Metody szacowania potencjału optymalizacji procesów w produkcji

Metody szacowania potencjału
optymalizacji procesów w produkcji
kruszyw.
Andrzej Skoneczny
Absolwent
Wydziału
Górniczego
Politechniki
Wrocławskiej
o specjalności górnictwo odkrywkowe oraz studiów podyplomowych
w Szkole Głównej Handlowej w Warszawie na kierunku Zarządzanie
Jakością. Odbyte liczne kursy i szkolenia z zakresu biznesowego
zarządzania przedsiębiorstwem. Certyfikat Ministerstwa Skarbu Państwa
dla członków rad nadzorczych. Praktyka w zakresie zarządzania
w koncernach międzynarodowych. Były Dyrektor Operacyjny – Członek
Zarządu w koncernie kruszywowym TARMAC Polska. Doświadczenie
w zakresie zarządzania jakością produkcji, efektywnością i skutecznością
procesów, optymalizacji kosztów, maksymalizacji wyników w kilkunastu
jednostkach produkcyjnych. Współautor oraz odpowiedzialny za
wdrożenie i certyfikowanie systemów zarządzania w firmie. Autor wielu
publikacji dla wydawnictw branżowych, współautor krajowych
dokumentów technicznych dla produkowanych kruszyw i drogownictwa
(WT-1, WT-2). Członek Komitetu Technicznego nr 212 przy Polskim
Komitecie Normalizacyjnym, członek Rady ds. Certyfikacji przy Instytucie
Budownictwa i Górnictwa Skalnego w Warszawie. Współpraca
ze Stowarzyszeniem Kopalń Odkrywkowych oraz Polskim Związkiem
Pracodawców Producentów Kruszyw.
Od roku 2011 konsulting dla branży wydobywczo przeróbczej.
Wyrób budowlany, jakim jest kruszywo powstaje
w skomplikowanym i interdyscyplinarnym procesie
obejmującym etapy od przygotowania wydobycia,
poprzez przeróbkę, aż do etapu składowania. Tło
wymagań formalnych i prawnych to również złożony
układ wzajemnych powiązań i oddziaływań. Niemożliwe
jest funkcjonowanie w tym biznesie bez dopasowania się
do powyższej specyfiki. W okresach prosperity branży
dużo nakładów przeznaczonych zostało dla uniknięcia
zakłóceń i uzyskania maksymalnej, sprzedawalnej
wielkości produkcji. Obecne czasy spadku popytu na
dobra inwestycyjne wymagają przeglądu aktualnej
sytuacji rynkowej, oceny własnej konkurencyjności oraz
oszacowania kosztów dostosowania się do dynamicznych
wymogów rynku, bądź w skrajnych przypadkach
rezygnacji z tego jakże specyficznego biznesu. Oprócz
minimum, finansującego koszty stałe należy skupić się na
bieżącej działalności produkcyjnej i dostosować ją do
wymogów aktualnej sytuacji rynkowej. Każdy organizm
produkcyjny posiada potencjał optymalizacji w zakresie
elastyczności produkcji, redukcji kosztów, czy zwiększenia
efektywności. Potencjał ten najczęściej związany jest
z posiadanymi już środkami produkcyjnymi, rzadziej
wymaga nowych, kosztownych inwestycji. Istotne są
również czynniki organizacyjne. W wielu przypadkach to
złe nawyki, brak motywacji, błędy technologiczne oraz
niska kultura techniczna. Wewnętrzna, samodzielna
ocena i wyciągnięcie wniosków są trudne, gdyż codzienne
przyzwyczajenie do konkretnych sytuacji oraz wyuczony
i schematyczny kanon postępowania to tylko wierzchołek
góry lodowej. Obiektywna ocena aktualnej sytuacji musi
być oparta o skuteczne zarządzanie informacją. Cechy
użytecznej informacji to jej pełność, aktualność i pewność.
