MES Sistemlerinde Çevirim Zamanlarının Değerlendirilmesi
-Fabrikanı Keşfet Söyleşileri 8.Oturum-
Çevrim süresi ve detayları nelerdir? Öneminden bahseder misiniz?
Çevrim süresi üretim sahasından elde edilebilecek en önemli verilerden bir tanesidir. Maalesef çok basit bile görülse sıklıkla hata yapılmaktadır. Bu hatalar metodolojide de olabiliyor dolayısıyla çevrim süresinin kendi değerlerinde de olabiliyor.
En yalın haliyle bir prosesin üreteceği ürünü tamamlama sıklığına çevrim süresi diyoruz. Yani bir ürünün start to start noktasından yeni bir ürünün tekrar aynı noktada işlem görmek için gelmesine kadar geçen süre denilebilir. Her bir çevrimde tek birim çıkan prosesler için anlaşılması ve hesaplanması daha kolay bir işlemdir. CNC üzerinden örnekleyecek 10 saniye bağlama, 40 saniye işleme 5 saniye sökme içeren bir operasyon için çevrim süresi 55 saniye olacaktır.
Tabi kümülatif üretimler için de benzer bir yaklaşımla çevrim süresi hesaplamak mümkün. Örneğin bir boyama fırını ölçümlenecek ürün için her bir çevrimde 20 parça alıyor ve bu partinin tamamlanıp diğer partiye geçilmesi için 60 dakika süre gerekiyorsa, bir ürünün çevrim süresi bu yaklaşımla 60 dk / 20 parça, sonuç olarak 3 dk olacaktır. Burada dikkat edilmesi gereken nokta ister tek bir birimden ister partiden bahsediyor olalım yükleme ve boşaltma sürelerini göz ardı edilmemesi gerektiğidir.
Aslında çevrim süresi ürünün istasyonda geçirdiği maksimum süredir. Bunun analizi ve iyileştirilmesi için alt birimlere ayrılması daha uygun olacaktır. İlk açıklanan tanıma tam çevrim zamanı denilir ve en temel noktada makine süresi ve operatör süresi olarak ayrılabilir. Klasik yaklaşımda bu ikisinin toplamı tam çevrim süresini verir. Fakat bazı proseslerde, operatörler, makina otomatik zamanı esnasında da paralel olarak başka işlerle uğraşabildiği için bu matematik her zaman çalışmayacaktır.
Plastik enjeksiyonda bir operatörün n+1. ürünü makine basarken n.ci ürünün kenar çapağını aldığı durumda makine süresi + operatör süresi tam çevrim süresinden daha uzun olacaktır.
Tam çevrim zamanının alt bileşenlerinden bahsederken değinilmesi gereken bir diğer nokta ise takt time tanımı; çevrim süresi kavramın araştırıldığında sıklıkla takt time kavramı ile de karşılaşılır ve maalesef bu iki kavram pratikte kullanıcılar tarafından çok sık karıştırılmakta ve birbiri yerine kullanılmaktadır. Takt time müşteri talebine bağlıdır. Günlük kullanılabilir üretim süresi / günlük müşteri talebi olarak hesaplanır. Bu değer çevrim süresi ile karşılaştırılır ve çevrim süresi takt süresinden fazla ise süreci optimize etme veya kaynak arttırma yollarına giderek müşteri talebinin karşılanabilir olması sağlanmalıdır.
Ekipman yatırımlarımızdan maksimum fayda sağlama için o ekipmanı maksimum seviyede kullanmak yaygın bir alışkanlıktır. Fakat ekipmanın boşta bekletmenin zararı olduğundan daha fazla talebe karşılık verememe sorunu ortaya çıkar. Sipariş karşılanıyor olsa bile makul olmayan talepleri karşılamak için çok çalışan ekiplerin kaliteden ödün vereceği tahmin edilebilir bir sonuçtur.
Bu tip sonuçların önüne geçmek için doğru planlama yapılması en önemli ve ilk adımdır. Doğru bir planlama içinse doğru çevrim zamanı bu işin temelidir. Stokta tutma maliyetini azaltmakla talebi karşılamayı arttırmak arasında denge sağlanırken işe emin olmadığımız çevrim zamanı ile başlıyorsak kısaca işi şansa bırakıyoruz denilebilir.
