Process design

1
Process design

• Operations strategy,
• Supply chain, flow and layout, process
• technology, job design
• Information technology

Tekn. Lic. Jerzy Mikler, KTH Industriell
Produktion
2
Customer benefits package

• PRODUCT NEEDS
• Price, quality, degree of customization (variety)
• DELIVERY SYSTEM NEEDS
• Availability, convenience, courtesy, safety,
  accuracy, reliability, delivery speed, delivery
  dependability
• VOLUME NEEDS
• Volume, volume variability, predictability
• OTHER
• Reputation, nb. of years in business, after sale
  support, ability to invest abroad, competent
  legal service, product design capability

3
Operations strategy
Company/business strategy (goal, vision)
Process
Capabilities
Competitive priorities
Market segment
Competitors
Resources
Day-to-day experience
Quality, dependability, cost, flexibility, speed
4
Quality, dependability, cost, flexibility, speed
Products/services to specification
quality
Short delivery times
On time delivery
Error free process
speed
Dependable production
Short throughput time
dependability



Ability to change
High productivity

flexibility
cost
New products more frequently Higher product
variety and mix Higher volume variability
Low price, High margin or both
5
Flexibility

• Ability to meet changes
• - Lose of efficiency (learning curve,
  change-over, more difficult gauging, expensive
  equipment)
• Design flexibility
• Fast introduce design change (e.g. platform
  concept)
• Manufacturing flexibility
• Ability to change production process
• Ability to meet uncertainty in manufacturing
  process
• Customer flexibility
• Ability to deliver customized products
• Business praxis flexibility
• Ability to easy incorporate collaborators

6
Speed

• Short throughput time
• Short lead time
• Responsiveness to customers
• Less work in progress
• Lower expense account
• Exposure of problems

7
Produkt och Process Utveckling
Innovationsprocessen
Konstruktion
Behov
Produkt och processutveckling (mot Royalties,
Licenser)
Produkt idé
Uppfinning
System konfigurering
Ständiga förbättringar
TPM TQM JIT 6S VE
Produkt konfigurering
Övervakning
Analys av prestanda
Prestanda
Råmaterial Komponenter Energi, Arbetskraft
Kvalitet
Underhåll
Produktion
Operativ Produktionsledning
Produkter, tjänster
8
Process design

• Network
• Flow and Layout
• Process technology
• Job design

9
Network

• BOM
• Make or buy /vertical integration
• Capacity
• Location
• Supply chain management

10
Relation between demand and supply
Purchase
Make
Deliver
Make to stock
D
P
Purchase
Make
Deliver
Make to order
D
P
Resource
Purchase
Make
Deliver
to order
D
P
P - Throughput time D- Demand time
11
Effective vs. responsive production
12
Effective vs. responsive production
13
Flow and layout
14
Characteristics of layout types
15
Product lifecycle
Throughput time Set-up time Capacity
utilization Balance loss Absenteeism
Capacity utilization Unit cost waste
Labor utilization Period billings Average Days
Late
Sales
Introduction Growth
Maturity Decline
Insufficient capacity Excess flexibility
Job Shop
-delivery -scheduling
Volume
Cellular Layout /FMS
-volume/mix -flexibility
Job Flow
Insufficient flexibility Excess capacity
-technology change -cost management
16
Balansering
Total tid, T 5,7
C480minuter/240styck2minuter
Minimalt antal av maskingrupper
1,8
0,9
1,5
1,5
ABC
DEF
G
HI
17
Flaskhalsar
1
2
3
1
2
3
200/h
50/h
200/h
200/h
200/h
200/h
Alla operationer är flaskhalsar
Operation 2 är flaskhals
Theory of Constraints - OPT
18
Operational factors
WIP
throughput
WIP
Flow time
throughput
Flow time
capacity
and
capacity
throughput
and
WIP
(VIA, produktionstakt, genomloppstid)
19
Choice of process technology
20
Fyra Olika Nivåer Av Styrning I En Verksamhet

• MPS material och produktionsstyrning
• MTS material och tillverkningsstyrning
• Samordning i en maskingrupp
• Maskinens styrsystem

21
Produktionsplanering och styrning
Order, logistik, installation, faktura, betalning
Orderhanteringsprocessen
Kundorder register
Produktionsorder
Tillverkning
BOM
Planering av leveranser
Inköpsorder
Försörjning
Produktionsplan
Planering av efterfrågan
Kapacitetsplanering
22
Enkel Kanban
Schedule board
Kanban collection box
K
K
K
K
Full container storage buffer
23
Dubbel Kanban
Schedule board
Production Kanban collection box
Schedule board
PK
PK
PK
PK
PK
PK
PK
Input buffer
Input buffer
WK
Output buffer
WK
Withdrawal Kanban collection box
24
Maskiner, Materialtransport

