v ktorých existuje závislosť jednotlivých krokov, sú relatívne novým fenoménom. Vo výrobe je táto závislosť sprevádzaná celým výrobným procesom.

Priekopníkom v sériovej výrobe bol Henry Ford, ktorý v roku 1913 spustil prvú montážnu linku. Výsledkom bolo obmedzenie pohybu pracovníkov a odstránenie zbytočných medzikrokov, zjednodušenie jednotlivých úkonov a ich rozdelenie na menšie časti. Systém spoľahlivo funguje v masovej výrobe pri malej variácii produktov a menšom množstve prestavení strojov.

Forda nasledoval Taiichi Ohno s výrobným systémom Toyota. Snažil sa eliminovať nedostatky Fordovho systému najmä v produkcii s väčšou variabilitou produktov a pri potrebe väčšieho množstva prestavení strojov. Taiichi Ohno zistil, že redukciou času nastavení môže podstatne zredukovať plytvanie v podobe nadprodukcie, priveľkých zásob alebo nadmernej prepravy. Systém Ford aj systém Toyota pritom sústreďujú svoju pozornosť na najslabšie miesto v organizácii – na jeho najpomalší krok.

Prečo sa treba sústrediť na najslabšie miesto?
Tento spôsob je známy z analógie výletu skautského oddielu. Je prirodzené, že členovia oddielu nekráčajú rovnakou rýchlosťou. Napríklad, pokiaľ je najpomalší skaut v strede zástupu, tak skauti pred ním budú kráčať rýchlejšie a skauti za ním pôjdu jeho tempom, čo spôsobí, že členovia oddielu kráčajúci pred ním sa mu začnú vzďaľovať.

Pokiaľ má ale celý oddiel prísť do cieľa pokope, musia členovia pred najpomalším skautom vždy zastať a počkať na skautov pochodujúcich za nimi, ktorí tak budú neustále v pohybe. Nerovnomerný výkon celého oddielu zapríčiní zdržanie a nesúlad. Aby bol pochod bezproblémový a čo najrýchlejší, presunie sa najpomalší skaut na čelo zástupu a určuje jeho rýchlosť, takže nevznikajú rozstupy. Výkon celého oddielu je tak hladký a rovnomerný. problem-skautskeho-oddielu
Armáda toto riešenie upravila. Postačí, ak najpomalší vojak zostane v zástupe na pôvodnom mieste a pripojí sa k nemu bubeník, ktorý podľa jeho tempa bubnuje do kroku a tým určí rýchlosť, akou sa oddiel pohybuje. Všetci vojaci tak postupujú tempom toho najpomalšieho bez rozstupov a prídu do cieľa naraz. armadne-riesenie
Ako súvisí táto analógia s moderným systémom výroby?
Najpomalší skaut reprezentuje obmedzené miesto a rozstupy skautov reprezentujú čiastočne hotový výrobok čakajúci na spracovanie. Takisto je to aj vo výrobe. Nie všetky zdroje disponujú rovnakou výrobnou kapacitou, jedno spracovanie materiálu trvá dlhšie ako iné. Aj tu sa treba zamerať na najpomalšie, respektíve obmedzené miesto. Továreň nie je schopná vyrobiť viac, ako obmedzené miesto dokáže spracovať.

Preto sa moderné systémy výroby, akým je aj výrobný systém Toyota, sústreďujú na obmedzené miesto. Systém zabezpečuje uvoľňovanie materiálu a tok vo výrobe, pomocou svojich dvoch pilierov Just-in-timeKanban systému kariet.

Just-in-time je zameraný na zníženie zásob tovaru na nulovú hodnotu tým, že dodá správny druh v správny čas na správne miesto – daný zdroj si „potiahne“ materiál vtedy, keď ho potrebuje.

