System produkcyjny każdego przedsiębiorstwa nie może dobrze funkcjonować bez dobrze zorganizowanej logistyki wewnętrznej, a użycie narzędzi Lean Manufacturing może znacznie wpłynąć na optymalizację przepływów surowców, komponentów czy wyrobów gotowych. Logistyka wewnętrzna – odpowiadając za właściwy przepływ, przemieszczanie wszystkich komponentów, produktów do kolejnych etapów produkcji, a także dostarczenie gotowych wyrobów do magazynu – ma znaczący wpływ na organizację przebiegu poszczególnych procesów. Jej funkcjonowanie jest często uzależnione od stosowanego systemu produkcji. Tak więc najczęściej w przedsiębiorstwie można wyróżnić system pchany (push) albo ssący (pull). Produkcja push polega na tym, że wcześniejsze stanowiska pracy produkują tyle, ile możliwe, bez znaczenia, czy jest zapotrzebowanie na wytwarzane wyroby, a zatem jest to typowa produkcja na magazyn. System push związany jest najczęściej z dużymi partiami, długim czasem przejścia, wysokim poziomem utrzymywanych zapasów, brakiem ciągłości przepływu. Produkcja w systemie pull – ssącym oznacza, że wcześniejsze stanowiska pracy produkują tylko tyle wyrobów, ile wykorzysta stanowisko kolejne, a zatem stawia na produkcję tylko tych podzespołów, które są potrzebne w danym momencie. Taki system produkcji przy użyciu odpowiednich narzędzi Lean Manufacturing, jak kart Kanban, zastosowanie supermarketu czy pociągu logistycznego pozwala na wyeliminowanie nadprodukcji, zapasów, a także odpowiednią gospodarkę i manipulowanie materiałami czy wyrobami gotowymi.

Główne cele logistyki wewnętrznej w procesie produkcji

W procesie produkcji można wyróżnić działania związane bezpośrednio z wytwarzaniem produktów oraz działania pomocnicze, w tym działania logistyczne umożliwiające realizację procesów wytwórczych. Można do nich zaliczyć m.in. takie działania, jak: zarządzanie zapasami, organizacja i funkcjonowanie systemu zaopatrzenia materiałowego, utrzymanie zapasów produkcji w toku, gospodarkę magazynową półproduktów i transport wewnętrzny, ale także niezwiązane z logistyką, jak: wybór i rozmieszczenie wyposażenia produkcyjnego, obsługa eksploatacyjna obiektów i wyposażenia produkcyjnego czy lokalizacja zakładu produkcyjnego (Muhlemann A.P., 1997). Realizacja wszystkich zadań w ramach logistyki pozwala określić rodzaj, ilość, miejsce i czas użycia materiału, determinując jednocześnie operacje transportowe, manipulacyjne i magazynowe oraz towarzyszący im przepływ informacji (Nowosielski S., 2001).

Niezależnie od działań w ramach logistyki podjętych przez każde przedsiębiorstwo produkcyjne, ważne jest odpowiednie wykorzystanie zdolności produkcyjnych, znalezienie rozwiązań, które pozwolą na właściwe planowanie, regulowanie i sterowanie przepływem produkcji, pozwolą zminimalizować czas i koszt.

W przypadku minimalizacji czasu logistyka powinna dążyć do stworzenia łańcucha czynności produkcyjnych, aby osiągnąć koordynację wykonania poszczególnych operacji, zapewnić odpowiednią optymalizację przepływu produktów i kolejności operacji jednostkowych w kolejnych etapach produkcji, zmniejszyć łączny czas dostarczenia produktów, średni czas trwania operacji jednostkowych, zapewnić odpowiednią organizację dostępności zapasów z magazynu oraz maksymalnie zminimalizować opóźnienia wykonania operacji lub doprowadzić do minimum liczbę operacji opóźnionych (Piasecka A., 2004). W drugim przypadku, czyli minimalizacji kosztów, logistyka powinna dążyć do maksymalnego zmniejszenia łącznego zużycia zasobów potrzebnych do zrealizowania operacji lub zmniejszenia, w stopniu największym z możliwych, kosztu wykonania operacji jednostkowych (Koźmiński A. K., Piotrowski W., 1995).