“İyi şeyler yalnızca planlanırsa olur, kötü şeyler kendiliğinden olur.”
Çevrim sürelerinin yönetimi ideal olarak nasıl olmalıdır?
15. yüzyıla kadar matematiksel hesaplamalar basit geometrik şekiller yardımıyla hesaplanabiliyordu. (Üçgenler, dikdörtgenler, çemberler vb.)
Ölçülmek istenen nesne bu basit şekillere benzetilerek hata oranı yüksek hesaplamalar ile yapılıyordu. Örneğin bir nehir taştıktan sonra nehrin yanında ki tarlaların sınırları tekrar belirleniyordu. Yapılan işlem hataları, hiç ölçememe ve tarlaların sınırlarını tümüyle kaybetmek ile karşılaştırılınca önemsizdi. Ya da İstanbul’daki Yerebatan sarnıcı, içme suyu depoları. Şu sayıdaki insana, şu gün yetecek kadar su tutuldu. İçeride kaç m3 su var hesabı kabaca yine çember, kare, üçgen ile hesaplanırdı. Sarnıcın mimarisini basit geometrik şekillerle benzeştirerek büyük hatalar ile hesaplıyorlardı.
Vitruvius Adamı (1492) – Oranların Kanunu
Bu meşhur eskiz 1492 de yaptığı çok daha eskilerden Vitruvius adında Romalı mimardan gelmektedir.
Kullanılan araç gereçler, ihtiyaçlar ilerledikçe mekaniksel problemleri çözmek için yetersiz kalmaya başladı. Bu hesaplamalarda hata oranları çok fazlaydı. Mekaniksel problemlerde kabul edilemeyecek kadar fazlaydı.
15. yüzyılda yaşamış dönemin önemli mühendislerinden Leonardo Da Vinci birçok alanda çalışma yapmıştır. Makine tasarımından, mimariye, anatomiye birçok alanda çalışmaları vardır.
Geometrik şekilleri çok önemseyen ve karşılaştığı sorunları çözmek istediği problemleri geometrik şekillere sıkça başvurarak çözmüştür.
Helikopter, üç namlulu top, otomobil, tank, organista vb. standart şekle sahip olmayan araç gereç mekaniğini hesaplamak o makineleri, düzenekleri üretebilmek için bu basit geometri tabanlı hesaplama yetersiz kalmaktaydı.
16. yüzyılda mühendislerin-matematikçilerin disiplinlerde derinleşme olmadığı için mühendis ve matematikçi ayrımı günümüz kadar belirgin değil. Mekaniksel problemleri çözebilmeleri için daha güçlü analiz yöntemleri gerekti. Buharlı makineler, araç gereçler üretiminde bu fazla hata payı olan hesaplama yetmemeye başladı.
Matematiksel hesaplama yöntemleri geliştirildi. Yeni araç gereç elde edildi türev-integral bunlardan en önemlisi DL, DS, DV ile bulunabilen en küçük birim elde edilip bunların sınırlar dâhilinde toplanmasıyla hesaplamalar yapıldı. Mühendisliğe büyük imkânlar sundu ve gelişime araç oldu.
Peki, üretim sahanızda daha iyi analiz yapmanızı sağlayacak DL, DS, DV’ler nelerdir? Bulabileceğiniz anlamlı en küçük parçalar nelerdir?
Çevrim sürelerinizdir. Çevrim sürelerini sadece ofiste kâğıt üzerindeki verilerle hesaplamak 15. yüzyıl öncesi hesaplama gibidir. Büyük hata oranları kuvvetle muhtemeldir. Kâğıttaki hesaplama ile üretimde olan genellikle aynı olmamaktadır. Çevrim sürelerinizi belirlerken üretim departmanı muhakkak işin merkezinde olmalıdır.
Veri üretim sahasında doğar – ERP ye – ürün reçetesine – planlamaya – iş emri ile tekrar üretim sahasına – tekrar ölçülür ve döngü tekrar edilir.
Çevirim süre analizleri nasıl yapılmalıdır?