Kanban je systém kariet, ktoré určujú množstvo a druh materiálu na uvoľnenie do výroby. Uvoľní sa len potrebné množstvo, ktoré je diktované tempom obmedzeného miesta. Systém zabraňuje nadprodukcii a eliminuje vysoké zásoby. just-in-time-riešenie
Takto sú jednotlivé miesta medzi sebou „zviazané“. Každé miesto si potiahne materiál od predchádzajúceho vtedy, keď ho potrebuje (Just-in-time) a v takom druhu a množstve, aké potrebuje (Kanban systém kariet). Rýchlosť posúvania materiálu je úmerná rýchlosti spracovania obmedzeného miesta.


Riešenie TOC Drum-Buffer-Rope:

Aplikácia Drum-Buffer-Rope (DBR) z Teórie obmedzení vychádza z rovnakých základov ako výrobný systém Toyota. Zameriava sa na obmedzené miesto s tým rozdielom, že nespája jednotlivé miesta medzi sebou, ale spája obmedzené miesto so začiatkom procesu, teda s uvoľňovaním surového materiálu. drum-buffer-rope riešenie
Aplikácia je preto jednoduchá a rýchla na implementáciu, nie v rozmedzí rokov či mesiacov, ale dokonca týždňov. Nevyžaduje totiž „zviazanie“ jednotlivých miest medzi sebou ani nastavenie Kanban kariet medzi jednotlivými miestami, vďaka čomu dosahuje skvelé výsledky za krátky čas.

Kvôli jednoduchosti implementácie sa aplikácia Drum-Buffer-Rope používa v širokom spektre produkcií. Pomocou Buffer manažmentu dokáže aplikácia ustáť aj veľkú mieru variability, respektíve nepredvídateľných udalostí, napríklad pokazenie lakovacieho stroja či prasknutie hadice na hydraulike, a pritom zabezpečiť nepretržitú prevádzku a zlepšovanie výkonnosti produkcie.

Aplikácia Drum-Buffer-Rope už v názve zahŕňa tri základné elementy:

  • Drum = najslabší článok alebo obmedzené miesto
  • Buffer = dĺžka trvania uvoľnenia materiálu pred obmedzené miesto
  • Rope = načasovanie uvoľnenia materiálu

Cieľom tejto aplikácie je ochrániť obmedzené miesto systému. Rovnako chráni celý systém pred neočakávanými okolnosťami a tiež pred závislosťami procesov v rámci systému, čím maximalizuje jeho celkovú efektivitu.

Tento systém môžeme rozdeliť do dvoch častí:

  1. aplikácia Drum-Buffer-Rope zabezpečuje základnú charakteristiku, nastavenie a správanie sa systému
  2. Buffer manažment umožňuje monitorovanie správania sa systému, ktoré zároveň zabezpečí jeho čo
    najefektívnejšie využívanie

proces-prevadzky-systemu drum-buffer-rope

Najväčším problémom v produkcii sú procesné závislosti a variabilita. Variabilita je spôsobovaná neustále sa meniacimi prioritami (dnes je dôležitá zákazka X, zajtra už zákazka Y), meniacim sa dopytom na trhu, poruchami strojov, nedostatkom surovín či nízkou kvalitou materiálov, fluktuáciou zamestnancov a podobne. Takáto variabilita zamestnáva ľudí väčšinu ich pracovného dňa.

Základom Teórie obmedzení je sústredenie sa na obmedzené miesto. Aplikácia Drum-Buffer-Rope chráni obmedzené miesto pred variabilitou a procesnými závislosťami a teda chráni systém ako taký. Výsledkom sú nižšie zásoby, vyššia produkcia, menej prepracovaní a tiež včasné dokončenie prác.

Metóda piatich krokov neustáleho zlepšovania:

  1. identifikácia obmedzenia systému
  2. rozhodnutie, ako obmedzené miesto využiť
  3. podriadenie všetkého ostatného obmedzenému miestu
  4. navýšenie kapacity obmedzeného miesta
  5. pokiaľ sa v predchádzajúcom bode podarilo obmedzené miesto „prelomiť“, je potrebné vrátiť sa späť k bodu 1

Identifikácia obmedzeného miesta
Obmedzené miesto limituje celkovú výkonnosť organizácie. V produkcii sa väčšinou toto obmedzené miesto nachádza na konci systému (keby sa nachádzalo na začiatku, bolo by oveľa ľahšie spozorovateľné, pretože všetky nadchádzajúce úseky by často čakali na prácu).