Wybrane narzędzia Lean Manufacturing usprawniające organizację logistyki wewnętrznej

Zastosowanie systemu ssącego umożliwia właściwe zsynchronizowanie produkcji z dostarczeniem odpowiednich podzespołów, komponentów do poszczególnych stanowisk pracy. Gospodarka i manipulowanie materiałami w czasie przemieszczania wewnątrz przedsiębiorstwa bądź magazynu – logistyka wewnętrzna – może zostać odpowiednio usprawniona poprzez zastosowanie narzędzi Lean Manufacturing, jak karty Kanban, zastosowanie supermarketu, czy pociągu logistycznego.

System Kanban (z jap. karta, etykieta, naklejka) to system komunikacyjny, który przekazuje informację, co i kiedy produkować, może być w formie kartki, albo pojemnika. Głównym celem jego zastosowania jest minimalizacja kosztów poprzez eliminowanie marnotrawstwa, dążenie do minimalizacji zapasów, w tym zapasów magazynowych, międzyoperacyjnych, zapasów produkcji w toku i wyrobów gotowych, minimalizacja przepływu informacji i dokumentów, obniżenie kosztów jakości, a przede wszystkim przyczynienie się do lepszej kontroli zapasów oraz do poprawy terminowości, niezawodności i płynności dostaw. Głównym zadaniem organizacji produkcji według Kanban jest wprowadzenie hasła „7 razy zero”, to znaczy zero zapasów, zero opóźnień, zero braków, zero kolejek, zero bezczynności, zero zbędnych operacji technologicznych i kontrolnych oraz zero zbędnych pomieszczeń. Ważnym elementem w systemie Kanban jest również ustalenie informacji zawartych na karcie, liczby produktów na jednej karcie oraz liczby kart. Jest to istotne, ponieważ większa ilość przemieszczanych produktów stwarza większe problemy z organizacją transportu, natomiast mniejsza ilość związana jest ze zwiększeniem częstotliwości dostaw i w takim przypadku zasadne staje się zastosowanie Mizusumashi – pociągu logistycznego.

Supermarket to wyznaczone miejsce w pobliżu produkcji, gdzie składowana jest określona ilość komponentów, podzespołów czy wyrobów gotowych przeznaczonych do zaopatrzenia linii produkcyjnych w potrzebne materiały. Supermarkety uzupełniane są przez pracownika magazynowego, każda pozycja zapasu ma swoje miejsce. Działanie supermarketu polega na tym, że kiedy pracownik pobierze wyroby w ilości dokładnie określonej według Kanbana czy pustego pojemnika są one przemieszczane za pomocą pociągu logistycznego, lub wózka widłowego do właściwego miejsca w procesie produkcji. Puste miejsce musi zostać uzupełnione o takie same pobrane ilości. Dobrze stworzony supermarket zapobiega produkcji nadmiernej liczby części, kontroluje poziom zużywanych zapasów.

Pociąg logistyczny (z jap. Mizusumashi) to środek transportu przypominający pociąg (składa się z ciągnika oraz wózków) mający na celu dostarczenie określonych materiałów, komponentów w ustalonej ilości zgodnie z kartą czy pojemnikiem Kanban z magazynu (najczęściej przy linii produkcyjnej, tzw. supermarket), po ustalonej, ściśle zdefiniowanej trasie dostaw w równych stałych odstępach czasu – cyklach wewnątrz przedsiębiorstwa do wyznaczonych stanowisk pracy na linii produkcyjnej (istnieje również możliwość przemieszczenia stałej ilości materiałów w zmiennych cyklach czasu). Zazwyczaj trasa Mizusumashi jest tworzona zgodnie z zasadą „pętli mleczarza”, wszystkie wykonywane operacje powinny być odpowiednio zestandaryzowane, aby uniemożliwić popełnianie błędów i zapewnić sprawny przepływ. A zatem celem zasadniczym Mizusumashi jest zapewnienie odpowiedniego przepływu materiałów i informacji, uzupełnianie w małych partiach, realizacja zamówień wewnątrz przedsiębiorstwa, dokonywanie wielu za- i rozładunków podczas jednego cyklu. Zastosowanie tego rozwiązania ma wpływ na obniżenie kosztów transportu przy wykorzystaniu pociągu zamiast pojedynczych transportów przy użyciu wózków widłowych, ogranicza ilość utrzymywanych zapasów na stanowiskach pracy, pozwala na lepszą koordynację, zapobiega nadprodukcji.

