Przezbrojenia i optymalna sekwencja przezbrojeń.

Przezbrojenie (set-up, changeover)

W firmie produkcyjnej, w której do produkcji używane są maszyny, na ogół trzeba dokonywać przezbrojeń tych maszyn, czyli przestawić ją na produkowanie innej części. Na wtryskarce -- wymienia się formę, do której wtryskiwany jest stopiony granulat, w lakierni -- kolor i typ lakieru, na tampoprincie -- stempelek, który stawia "pieczątki", na prasie -- wymienia się matrycę, która wyciska wzór, itp. Oprócz tego -- zazwyczaj trzeba też dostosować parametry pracy -- np. temperaturę, siłę czy kolor.
Niestety, z punktu widzenia produktywności -- przezbrojenie to strata -- ponieważ w tym czasie maszyna nie produkuje, a więc i nie zarabia. Dlatego dąży się do tego, żeby przezbrojenia był jak najkrótsze -- tym zajmuje się technika SMED (Single Minute Exchange of Die). Ale o SMEDzie -- innym razem.
Tym razem o optymalnej sekwencji przezbrojeń.

Sekwencja

Bardzo często zdarza się, że czas przezbrojenia między różnymi częściami jest różny. Dla przykładu:
Produkujemy na wspólnej maszynie 4 części -- A, B, C, D. Czas przezbrojenia z A na B, z B na C, C na D, D ponownie na A -- za każdym razem po 20 minut.
Ale przezbrojenie z A na C oraz z B na D -- to tylko po 5 minut. Popatrzmy:

Sekwencja nr 1

A -(20')-> B -(20')-> C -(20')-> D -(20')-> A.
Razem: 80 minut na przezbrojenia. Może da się to zoptymalizować?

Sekwencja nr 2 -- LEAN Way

A -(5')-> C -(20')-> B -(5')-> D -(20')-> A.
Razem: 50 minut. Szefostwo będzie zadowolone -- maszyna więcej produkuje, mniej stoi, produktywność wzrasta.
A że lubię przykłady z życia -- to powiedzmy, że powyższy cykl produkcyjny to proces tampoprintu literek na klawiszach klawiatury. Części A i C mają wspólny kształt klawisza, różnią się tylko nadrukiem. W tym wypadku przy przezbrojeniu zmieniamy tylko stempelek na ten z inną literką, nic więcej nie przestawiamy. Tak samo parka B-D, która ma ten sam kształt, tylko inny nadruk. Ale obie parki różnią się od siebie kształtem przycisku (np. pierwsza parka to przyciski z literkami, a druga parka to lewy i prawy Alt).
Ale przy przezbrojeniu między tymi parkami -- trzeba założyć uchwyt do nowego kształtu przycisku, wypozycjonować stempelek, dostosować siłę uderzenia -- więcej roboty, dlatego 20 minut.
Jak widać -- małym nakładem pracy, poprzez zwykłą zmianę kolejności produkcji, udało się zredukować czas przezbrojeń w ciągu sekwencji o prawie 40%. To był akurat prosty przykład, ale może zdarzyć się, że przy każdym set-upie trzeba zrobić kilkanaście zmian.
Wtedy, w celu wyznaczenia optymalnej sekwencji, dzielimy części na rodziny. Jedna rodzina -- to części, które mają takie same parametry produkcji. Jeśli mamy do ustawienia 4 parametry -- tworzymy czteroliterowe nazwy rodzin, każdemu parametrowi przypisujemy jedną literkę. I segregujemy parametry od tego najbardziej czasochłonnego, do tego najmniej. Dla przykładu z klawiaturą:

1. Kształt klawisza (zwykła literka, shift, enter, itp)
2. Pozycja nadruku (na środku, po lewej, po prawej
3. Kolor nadruku
4. Nadruk (czyli znaczek na klawiszu)

Wszystkie klawisze o takim samym kształcie dostają taka samą pierwszą literkę (a). O innym kształcie -- b, kolejny kształt -- c, itd.
Kolejna literka -- klawisze o tej samej pozycji nadruku. Następna literka -- kolor. Następna -- klawisze o tym samym nadruku.
W ten sposób każda produkowana przez nas część będzie przypisana do jakiejś rodziny. Przykładowo: klawisz "1" -- rodzina aaaa. Klawisz "2" -- aaab (bo różnią się tylko nadrukiem). Ale klawisz "Enter" -- bbax (bo różni się kształtem, pozycją nadruku, kolor ma ten sam (dlatego również "a") i nadrukiem.
W ten sposób otrzymujemy listę rodzin. Przy czym pierwsza litera oznacza najdłuższe przezbrojenie, a ostatnia -- najkrótsze.
Sortujemy sobie następnie wszystkie rodziny alfabetycznie, w wyniku czego otrzymujemy optymalną sekwencję przezbrojeń. Czyli produkujemy po kolei części, które należą do tej samej rodziny, następnie robimy rodzinę, której ostatnia literka jest następna alfabetycznie. Dojedziemy do końca alfabetu z ostatnią literką? Robimy rodzinę, która różni się przedostatnią, itp. Tak, żeby jak najrzadziej zmieniać parametry wyznaczone przez początkowe litery rodzin.