Obmedzenie systému môže byť:

  • vo vnútri organizácie: keď nie je schopná vyrobiť viac ako je dopyt na trhu – vtedy sa používa aplikácia Drum-Buffer-Rope (DBR)
  • mimo organizácie: keď je naopak schopná vyrobiť viac oproti dopytu na trhu – v tom prípade sa používa aplikácia Simplified Drum-Buffer-Rope (S-DBR)

Rozhodnutie, ako obmedzené miesto využiť
Vzhľadom na to, že obmedzené miesto limituje výkonnosť organizácie, je potrebné zabezpečiť, aby bolo nečinné čo najmenej, najlepšie nikdy. Takisto je nutné zaistiť, aby maximalizovalo svoju kapacitu, čím sa zvýši aj kapacita systému a teda sa vyrobí viac.

Na obmedzené miesto sa umiestni Drum (bubon, používaný na udávanie tempa, ako aj obmedzené miesto udáva tempo výroby). Na zvýšenie kapacity a zamedzenie nečinnosti obmedzeného miesta je potrebné podrobné naplánovanie práce. Pri zvýšenej výkonnosti sa pri rovnakých vstupoch znižujú zásoby, respektíve množstvo čiastočne hotových výrobkov čakajúcich na spracovanie. Tok produkcie je tak výrazne plynulejší.

využitie obmädzeného miesta

Pokiaľ sa v tomto mieste dosiahlo maximum, nasleduje tretí bod.

Podriadenie všetkého ostatného obmedzenému miestu
Aby sa obmedzené miesto maximálne využilo, musí byť neustále v činnosti. Treba prihliadať aj na vzájomnú závislosť procesov a na to, že do výroby vstupujú Murphyho zákony a variabilita – výpadky vo výrobe. Aj vtedy musí mať obmedzené miesto dostatočné množstvo zásob na pokračovanie vo výrobe.

Jednoducho povedané, je nutné ochrániť obmedzené miesto pred „vyhladovaním“, čo sa dosiahne umiestnením Bufferu pred obmedzené miesto. Buffer je nastavená časová dĺžka, ktorá určuje, kedy je potrebné uvoľniť surový materiál do výroby a to tak, aby dorazil skôr, ako sa obmedzenému miestu minie materiál na ďalšie spracovanie. Keďže zdroje pred obmedzeným miestom majú väčšiu výrobnú kapacitu a vyprodukujú viac, uvoľňovaním materiálu v predstihu sa kumuluje materiál pred obmedzeným miestom. Aby sa tomu zabránilo, obmedzené miesto určuje, kedy sa má surový materiál vypustiť do výroby. To sa nazýva Rope.

Rope viaže prvú operáciu vo výrobe s obmedzeným miestom tak, aby sa uvoľňoval materiál do výroby len vtedy, ak obmedzené miesto ukončí spracovanie predchádzajúceho materiálu. V tej chvíli dá Rope signál k uvoľneniu
ďalšieho materiálu.

drum buffer rope

Pokiaľ sa všetky neobmedzené miesta podriadili obmedzenému miestu, prichádza štvrtý krok.

Navýšenie kapacity obmedzeného miesta
Tento krok sa využíva len v prípade, pokiaľ sa naplno aplikovali predošlé kroky a využili sa všetky interné možnosti na zvýšenie kapacity obmedzeného miesta, no napriek tomu sa nedosiahli požadované výkony. Vtedy treba navýšiť kapacitu na požadovanú úroveň dodatočnou investíciou, napríklad zakúpením ďalšieho stroja do výroby alebo outsourcingom časti výroby.

Pri tomto bode treba poznamenať, že Teória obmedzení sa sústredí na zlepšenie prietoku v organizácii, a preto je dôležité najmä správne identifikovať obmedzené miesto. V opačnom prípade, napríklad ak po nesprávnom zadefinovaní obmedzeného miesta hneď nakúpime dodatočný stroj, bude zlepšenie prietoku v organizácii malé a celkové zlepšenie podniku len ťažko spozorovateľné.