Przykład udanego wdrożenia narzędzi Lean Manufacturing w logistyce wewnętrznej w wybranym przedsiębiorstwie produkcyjnym

Przedsiębiorstwo X działające w Polsce jest firmą wchodzącą w skład światowego koncernu z branży motoryzacyjnej, w której ciągłe doskonalenie jest podstawą systemu zarządzania, rozwijaną i stosowaną przez wszystkich pracowników. Podstawowym zakresem działalności jest produkcja kompletnych systemów paliwowych wraz z pompą, czujnikami i zaworami do samochodów różnych marek. Wytworzone produkty charakteryzuje wysoka jakość, którą potwierdzają główni klienci, wskazując na nierdzewność, niepalność, odporność na warunki atmosferyczne oraz uszkodzenia mechaniczne. W Polsce przedsiębiorstwo jest dostawcą – eksporterem pierwszego rzędu dla pięciu koncernów motoryzacyjnych. Od samego początku swojego istnienia firma stawia na jakość wytwarzanych wyrobów (certyfikat ISO/TS 16949), terminowość, optymalizację procesów produkcyjnych, szybką i sprawną komunikację, maksymalną wydajność, bezpieczeństwo i higienę pracy. Innym ważnym elementem jest zadowolenie klienta zarówno zewnętrznego, jak i wewnętrznego, a także nastawienie na produkcję czystą ekologicznie (stosowana technologia wytwarzania umożliwia ponowne przetworzenie 98 proc. powstających w procesie odpadów tworzywa; w głównym procesie technologicznym nie powstają żadne odpady niebezpieczne dla środowiska naturalnego). Aby procesy były jak najbardziej optymalne, stara się zapewnić odpowiednią ergonomię, instaluje urządzenia pozwalające skrócić czas poszczególnych faz produkcji, a także ograniczające zużycie energii. Firma wytwarza technologią wytłaczania z rozdmuchiwaniem i z dodatkową obróbką termiczną skorupy zbiornika paliwa, produkcja jest seryjna.

Poszczególne podstawowe fazy procesu produkcyjnego to:

• transport polietylenu w granulacie w cysternie do maszyny formującej;
• proces rozdmuchiwania w formie, mający na celu przygotowanie odpowiedniego zbiornika – rozdmuchiwanie w formie (180°C) jest realizowane w procesie wytłaczania (extrusion blow molding) i przebiega w jednym etapie, w którym rozciąganie następuje głównie w kierunku obwodowym;
• forma studzona wodą, tzw. postcooling, aby nie doprowadzić do deformacji (ok. 2 min);
• sezonowanie wytworzonych zbiorników na tzw. wieży stabilizacyjnej (ok. 40 min);
• obróbka (istnieją trzy linie obróbcze, ale tylko jedna maszyna), czyli przede wszystkim zgrzewanie wykonywane automatycznie przez maszynę;
• montaż zbiornika z odpowiednimi komponentami, np. dwoma zaworami i przewodami odpowietrzającymi, pasem, osłoną termiczną, wlewem i innymi komponentami (wszystko zależy od wykonywanego modelu);
• sprawdzenie szczelności zbiornika.