Çevrim zamanının alt bileşenleri vardır. Planlama için tam çevrim zamanı iş görüyor olsa da iyileştirme çalışmaları için bunun alt kategorilerde analizi daha da önem kazanır. Alt kategorileri açmak gerekirse şu başlıklar ortaya çıkacaktır;
Etkin Makina Çevrim Süresi: Makina çevrim süresi artı yükleme ve boşaltma süresi ve bu ikisine ek olarak birim başına düşen set-up süresine denir. Burada elde edilen değer bir ürün için makinede ayrılması gereken kapasite hacmidir.
Bilinen hazırlık zamanı yani set-up süresi, iş sisteminin görevi gerçekleştirmeye hazır hale getirilmesi ve gerekiyorsa görev bittikten sonra sistemin tekrar eski haline getirilmesi işlerinin süresidir. Tam çevrim zamanındaki yükle boşalt süresinden farkı genellikle her sipariş için “bir kez” yapılmasıdır.
Makina Çevrim Süresi: Bir makinanın bir parça üzerindeki bütün işlemleri tamamlaması için ihtiyacı olan süre başka bir deyişle çevrimde makine ile parçanın doğrudan ilişkili olduğu süredir.
Operatör Çevrim Süresi: Gözlemle zaman tutulduğunda, bir operatörün bir iş istasyonunda işin bütün elemanlarını, tekrar etmeye başlamadan önce, tamamlaması için gereken süre denilebilir.
Bir prosesde çevrim zamanı analizleri yapılmadan önce mutlaka o süreç standartlaştırılmış ve tanımlanmış olmalıdır. Yalın üretim yaklaşımında da sürekli altı çizilen bir husus şudur ki; ‘’Tanımlanmamış bir değerin ölçülmesi, ölçülmeden de iyileştirilmesi mümkün değildir.’’
İş etüdü çalışmalarının kapsamı içinde yapılan zaman etüdü çalışmalarının konusu da çevrim zamanı analizleridir. Çevrim zamanının analiz edilmesinde en sık başvurulan yöntem seçilen belli bir zaman diliminde kronometre ile doğrudan ölçerek yapılan süre tespit çalışmasıdır.
Bu durumda örneklem sayısı arttıkça verinin doğruluğu artar. Ancak bu yöntemle yapılan ölçümlerde göz ardı edilmemesi gereken iki sorun vardır. İlki gözlemleniyor olmanın işi yapanda oluşturduğu algının ölçümü yanıltabilmesidir. İkinci sorun ise kısıtlı zaman diliminin şartlara bağlı değişkenleri gözden kaçırabilmemize sebep olmasıdır.
Örneklem sayısının arttırılması ile ikinci sorunun hata payını azaltır fakat bu durumda da ölçümün gücü oldukça artacaktır. Üstelik ölçülmesi gereken parça çeşitliliği ve fiziki durumlardaki değişimin sıkça yaşanması bazı işletmelerde bu ölçümü tüm üretim süreçleri için gerçekleştirmeyi oldukça zorlaştırır.
MES Sistemleri ekipmanın verisini anlık olarak izleyip sürekli kayıt altında tutmasından dolayı bu analizlerin sistem tarafından otomatik olarak yapılmasını sağlar. Görsellerde belirtilen analizler sistem tarafından hazırlanmıştır.
Çevirim sürelerinin analiz yaklaşımlarıyla SETUP süreleri iyileştirilebilir mi?
Elbette iyileştirilebilir. Set-up sürelerinde işletmelerindeki kayıpları düzeltmek isteyenler için tam anlamıyla hazine yatmaktadır.
Set-up sürelerinin her biri başlangıç ve bitiş süreleri hatasız şekilde kayıt altına alındığı için MES kullanıcıları set-up sürelerinde iyileştirme yapabilmektedirler.
Set-up’ı da başlı başına bir proses olarak ele almak gereklidir.
İdeal set-up süresinin tespiti için çok fazla örnek almak gerekli. Yeterli sayıda örnek alınamadığında ise ideal süreler tespit edilememektedir.
Hat dengeleme için çevirim sürelerinin öneminden bahseder misiniz?