W praktyce systemy zarządzania informacją to jej
pozyskiwanie, analiza, podejmowanie decyzji, rozliczanie
z zadań. Wśród wielu czynników, raportowanie
najważniejszych
zdarzeń
charakterystycznych
dla
procesów produkcyjnych to:

KPI – (Key Performance Indicators)
Kluczowe wskaźniki efektywności stanowią
źródło obiektywnej informacji o wykonywanej
produkcji oraz kosztach. KPI są także narzędziem
kontroli menedżerskiej, pozwalają szybko
podejmować decyzje, nadawać priorytety
działaniom, wcześnie reagować na problemy.

OEE – (Overall Equipment Effectiveness)
Wynikowa efektywność produkcji (czasami
nazywana efektywnością całkowitą), jest to
obecnie standard w ocenie wykorzystania
dostępnej wydajności oraz czasu pracy. To
najlepsza praktyka w monitorowaniu i poprawie
procesów produkcji. OEE jest proste i praktyczne,
gdzie łatwo można zidentyfikować i zamienić na
fakty liczbowe najczęstsze i najważniejsze źródła
strat produkcyjnych.
W branży kruszywowej kluczowymi wskaźnikami
efektywności, wpływającymi w ostatecznym efekcie na
poziom uzyskiwanych kosztów zmiennych są jednostkowe
zużycia czynników energetycznych oraz produktywności
na osobę zatrudnioną bezpośrednio przy procesach
produkcyjnych. Takie podejście eliminuje ewentualne
błędy analityczne związane z wahaniami cen za jednostkę
energii lub paliwa. Jest rzeczywistym miernikiem
skuteczności energetycznej procesu w konkretnej
specyfice. W tym momencie możemy zadać pytanie czy
koszty energii i paliw to poziom, z którego jesteśmy
zadowoleni, czy możemy go obniżyć. Program analityki
KPI powinien być przystosowany do specyfiki konkretnej
jednostki produkcyjnej, tzn. zawierać pakiet wskaźników,
na które mają bezpośredni wpływ osoby zarządzające
produkcją i realizujące produkcję. Po pierwszym sezonie
analitycznym i identyfikacji potencjału dla poszczególnych
wskaźników należy określić cel na kolejny sezon
produkcyjny. System powinien zawierać elementy
doskonalenia, aż do momentu osiągnięcia oczekiwanego
poziomu. Poziom taki powinien być w normalnej praktyce
produkcyjnej utrzymywany w kolejnych sezonach. System
KPI powinien mieć również związek z systemem
premiowania w firmie, dzięki czemu będzie możliwa
okresowa ocena menedżerów średniego i wyższego
szczebla. Zasady raportowania KPI muszą być proste,
zrozumiałe oraz wykluczać możliwość manipulowania
wynikami.
Poniżej przedstawiono przykład analityki KPI zawierającej
jednostkowe zużycie energii i paliw. Ten konkretny
przypadek obrazuje różnice w jednostkowym zużyciu
czynników energetycznych dla okresów sezonu z podobną
produkcją. Istota analityki i późniejszych działań to
maksymalne wypłaszczenie wahań oraz zawężenie granic
amplitudy wahań. Przyczyna jest bardzo prosta: jeśli
mamy porównywalne okresy produkcyjne to jednostkowe
zużycia czynników powinny być podobne. Jeśli jest inaczej
należy odnaleźć przyczynę.
Wydobycie razem [ton]
80 000
59 500 58 395 56 610 58 395 57 630 55 973
60 000
40 000
25 968
20 000
0
Mar
Kwi
Maj
Cze
Lip
Sie
Wrz
Zużycie jednostkowe paliw [l/t]
0,16
0,15
0,15
0,14
0,13
0,13
0,12
0,13
0,12
0,11
0,11
0,10
0,10
0,10
0,09
0,08
Mar
Kwi
Maj
Cze
Lip
Sie
Wrz
Zużycie jednostkowe energii [kWh/t]
225 tys. zł. Całkowite uniknięcie wahań w jednostkowych
zużyciach czynników energetycznych jest w praktyce
niemożliwe. Najczęściej w ramach optymalizacji
wykorzystywane jest 2/3 zmierzonego potencjału.