• Maskinuppställning och Layout
• Underlätta material- och informationsflöde
• Effektivt utnyttjande av människor och maskiner
• Eliminera risk för olyckor
• Överskadlighet (förbättrad kommunikation, insikt,
  förståelse vad som händer)
• Balansering
• Materialhantering och intern logistik

25
Automatisering Pådrivande faktorer

• Flera generationer av produkter i samma
  anläggning
• Reducering av omställningstider
• Mindre personal direkt knutten till processen,
• golvyta, omarbetningar och kassationer, lager,
  materialhantering
• Snabbare informationsutbytte längs
  tillverkningskedjan
• Reduktion av tråkiga, farliga och fysisk
  ansträngande arbetsuppgifter
• Längre livstiden för anläggningen,
  utnyttjandegraden, kapacitet
• Förmåga att producera småpartistorlekar, och
  produktfamiljer ekonomiskt
• Förbättrad trivsel på jobbet
• Nackdelar
• Förändringar Kostsamma

26
Maskingrupp

• Lagring (in-buffert, VIA, ut-buffert)
• Materialhantering (hantering av arbetsstycket,
  paletter, etc.)
• Verktyg, palett, fixtur
• överföring av verktygsdata
• förslitning
• Tillverkning
• Produktionsorder
• Beredningsunderlag (Material, CNC program,
  Rigginstruktioner, Operationsbeskriv,
  Mättprotokoll, etc)
• Omställning
• Kalibrering
• Övervakning av kritiska parametrar (toleranser)
• haverier (spåntrassel, vibrationer)
• mätning av arbetsstycket
• Mätning av arbetsstycket (toleranser, SPC)
• Mätning av genomloppstider/ledtider, via
• Underhåll (stopporsak, MTBF,MTTR)
• Säkerhet (tex. Ljusridå)

• Tillförlitlighet
• Standardisering
• Ständiga förbättringar

27
ERP, Enterprise Resource Planning

• Plant wide Data Collection
• Production Management
• Quality Management
• Efficiency Management
• Product Data Management
• Manufacturing Cost Optimization
• Plant wide Reporting
• Executive Information
• ERP Integration

28
Informationssystem

• Förfrågan
• Offert
• Beställning
• Ordererkännande
• Kundorderregistrering
• Beredning
• Materialplanering
• Produktionsplanering
• Lager
• Leverans
• Fakturering
• Redovisning
• Resultat
• Bokslut

• ISO 9000/14000
• CAD/CAM
• CNC-Kommunikation
• Statistik
• Tidsredovisning
• Löneprogram
• Säljstödsprogram
• Underhåll
• Människor

29
Informationssystem
Detaljritningar Operationsritningar Stillbilder
Videofilmer Ljudinstruktioner Scannade
dokument
Operationslista
Tider Material Arbetsinstruktioner Mätprotokoll CN
C-program Rigginstruktioner Offert
Order
CNC-program Rigginstruktioner Detaljritningar Op
erationsritningar Stillbilder Videofilmer Ljudinst
ruktioner
Tider Material Planering
Förkalkyl Efterkalkyl ArbetsinstruktionerMätproto
koll Förstabitskontroll Slutkontroll
Avvikelsesammanst
Orderarkiv
All unik information för ordern lagras i
arkivet med full spårbarhet
30
Informationshantering
Stöd för verksamhetsutveckling, total
effektivitet, etc.
Produktions planering och styrning
31
FMS
truckstyrning
underhåll
beredning NC program
Standardiserade lastbärare
Instation
Utstation
Materialhantering
övervakning
Automatisk omställbara maskiner
styrsystem
Standardiserad Kommunikations plattform
tillverkningscell
styrdator
32
SCADA
I/O
PLC 1
device driver
PLC 2
I/O
Graphics
PLC 3
Program xxxx cccc
PLC 4
33
Communication technologies
34
Performance measures

• Job flow time Time of completion - Time the
  job was available for first processing operation
• Any job in the waiting line, moving from one
  operation to the next, being delayed for some
  reason, being processed, or residing in component
  or subassembly inventories is considered to be
  work-in-process (WIP) inventory
• The percent of work time productively spent by a
  machine or worker is called utilization.
• utilization productive work time / Total work
  time available