Öncelikle hat dengeleme nedir bunu açıklamak gerekiyor. Hat dengeleme her bir iş ekipmanların hızını eşitleyerek yüksek makine ve iş gücü kullanımını sağlamaktır.
Belirlenen zaman biriminde elde edilen çıktıya hız denilir. Arabalarda bahsedilen hız da aslında aynı şey. Belirlenen zaman birimi saatse saatte kaç km hız ile gidiyor diye konuşulur bu kolayca çevrim zamanına çevrilebilir. 60 km/sa ile giden bir aracın 1 km’yi gitme zamanı olan 1 dakikaya çevrim süresi denilebilir.
Bu nokta birbirine çevrilmesi bu kadar kolayken hız biriminin kullanılmasının amacı şudur;
Hız birimi ile anıldığı için özellikle sürekli üretimlerde karışıklığı önlemek için uygundur. Örneklemek gerekirse kablo üretimi için ideal çevrim zamanı 1 dakika dersek bu bir metre için mi, bir km için mi, bir makara için mi net olmayacaktır. Fakat 120 mt/dk söylendiğinde herkes tarafından aynı şey anlaşılır. Hız konusu netleştiğine göre hat dengeleme konusuna geri dönecek olursak ekipmanların hızlarının eşitlenmesi amacıyla yapılır ama bu teoride oldukça basit fakat pratikte bir o kadar zordur. Yapılması gereken işlem;
- İşin birimlerine bölünmesi
- Standart sürelerin belirlenmesi
- Minimum iş istasyonunun sayısının hesaplanması
- İş istasyonlarına dağıtılarak hattın dengelenmesi
Bu noktada işlerin birimlere bölünmesi aşaması bazen prosesin yapısı gereği istenilen seviyede tutulamaz ve hatta dar boğazlar oluşmaya başlar.
Resimde C istasyonu bu hatta darboğazdır.
Bu darboğazlar önceki ve sonraki ekipmanların verimliliğini düşür, biriken stoklar bazı durumlarda kalitesiz üretime sebep olur, üretim akış süresini arttırır. Hatta bazı durumlarda yeni bir ürün devreye alındığında ekipmanın yapısı gereği darboğaz öncesi o kadar çok stok birikir ki bunları manuel bir işlemle hattın dışına almak daha sonra elle beslemek gerekir.
Tüm bunlar üretim maliyetlerini arttıran ama değer yaratmayan yani müşterinin ödeme yapmaya gönüllü olmadığı süreçlerdir. Hat dengeleme hattın ilk kurulduğu aşamada bir kez yapılan bir iş olarak bakmamak gerekir. Model değişimlerinin artması, yeni ürün devreye alınması gibi sebeplerle ilk planlanan verimlilikte çalışmayabilir. Bu sebeple verimliliğin düşük çıkması halinde hatta sürekli iyileştirme yani kaizen çalışmaları ile destekleyerek hattın yeniden dengelenmesi gerekir.
Bu kaizenle hattın hızı saatte 40 parçadan 50 parçaya çıkarılmıştır.
Dengeleme için çevrim süresine doğrudan ihtiyaç duyulur. İlk hesaplama da kullanılan çevrim süresi ne kadar doğruysa hatta planlanan verimlilikle gerçekleşen verimlilik arasındaki fark da o kadar az olacaktır.
Hattın devreye alınması sonrası da yapılan kaizen çalışmalarının başarısının ölçülmesi için en efektif yöntemlerden biri önceki ve sonraki çevrim sürelerinin karşılaştırılmasıdır.
Çevirim sürelerinin iyileştirilmesi sadece OEE’nin performans parametresini mi iyileştirir?
Çevrim sürelerinin iyileştirilmesi OEE’nin performans parametresini iyileştirir. Sadece performansı mı? Hayır.
Proses yalın mantığıyla standartlaştırılınca hatalı üretim sayısı düşecek kalite değeriniz yükselecektir. Duruşlara götüren nedenler yok edilecek kullanılabilirlik oranınız artacaktır. Yani OEE’nin performans, kalite, kullanılabilirlik parametrelerinin 3’ünüde iyileştirir.