Zmiany w przedsiębiorstwie do stanu obecnego trwały ok. 2,5 roku. Przed ich wprowadzeniem produkcja odbywała się w systemie push, w układzie przerywanym, brak było ciągłości przepływu. Hala produkcyjna jest bardzo długa, przedzielona jedną, wąską drogą służącą do przemieszczania zarówno produktów, jak i, wydzieloną ścieżką, dla pracowników. Wyprodukowane półprodukty, tj. zbiorniki, w kontenerach transportowane były wózkiem widłowym do magazynu, następnie na linię obróbczą, a następnie na montaż. Spowodowane to było tym, iż linia po rozdmuchu posiadała mniejszą wydajność niż prasa, a także były problemy techniczne. Firma korzystała z dużych kontenerów ważących ok. 140 kg, operator musiał go podjąć, przestawić, załadować ok. 20 zbiorników, co wiązało się z bardzo dużym wysiłkiem i długim czasem realizacji. Problemem były wąskie drogi, a kontener mierzył ok. 2,5 m. Operator miał ograniczoną widoczność, brał po dwa kontenery piętrowane, co powodowało zagrożenie bezpieczeństwa na drodze dla wszystkich pracowników, mimo wydzielonych tras. Innym problemem było długie przezbrojenie maszyny, które trwało ok. 12 godzin (1 maszyna, a trzy różne produkty). W czasie przezbrojenia należało zmienić formę. W tym czasie nie mógł być dalej wykonywany dany półprodukt, w związku z tym był on po fazie studzenia pakowany do specjalnych koszy i przemieszczany wózkiem widłowym do różnych punktów składowania w zależności od wytwarzanego produktu. W razie potrzeby półprodukty były ponownie dostarczane na linię, najpierw na obróbkę, a później przemieszczane do innej hali, gdzie odbywał się montaż. A zatem zanim został wytworzony gotowy wyrób, to jeszcze dwa razy musiał zostać przetransportowany. Firma posiadała trzy wózki widłowe. Dwa z nich zabierały pełne kontenery ze zbiornikami, dostarczały puste, a także rozwoziły komponenty na linię obróbcza i montażową. Musiały one jeździć cały czas, za każdym razem pokonać ok. 200 m, a czas dotarcia na linię wynosił ok. 40–45 min, w zależności od wydajności linii. Mimo tego, że jeździły w systemie ciągłym, to i tak zdarzały się sytuacje, że pracownik nie miał kontenera na zbiorniki i odkładał je w dowolne miejsce. Za każdym razem były transportowane dwa pełne kosze i jeden pusty. Przy liniach było bardzo ciasno, mieściły się tylko trzy kontenery, tzn. jeden pełny, jeden ładowany i jeden pusty. Ilość dostarczanych komponentów nie była w wystarczający sposób monitorowana, operator sam decydował, kiedy należy przywieźć komponenty, opierając się na własnym doświadczeniu. Taka sytuacja powodowała często, iż nie były one dostarczane na czas, stąd też pracownicy liniowi nie mogli pracować w trybie ciągłym. Tak skonstruowana linia i przepływy powodowały, że cały proces produkcyjny mógł trwać nawet jeden miesiąc, a przemieszczające się wózki widłowe były mało wydajne i stwarzały niebezpieczeństwo dla innych pracowników.

Główne wady w poprzednim procesie przepływu to: zbędny transport – wózki widłowe cały czas krążyły, półprodukty były magazynowane, nie było zachowanej ciągłości produkcji, zbiorniki musiały czekać na kolejną fazę obróbczą, zbyt długie przezbrojenie maszyny, niewłaściwy layout – obróbka i montaż w różnych miejscach, w najgorszych momentach półprodukty mogły być dwa razy magazynowane, tzn. przed obróbką i przed montażem. Marnotrawstwa pojawiające się w tym czasie to: duża awaryjność maszyn, nadprodukcja, brak TPM, zbędne ruchy operatorów, zbyt duże zapasy, magazynowanie, zbędny transport, krążenie półproduktów, niebezpieczeństwo.

