Koncepcja „szczupłego wytwarzania” (ang. Lean Manufacturing) staje się obecnie jednym z wiodących podejść do zarządzania przedsiębiorstwami produkcyjnymi i ma duży wpływ na procesy logistyczne. Referat opisuje najważniejsze metody Lean Manufacturing stosowane w procesie logistycznym począwszy od wysyłki materiału od dostawcy, a skończywszy na dostarczeniu materiału do linii produkcyjnej producenta.

l. Wstęp

Lean Manufacturing (pol. Szczupłe Wytwarzanie) ma swoje korzenie w Japonii. Szczególnie Toyota wykazała się konsekwencją we wdrażaniu unikalnych, racjonalnych metod organizacji produkcji i dostaw. Dane z końca lat 80-tych pokazują, że Toyota potrzebowała niemal dwukrotnie mniej powierzchni i nakładu pracy niż firmy amerykańskie, utrzymywała o 95% mniej zapasów komponentów, a przy tym miała 3 razy mniej braków w swoich wyrobach ¹.

Tak efektywna produkcja przełożyła się oczywiście na sukces rynkowy tej firmy. James Womack i Daniel Jones spopularyzowali japońskie podejście dzięki książkom „The Machine That Changed the World” (Maszyna, która zmieniła świat) oraz „Lean Thinking” (polski tytuł: „Odchudzanie firm”), wydanych w latach 90-tych. Podali oni przykłady firm amerykańskich i europejskich z różnych branż, które same z sukcesem wdrożyły „szczupłe” metody (Lantech, Porsche, Pratt&Whitney). Jones i Womack, na podstawie rezultatów osiąganych przez firmy stosujące „szczupłe” podejście, zdefiniowali Lean Manufacturing jako koncepcję, która “wykorzystuje mniej wszystkiego, w porównaniu z produkcją masową – połowę pracy ludzkiej, połowę przestrzeni, połowę inwestycji w narzędzia, … aby wytwarzać dwa razy szybciej, … z mniejszą liczbą braków … i utrzymując mniej niż połowę zapasów…”. Kluczowe narzędzia Lean Manufacturing, takie jak system ssący, czy transport w pętli mleczarza mają istotny wpływ na procesy logistyczne w przedsiębiorstwach.

Przykładowo Jones opisuje wyniki badań nad zastosowaniem „szczupłych” metod do reorganizacji łańcuchów dostaw opierając się na przykładach z firm Toyota i Tesco ^{2 3}. Stosowanie narzędzi Lean Manufacturing w obu wypadkach umożliwiło znaczną poprawę kluczowych wskaźników takich jak czas realizacji dostawy części zamiennych (Toyota), czy współczynnik wypełnienia koszyka w supermarkecie (Tesco), przy jednoczesnym obniżeniu zapasów w łańcuchu dostaw.

W dalszej części referatu opisano „szczupły” proces logistyczny obejmujący transport towarów od dostawcy do producenta (Szczupłe metody realizacji dostaw) oraz sposób organizacji składowania i transportu materiałów w przedsiębiorstwie (Szczupłe metody w logistyce wewnętrznej). W podsumowaniu podano rezultaty osiągane w przykładowych przedsiębiorstwach stosujących opisane metody.

2. Szczupłe metody realizacji dostaw

Proces realizacji dostaw w koncepcji Lean Manufacturing opiera się na systemie ssącym. System ssący oznacza częste dostawy w małych partiach, bezpośrednio z jednego etapu produkcji do następnego (z jednej fabryki do drugiej). Skutkuje to zwiększeniem częstotliwości dostaw oraz rezygnacją z magazynów pośrednich i punktów przeładunkowych. Przepływ informacji jest oparty na prostych sygnałach, przekazywanych pomiędzy działami produkcji kooperujących firm. Na rys.1 porównano łańcuch dostaw typowy dla produkcji masowej ze szczupłym łańcuchem dostaw.

W produkcji masowej transport odbywa się rzadko, w dużych partiach od dostawców do producenta, nierzadko z wykorzystaniem magazynów pośrednich (rys.1a). Tam kompletowane są bieżące dostawy do klienta. Podejście to jest zorientowane na pełne wykorzystanie przestrzeni ładunkowej samochodu ciężarowego. Dlatego zamiast wozić od dostawcy 1-2 palety komponentów codziennie, przewozi się kilkadziesiąt palet raz na kilka tygodni. W sytuacji, kiedy mamy do czynienia z dużą wariantowością wyrobów, a zatem i komponentów do nich, takie podejście powoduje zmniejszenie elastyczności producenta. Ze względu na rzadkie dostawy musi on zamawiać na podstawie niepewnych prognoz, a nie faktycznych potrzeb i musi magazynować znaczne ilości wielu wariantów komponentów.