Pokazane wykresy są tylko przykładem i obrazują one
dość dobry stan analizowanej organizacji. W szerszej
praktyce potencjał związany z redukcją zużycia czynników
energetycznych jest znacznie większy.
Szerokiej, akademickiej definicji OEE literalnie nie można
przenieść do branży producentów kruszyw, chociażby
dlatego, że na sezon produkcyjny mają wpływ warunki
pogodowe, konieczność wykonania dłuższych postojów
i remontów, duża sezonowość produkcji itp..
Bezpośrednia analityka czasu pracy mogłaby być wtedy
zafałszowana. Z kolei wpływ na czas przerw kodeksowych
oraz czas rozpoczęcia i zakończenia zmian produkcyjnych
może być bardziej elastyczny tzn. np. przerwy
śniadaniowe nie muszą oznaczać całkowitych wyłączeń
ciągów produkcyjnych, jak to jest zorganizowane w
typowej, ciągłej produkcji taśmowej. W analityce OEE
największe znaczenie ma ocena wykorzystania czasu
pracy oraz wydajności. W bardzo zaawansowanych
wdrożeniach uwzględnia się również czynnik jakościowy,
jako jeden z elementów wpływających na lepszą
sprzedawalność kruszyw. W początkowej analityce OEE
czynnik jakościowy można pominąć. W dostępnym czasie
pracy najważniejsza i mająca największy wpływ na OEE
jest część efektywna czasu pracy. Jako wejściowy
dostępny czas pracy można przyjąć ilość zmian
dedykowanych tylko dla produkcji. Ostateczna wartość
efektywnego czasu pracy stanowi czas dostępny
pomniejszony o czas awarii przestojów, zakłóceń.
3,95
4,00
Całkowity czas pracy
Dostępny czas pracy
3,80
Planowane przestoje
3,54
3,60
3,26
3,40
3,20
2,96
Efektywny czas pracy
3,31
2,98
Rozpoczęcie i
Inne
Awarie zakonczenie
przestoje
zmian
Efektywny czas pracy/Dostepny czas pracy = [%] wskaźnik wykorzystania czasu pracy
3,00
2,84
[90%]
średnia klasa światowa tj. [7 h 12 min/1 zm]
2,80
2,60
Mar
Kwi
Maj
Cze
Lip
Sie
Wrz
Przykłady graficzne pokazują wahania jednostkowego
zużycia energii i paliw w sezonie produkcyjnym:
- amplituda 0,7 kWh/t (energia elektryczna)
- potencjał redukcji kosztów 0,31 zł/t
- amplituda 0,03 l/t (paliwo)
- potencjał redukcji kosztów 0,14 zł/t
Roczny potencjał redukcji kosztów zakładając produkcję
na poziomie ok. 0,5 mln ton to: 500 tys. ton x 0,45 zł/t =
W czasie dostępnym nie uwzględnia się czasu
potrzebnego na planowane przestoje technologiczne
takie jak planowana (nie awaryjna) wymiana części
maszyn, wymiana sit, planowane naprawy, w tym
remonty sezonowe, przesunięcia maszyn itp. Są to okresy
niezbędne, bez których niemożliwe jest planowanie
produkcji. Optymalizacji natomiast muszą podlegać
wszystkie inne straty czasu, którymi możemy zarządzać.
Awarię czasami postrzegamy jako zdarzenie nagłe, na
które nie mamy wpływu, musimy jednak pamiętać, że w
większości
przypadków
spowodowane
one
są
zaniechaniami
technicznymi,
niskim
poziomem
technicznym, nieuzasadnionym stosowaniem substytutów
technicznych, czy uproszczeń. W efekcie oszczędność na
częściach może powodować niewspółmierne straty w
wartościach niewykonanej produkcji.