Pokiaľ sa v predchádzajúcom bode podarilo obmedzené miesto „prelomiť“ návrat do bodu 1:
Pokiaľ sa podarilo obmedzené miesto „prelomiť“, čiže zdroj má väčšiu kapacitu a už nelimituje výkon systému, nasleduje návrat k bodu 1, nájdenie nového obmedzeného miesta a opakovanie týchto piatich bodov.

Takto sa v organizácii zabezpečí proces neustáleho zlepšovania.

Simplified Drum-buffer-rope (S-DBR):

Táto aplikácia sa používa v prípade, keď sa obmedzené miesto presunie z vnútra organizácie von. Organizáciu už nič interne nelimituje a dokáže vyrobiť viac než je dopyt na trhu. Obmedzené miesto sa nachádza medzi vnútorným a vonkajším prostredím, medzi zákazníkovou objednávkou a schopnosťou organizácie vyrobiť a dodať tovar. Pokiaľ organizácie operujú v tomto prostredí, mali by sa sústrediť na dosiahnutie spokojnosti zákazníka.

Podľa piatich krokov zamerania a neustáleho zlepšovania sa Drum umiestňuje na to obmedzené miesto, na ktorom treba navýšiť kapacitu. Pokiaľ interné obmedzené miesto dokáže uspokojiť potreby trhu pri 80 % vyťaženosti, postačí umiestniť Drum na koniec procesu. Tým je expedícia – miesto hotových výrobkov. Je to z dôvodu, že pokiaľ je obmedzeným miestom trh, tak schopnosť presadiť sa na trhu závisí od schopnosti rýchlejšie vyrobiť tovar a dodať ho zákazníkovi. V tejto situácii je potrebné umiestniť iba jeden Drum a preto sa tejto aplikácii hovorí Zjednodušená (Simplified) Drum-buffer-rope aplikácia.

V druhom bode sa obmedzené miesto pozdvihne tým, že žiadna objednávka nebude dodaná neskoro a 
Drum bude určovať tempo výroby. V rámci tretieho bodu podriadime všetky interné procesy obmedzenému miestu, aby nebolo nič dodané neskoro. Buffer určí výšku hotových výrobkov na sklade a rope načasovanie uvoľnenia materiálu do výroby na základe dopytu.

externé obmädzenie

Buffer manažment
Buffer manažment je kontrolný bod výroby. Aplikácia Drum-Buffer-Rope je „motorom výroby“. Buffer manažment ochraňuje „motor“ proti variabilite a v predstihu varuje, ak by bola ohrozená včasná výroba a dodanie.

Buffer manažment je rozdelený do troch zón a tie sú farebne rozlíšené podľa toho, v ktorej sa nachádza materiál putujúci pred obmedzené miesto:

  • zelená zóna = všetko prebieha v poriadku a materiál sa dostaví v predstihu
  • žltá zóna = varovanie, že je potrebné zvýšiť pozornosť, aby sa materiál dostavil načas
  • červená zóna = má najväčšiu prioritu pri spracovaní pri predchádzajúcich zdrojoch

Pri expedícii (S-DBR) sú predmetom Buffer manažmentu časy dodania tovaru zákazníkovi. Ak je čas od objednania po dodanie tovaru dlhý, tak dané farby sú rozdelené rovnakým pomerom v tomto časovom intervale. V zelenej zóne nie je čas na dodanie ohrozený, ale v červenej je nutné podriadiť všetky kroky k náprave a presunu späť do zelenej zóny. Pri internom obmedzenom mieste je to čas, ktorý je potrebný od uvoľnenia surového materiálu až po jeho dodanie do obmedzeného miesta v správny čas, aby miesto nečinne nestálo.

Vo výrobnom procese sa najčastejšie objavujú tieto symptómy:

  • slabá výkonnosť (pomalý tok)
  • nejednoznačný systém priorít
  • nedodržanie času výroby
  • dlhá dodacia doba
  • privysoké zásoby
  • vysoké zastarávanie (produkty s obmedzenou trvanlivosťou)
  • dlhá odozva na zmeny na trhu