Po przeanalizowaniu głównych źródeł marnotrawstwa, uwzględniając bezpieczeństwo, przedsiębiorstwo postanowiło usprawnić przepływ wyrobów gotowych oraz komponentów, odpowiednio organizując transport wewnątrzzakładowy. Po pierwsze, firma zmieniła layout hali produkcyjnej. Jedna linia montażowa dla produktów sprzedawanych w największych ilościach, znajdująca się do tej pory w innej hali, została przeniesiona w miejsce bezpośrednio po obróbce. Takie ustawienie wyeliminowało dodatkowy transport i znacznie przyspieszyło proces produkcyjny. Pozostałe dwie linie montażowe ze względu na brak miejsca pozostały na dotychczasowej hali. Drugim ważnym elementem było stworzenie odpowiedniego miejsca, z którego odbierane były i przemieszczane dalej ciężkie stalowe kontenery z wytworzonymi wyrobami gotowymi. Na linii nie było miejsca, stąd też osoby odpowiedzialne stworzyły jedną platformę dla trzech linii, którą można swobodnie przesuwać, obracać, odwracać zgodnie z potrzebami. Takie rozwiązanie wyeliminowało błędy z linią obróbczą, maszyną rozdmuchową, produkcją tylko określonych partii, licznymi zapasami utrzymywanymi tylko po to, żeby w razie postoju linii, trwającego niekiedy ok. 8 godzin, można wykonywać kolejne fazy produkcji. Aby to uzyskać, przeanalizowano problemy z najmniej wydajną, najgorszą linią obróbczą, zdiagnozowano według Pareto główne przyczyny przestojów, po czym udało się wysiłkiem całego zespołu usprawnić linię tak, żeby była szybsza od maszyny rozdmuchowej. Innym ważnym elementem było wdrożenie systemu SMED, który pozwolił przygotować maszynę do rozpoczęcia nowego procesu, skracając czas przezbrojenia z 12 do 5 godzin.

Kolejnym usprawnieniem w przedsiębiorstwie było stworzenie dwóch platform dostosowanych do trzech rodzajów kontenerów wyposażonych w odpowiedni system platform. Jedna z nich, tzw. załadunkowa, przeznaczona jest do odpowiedniego rozładunku i załadunku na środek transportu. Druga, większa platforma przeładunkowa, przy magazynie głównym została stworzona w celu tymczasowego składowania. Z jednej strony są to puste kontenery przeznaczone na halę produkcyjną, zaś po przeciwnej stronie układane są pełne kontenery z półproduktami lub wyrobami gotowymi. Tak skonstruowana platforma, lekko pochylona w kierunku przepływu kontenerów, znacznie ułatwia operatorowi za- i rozładunek. Tak stworzone platformy pozwoliły na wyeliminowanie z hali produkcyjnej wózków widłowych, a także pozwoliły na łatwiejsze przesuwanie kontenerów czy koszy przez jedną osobę. W ich miejsce wprowadzono dwa pociągi logistyczne, składające się z dwóch wózków i ciągnika elektrycznego. Jeden służy do przewozu komponentów (cykl co 1 godzinę), drugi natomiast –do przewozu pełnych i pustych kontenerów i dostosowany jest do trzech ich rodzajów (jeździ na bieżąco, co ok. 10 min). Do tej pory większość czynności wykonywana była spontanicznie, obecnie zostały one odpowiednio zestandaryzowane. Operator pociągu logistycznego po podjechaniu do platformy załadunkowej odbezpiecza przenośniki i spycha po rolkach odpowiedni pusty kontener na wózek, który zostaje samoczynnie zabezpieczony przed zsunięciem. Po przepchnięciu kontenerów z wózków na platformę, operator kieruje się w stronę hali produkcyjnej, gdzie pozostawia pusty kontener, a zabiera pełny i wraca do magazynu. Aby usprawnić przepływ pociągi logistyczne zostały stworzone tak, że bez problemu mogą zawracać. W magazynie operator pozostawia pełne kontenery na platformie przeładunkowej, sam zaś zawraca z pustymi na halę produkcyjną. Pełne kontenery zabierane są kierowane do magazynu wysokiego składowania.