Przy określaniu osiąganych wydajności ciągów
produkcyjnych należy uwzględnić maksymalną, techniczną
lub pomierzoną wydajność ciągu technologicznego. Dane
wejściowe mogą być oparte na DTR lub w przypadkach
niejednoznacznych maksymalne wydajności należy
określić w kilku pomiarach, dla optymalnych warunków w
sezonie produkcyjnym. Wydajność uzyskaną otrzymamy
z ilorazu wykonanej produkcji i efektywnego czasu pracy,
a stopień wykorzystania wydajności, to iloraz wydajności
uzyskanej i maksymalnej. Zarówno stopień wykorzystania
czasu pracy, jak i stopień wykorzystania wydajności są
wielkościami określonymi procentowo. Iloczyn tych
dwóch wielkości to wskaźnik OEE w danej chwili. Rysunek
poniżej jest wykresem z urządzeń rejestrujących,
wspomagających analitykę OEE. Jest przykładem
pozyskania informacji, przedstawia sposoby pomiaru
wykorzystania wydajności i czasu pracy zawierające:
- datę rejestracji,
- osiągane wydajności w poszczególnych okresach pracy,
- czas rozpoczęcia zmian,
- czas zakończenia zmian,
- długości przerw kodeksowych (śniadaniowych),
- długości innych przerw mogących wynikać z braku
materiału do przeróbki lub awarii.
Dzięki systemowi ważąco rejestrującemu można
dokładnie zidentyfikować zdarzenia, z powodu których nie
uzyskiwana jest zakładana wydajność lub nie jest
wykorzystany czas pracy. Stracona wydajność i czas pracy
są nie do odrobienia i znacząco wpływają na jednostkowe
koszty zmienne i stałe (mniejsza jednostka produkcji w
tym samym czasie, z tą samą zużytą energią i paliwem,
z tą samą obsadą).
Dotychczasowe doświadczenie wskazuje, że systemy
produkcyjne przed wdrożeniem działań optymalizacyjnych
kształtują się na poziomie ok. 55-60% OEE. Działania
optymalizacyjne podnoszą wskaźnik do ok. 70% tzn., że te
same maszyny i ta sama obsada może zrealizować o 15%
produkcji więcej. W przypadku produkcji rocznych na
poziomie 0,5 mln ton dodatkowa, osiągana ilość produkcji
kruszyw to ok. 75 tys. ton. Wielkość ta wyraźnie podnosi
osiąganą marżę. Działania optymalizacyjne także w istotny
sposób wpływają na koszty zmienne. Dotychczasowa,
osiągalna praktyka to ich redukcja w przedziale 0,6-1,1
zł/t. Na stopień redukcji kosztów bardzo znacząco wpływa
zaangażowanie
wszystkich
osób
uczestniczących
w bezpośredniej produkcji. Nie należy również zapominać,
że większa ilość produkcji to także niższe jednostkowe
koszty stałe.
Wstępny przegląd kopalni jest realizowany w celu
identyfikacji zakłóceń i wyspecyfikowaniu ewentualnych
czynników, które powinny podlegać optymalizacji.
Aby możliwe było ustalenie całkowitego potencjału
optymalizacji wymagane jest zastosowanie urządzeń
ważących i rejestrujących procesy, w tym przede
wszystkim mierzące czas pracy i chwilową wydajność.
W kolejnym etapie tworzony jest plan działań zawierający
zakres działań, terminy, osoby odpowiedzialne oraz koszty
optymalizacji. Opracowywany jest bardzo czytelny
i użyteczny system raportowania i rozliczania zadań.
Ewentualne, zidentyfikowane potrzeby inwestycyjne
wymagają modelowania finansowego. W kategorię
inwestycji cost reduction (redukcja kosztów) warto
inwestować zawsze pod warunkiem uzyskania
zadowalających wskaźników finansowych.
Nadchodzące sezony 2013 i 2014 będą okresem bardzo
wymagającym dla branży. W wielu przypadkach poziom
kosztów produkcji, efektywność i elastyczność procesów,
osiągane marże przy rynkowych cenach sprzedaży będą
odgrywały kluczowe role w funkcjonowaniu biznesu,
dlatego też warto ocenić, czy i na ile jesteśmy
przygotowani do dalszej walki rynkowej.
Andrzej Skoneczny
www.ascconsulting.pl