Czasem koszty nadmiernych zapasów przenosi on na dostawcę, np. poprzez stosowanie składu konsygnacyjnego. Powoduje to przesunięcie tych kosztów do dostawcy, ale nadal pozostają one w łańcuchu dostaw. Duże zapasy i rzadsze dostawy powodują, że czas przejścia produktu przez łańcuch dostaw zostaje wydłużony i zwiększa się nakład pracy na zarządzanie dostawami (dużo prognozowania i przyspieszeń).

Dostawy wg koncepcji Lean Manufacturing (rys.1b) odbywają się bezpośrednio od fabryki do fabryki, bardzo często i w małych partiach: kilka razy dziennie, kiedy dostawca jest zlokalizowany w promieniu kilkunastu km od producenta, bądź codziennie, ewentualnie kilka razy w tygodniu, kiedy dostawca znajduje się kilkaset km od producenta. Częste dostawy w małych partiach automatycznie redukują zapasy w komponentów u producenta, a komponenty są zamawiane wg bieżących zamówień producenta, a nie kilkutygodniowych prognoz. Dzięki temu redukowane są zapasy rotujące i buforowe (zabezpieczające przez błędami prognoz). Dostarczane jest tylko to, co będzie potrzebne producentowi w ciągu np. następnego dnia.

Tak częste dostawy wymagają jednak odpowiedniej metody transportu, ekonomicznej dla małych i częstych dostaw. Metoda ta określana jest mianem pętli (bądź cyklu) mleczarza i polega na tym, że w jednym transporcie przewożone są komponenty od kilku różnych dostawców. Innymi słowy samochód ciężarowy objeżdża kilku dostawców (zatacza pętlę) i od każdego pobiera niewielką ilość towaru. Sumarycznie jednak przestrzeń ładunkowa jest wypełniona. Również przesyłana do dostawcy informacja jest znacznie prostsza w postaci np. elektronicznego kanban’a i również prostszy jest proces zarządzania dostawami, m.in. przez to, że zmniejsza się ilość tzw. przyspieszeń. Takie podejście pozwala zdecydowanie zredukować zapasy, wyeliminować koszty magazynów pośrednich, obniżyć koszty zarządzania dostawami i poprawić elastyczność łańcucha dostaw.

3. Szczupłe metody w logistyce wewnętrznej

Generalną zasadą Lean Manufacturing jest produkcja dostosowana do bieżącego tempa zamówień klienta, w małych partiach, w różnych wariantach, dokładnie na czas. Na rys. 2 porównano system produkcyjny typowy dla produkcji masowej z systemem szczupłym. Podstawowe elementy decydujące o przepływie materiałów i informacji w szczupłym przedsiębiorstwie to:

• obszary o przepływie ciągłym (ang. continuous flow);
• system ssący (ang. pull system);
• poziomowany harmonogram (ang. leveled schedule).

Obszar o przepływie ciągłym to zwykle gniazdo przedmiotowe, wewnątrz którego produkowane elementy są przemieszczane wg zasady “przetwórz jedną sztukę, przemieść jedną sztukę”. Gniazda przedmiotowe budowane są poprzez zestawienie razem wielu stanowisk, realizujących kolejne operacji technologiczne, wymagane do wytworzenia danego wyrobu (bądź rodziny wyrobów). Gniazda takie mają wiele zalet: krótki czas przejścia części, pomiędzy stanowiskami danego gniazda nie gromadzą się zapasy, nie potrzeba pomiędzy nimi dodatkowych operacji transportowych i nie trzeba przekazywać harmonogramu produkcji oddzielnie do każdego stanowiska. Przykład obszaru o przepływie ciągłym pokazano na rys.2b w postaci gniazda spawania i montażu (porównaj z rys.2a).