Inne rozwiązania wprowadzone przez przedsiębiorstwo to: system pull, a także oparty o nim system Kanban produkcyjny i supermarkety. Funkcjonowanie Kanban w przedsiębiorstwie jest bardzo proste. Operator umieszcza puste opakowanie po komponentach na przenośniku rolkowym, co jest sygnałem dla logistyka, że należy uzupełnić komponenty na linii. Później operator pociągu podaje za pośrednictwem pokazanego przenośnika rolkowego jedno pełne opakowanie z komponentem o numerze referencyjnym, takim samym, jak pobrane wcześniej opakowanie puste. Zasada systemu Kanban w przedsiębiorstwie polega na tym, że przy odpowiednim stanowisku na linii powinny znajdować się tylko po dwa opakowania z każdym komponentem, tzn. jedno opakowanie w użyciu i jedno opakowanie jako zapas.

Supermarket w przedsiębiorstwie został wydzielony z magazynu wysokiego składowania komponentów. Na górze regału składowane są komponenty na paletach, zaś w dolnej części regału, przy posadzce mieści się supermarket. Jest on odpowiednio oznaczony, a na półkach grawitacyjnych opartych o system rolek dostępne są komponenty w pojedynczych opakowaniach, gotowe do pobrania przez operatora Mizusumashi komponentów. Za utrzymanie supermarketów odpowiada magazynier. Jego zadaniem jest kontrolować stan magazynowy. W razie stwierdzenia niewystarczającej liczby komponentów w supermarkecie, ma obowiązek pobrać paletę, a następnie umieścić mniejsze jednostki opakowaniowe potrzebne do produkcji w supermarkecie tak, aby była zachowana zasada FIFO.

Podsumowanie

Podsumowując warto zaznaczyć, że główne zmiany wprowadzone przez przedsiębiorstwo X przy zastosowaniu narzędzi Lean Manufacturing przyniosły mu znaczne korzyści. Zmiana layoutu, wprowadzenie dwóch platform, wyeliminowanie wózków widłowych, wprowadzenie pojemników kanbanowych i supermarketu znacznie usprawniły przepływ produktów i informacji, czyli logistykę wewnętrzną. Do głównych korzyści osiągniętych przez firmę zaliczyć można m.in. większą wydajność, lepszą synchronizację przepływu, redukcję odległości przemieszczania, redukcję ilości materiałów w procesie produkcji, minimalizację strat, zwiększone bezpieczeństwo czy lepszą ergonomię. Wprowadzone rozwiązania pozwoliły na zredukowanie odległości przemieszczania do absolutnego minimum, przyspieszenie przepływów dzięki wyeliminowaniu „wąskich gardeł”, a także w większym zakresie wyeliminowały zbędne transporty. Zastosowanie pociągu logistycznego miało wpływ na obniżenie kosztów transportu, ograniczenie ilości utrzymywanych zapasów na stanowiskach pracy, pozwoliło na lepszą koordynację i zapobiegło nadprodukcji. Opierając się na rozwiązaniach logistycznych, stosując konsekwentnie i długofalowo narzędzia Lean Manufacturing, przedsiębiorstwo X może liczyć na zwiększenie jakości wytwarzanych wyrobów, terminowość, optymalizację procesów produkcyjnych, szybką i sprawną komunikację, a przede wszystkim na zadowolenie klienta, a co za tym idzie osiągnięcie trwałej przewagi konkurencyjnej.

Dr Agnieszka Piasecka-Głuszak
Uniwersytet Ekonomiczny we Wrocławiu

Bibliografia:

KOŹMIŃSKI A. K., Piotrowski W. 1995. Zarządzanie. Teoria i praktyka. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa.
NOWOSIELSKI S. 2001. Zarządzanie produkcją. Ujęcie controllingowe. Wydawnictwo Akademii Ekonomicznej. Wrocław.
PIASECKA A.. 2004. Logistyka w wydawnictwie. Biblioteka Analiz. Warszawa.