Poređenje učinka linijskog i funkcionalnog layout-a

Facebook Twitter LinkedIn

Translated with permission from “Performance Comparison of Job Shop and Flow Shop“ by Christoph Roser on AllAboutLean.com.

Job shopovi (funkcionalni layout) su po prirodi puno više haotičniji od flow shopova (linijski layout). Prethodno, pisao sam mnogo na ovu temu. Koristeći simulaciju, uzeli smo dva sistema i pokušali smo ih učiniti identičnim što je više moguće – osim što je jedan flow shop a drugi job shop. Ovaj post temelji se na idejama mog studenta Daniela Ballacha.

Dva sistema

Cilj je bio postići da ova dva sistema budu identična što je više moguće. Flow shop je bio lakši dio. Imate samo slijed procesa sa FIFO baferima između. Dolje je prikazan primjer s 5 procesa, iako smo mjenjali broj procesa između 1 i 50. Procesi su imali isto vrijeme ciklusa od 10 vremenski jedinica koje su nasumično raspoređene pomoću gama distribucije. Ispred svakog procesa nalazio se FIFO s maksimalnim kapacitetom od 10 dijelova. I ponuda i potražnja bile su beskonačne.

Za job shop smo pokušali napraviti sistem da je što više identičan kao flow shop, osim što je ruta bila promjenjena. Svaki pristigli komad je bio nasumično dodijeljen jednom od mnogih procesa. Brojač je pratio koliko je često komad već obrađen. Nakon 5 iteracija, komad je napuštao sistem. To daje isto radno opterećenje kao kod flow shopa. Komadi koji nisu obrađeni 5 puta vraćali su se na nasumični proces. Komadi koji se vraćaju imaju prioritet nad komadima koji još nisu uopće obrađeni. Da bi se izbjegle situacije blokiranja, ovi komadi koji su obrađeni barem jednom možda će morati čekati u zasebnom redu prije određivanja prioriteta i nasumične dodjele. Slično flow shopu, također smo simulirali sisteme između jedne iteracije s 1 procesom i 50 iteracija s 50 procesa.

Dodatni red čekanja za komade koji se vraćaju nazad malo će povećati zalihe, a time i vrijeme isporuke. Međutim, to je potrebno kako bi se izbjegla blokada.

Korištenje linijskog takta

Pogledajmo prvo korištenje. Plava linija u donjem grafikonu je prosječna iskorištenost u flow shopu. Opet, svi procesi imaju istu distribuciju vremena ciklusa, što znači da svi imaju istu brzinu. Sa velikim baferom između, ovi procesi mogu poprilično raditi puno radno vrijeme, s iskorištenošću u rasponu od 99,6% do 99,9%. Duži flow shopovi imaju malo nižu iskorištenost, iako to ne čini veliku razliku. Naravno, u stvarnosti bi vaši procesi imali malo drugačija vremena ciklusa, imali biste kvarove ili zastoje a vaši baferi možda neće biti tako veliki, što bi rezultiralo manjim iskorištenjem.

Međutim, kad je u pitanju job shop iskorištenost je pokazala značajan pad kako se broj procesa povećavao. Najveći sistem s 50 procesa imao je iskorištenost od 79,9%. Opet, ovo je bez ikakvih kvarova, uz savršeno jednake procese s jednakim opterećenjem svakog procesa. U stvarnosti, iskorištenost bi bila mnogo manja.

Donji grafikon pokazuje iste podatke na drugačiji način. Umjesto korištenja, pokazuje linijski takt (tj. prosječno vrijeme između završetka dijelova). Budući da je sam proces imao prosječno vrijeme ciklusa od 10 vremenskih jedinica, sam sistem ne može biti bolji od ovih 10 vremenskih jedinica. Flow shop uspio je ostati vrlo blizu ovih 10 vremenskih jedinica, uzimajući oko 10,04 vremenske jedinice za proizvodnju dijela. S druge strane, job shopu je bilo potrebno duže vrijeme da završi prvi dio. Uz 50 procesa, dio je završen svakih 12,5 vremenskih jedinica … i opet, to je u idealnim uslovima sa savršenom obradom bez ikakvih kvarova ili zastoja.

Općenito, flow shop je sposoban proizvoditi robu brže od job shopa. Zapravo za flow shop broj procesa je napravio samo marginalnu razliku, a za povećanje takta i smanjenje iskorištenja je izuzetno mala razlika. Naravno, u stvarnosti se vaš sistem možda neće ponašati tako lijepo kao naša simulacija, ali čak i tada ubijeđen sam da će flow shop bolje raditi od job shopa.

Zalihe i Lead time

Također smo pogledali zalihe u sistemu i lead time za prolazak dijelova kroz sistem. I ovdje se flow shop pokazao puno bolje. Grafovi u nastavku prikazuju ukupne zalihe u sistemu za različiti broj procesa. Kako bi flow shop i job shop bili što bolje uspoređeni, koristili smo identične veličine bafera. Ovi baferi odvajaju fluktuacije od procesa (za flow shopove i job shopove) i razlike u slijedu procesa 8 (samo za job shopove).

Međutim, prvi bafer u flow shopu ne donosi nikakvu korist u sistemu. Budući da imamo neograničenu zalihu, prvi bafer u flow shopu uvijek će biti pun. Uklanjanje bafera smanjilo bi zalihe za 10 komada i na sličan način smanjilo vrijeme isporuke. Da bi se prikazala potpuna slika, graf u nastavku prikazuje zalihe u flow shopu sa i bez prvog bafera. Ako uključite prvi bafer, zalihe flow shopa će uvijek imati 10 komada više.

Na temelju zaliha i vremena takta, možemo koristiti Litteov zakon za izračunavanje lead time-a. Ovo nam je prikazano u nastavku. Slično kao sa zalihama, prikazujemo flow shop sa i bez prvog bafera. Budući da prvi bafer uviek ima 10 dijelova, razlika će uvijek biti tačno 10 taktova.

Zaliha i lead time su puno bolji kod flow shopova nego kod job shopova. Ako izuzmemo prvi bafer, i lead time i zalihe flow shopa će otprilike biti upola manje od job shopova. Ovo je značajna razlika. Možete prepoloviti svoj lead time ako se prebaciti iz job shopa u flow shop.

Ostali efekti

Opet sam pokušavao sisteme održati što sličnijim. Ovo se također temelji na nekoj simulaciji U stvarnosti ćete imati mnogo razlika. Neki od ovih efekata će smanjiti razliku izmeđ flow shopova i job shopova. Na primjer, vaše usmjeravanje neće biti savršeno nasumično kao u ovoj simulaciji. Drugi efekti će, međutim, učiniti job shop još gorim od flow shopa. Na primjer, job shop je uvijek teži za razumijeti i upravljati, a u stvarnosti ćete možda morati tražiti dijelove za posao ili tražiti poslove za radnike. Bit će mnogo grešaka a samim tim i gubitaka samo u neznanju šta da se radi, gdje i kada. Flow shop će imati mnogo manje problema ovog tipa.