Obszary przepływu ciągłego są połączone ze sobą mechanizmami systemu ssącego. System ten zapewnia, że dane gniazdo produkcyjne wytwarza tylko to, co jest aktualnie wymagane przez następne gniazdo. Typowe elementy tego systemu to supermarkety (patrz rys. 2b) i kolejki FIFO (ang. first in first out, pierwsze weszło pierwsze wyszło). Oba te mechanizmy służą zarówno do przemieszczania materiałów jak i przekazywania informacji, nierzadko w postaci kart Kanban. Supermarkety i kolejki FIFO pozwalają:

• kontrolować zapasy produkcji w toku i utrzymywać je na niskim i co najważniejsze na racjonalnie uzasadnionym poziomie;
• przekazywać informację o tym co produkować bezpośrednio z jednego procesu produkcyjnego do drugiego;
• dostosować tempo produkcji procesu dostarczającego komponenty do tempa produkcji procesu odbierającego komponenty.

W systemie ssącym harmonogram produkcji podawany jest tylko do jednego gniazda określanego jako stymulator (ang. pacemaker, patrz gniazdo spawania i montażu na rys.2b). Pozostałe gniazda produkcyjne dostosowują swoją produkcję do potrzeb stymulatora dzięki supermarketom i kolejkom FIFO. Stymulator otrzymuje poziomowany harmonogram produkcji. Harmonogram ten sprawia, że produkcja jest zlecana na przemian w małych partiach, różnych typów wyrobów, zgodnie z tempem zamówień klienta. Wdrożenie szczupłego przepływu materiałów związane jest często ze skróceniem czasów przezbrojeń (z wykorzystaniem metody Single Minute Exchange of Die SMED) i poprawy niezawodności maszyn (z wykorzystaniem metody Total Preventive Maintenance TPM).

Dostawa komponentów do gniazd o przepływie ciągłym wymaga stworzenia efektywnego wewnętrznego systemu dostaw materiałów kupowanych (komponentów). Przyjmuje się, że komponenty powinny być dostarczane do gniazd często i w małych ilościach, np. co godzinę i na godzinę produkcji. W takim podejściu dostarczanie komponentów w dużych pojemnikach lub paletach przy pomocy wózków widłowych jest nieefektywne. Stosuje się raczej tzw. małe pociągi lub ciągniki (ang. small trains lub tuggers) ⁴.

Wózek elektryczny ciągnie kilka wagoników i wg godzinnego rozkładu jazdy przyjeżdża do magazynu surowców, gdzie ładowane są na niego nieduże pojemniki z częściami na godzinę produkcji dla kilku (lub kilkunastu) gniazd. Następnie „pociąg” objeżdża wydział produkcyjny wyznaczoną trasą, zatrzymując się przy gniazdach produkcyjnych, dostarczając do nich pojemniki z częściami i odbierając puste pojemniki. Taki sposób dostarczania materiałów do gniazd również określa się mianem „pętli mleczarza” (patrz rys.3). Często wraz z pustymi pojemnikami przekazywane są karty kanban, informujące, jakich części dane gniazdo będzie potrzebowało za kolejną godzinę.

2. Podsumowanie

Lean Manufacturing jest coraz chętniej stosowane w Polsce w różnych branżach: motoryzacyjnej (Toyota Wałbrzych, Scania Słupsk, Draexlmaier Jelenia-Góra, TRW Częstochowa), AGD i RTV (Whirlpool Wrocław, Thomson Żyrardów), lotniczej (Pratt&Whitney Kalisz), metalowej (Stanley Wrocław), czy spożywczej (Masterfoods Sochaczew)⁵. Znane są również przykłady z małych i średnich firm (BlackPoint Wrocław)⁵. Przedsiębiorstwa, które wdrożyły Lean Manufacturing zanotowały znaczne redukcje zapasów (w różnych kategoriach) o 50-70%, czasu realizacji partii produkcyjnej o 50-90%, potrzebnej powierzchni produkcyjnej o 20-50% oraz wzrost wydajności (liczony w szt. na osobo/godzinę) o 15-50%^{5 8}. Przedsiębiorstwa, które uzyskały dobre wyniki we wdrażaniu „szczupłej” filozofii zaczynają rozszerzać tą koncepcję na swoje łańcuchy dostaw. Powszechne jest stosowanie opisywanych tu metod w branży samochodowej. Elementy „szczupłego podejścia” w dostawach są również stosowane w innych branżach np. AGD, czy spożywczej ^{5 8}. Z informacji podawanych w ^{2 3}, potencjalne korzyści to redukcja czasu przejścia produktów przez cały łańcuch dostaw nawet o 80%, zmniejszenie zapasów produktów gotowych w centrach dystrybucji nawet o 70%, przy poprawie poziomu obsługi klienta finalnego.

Remigiusz HORBAL
Tomasz KOCH