Czym jest Layout w firmie produkcyjnej?

Layout hali produkcyjnej to graficzny plan rozmieszczenia maszyn, stanowisk, dróg transportowych, stref składowania i pozostałych elementów infrastruktury wpływających na przebieg procesu produkcyjnego.

Najprościej można określić go jako widok hali z góry. Sam rysunek maszyn nie jest jednak wystarczający.

Na layoucie powinno być widać nie tylko, gdzie stoją maszyny, ale też jak materiał przemieszcza się między kolejnymi etapami produkcji. Jeśli po jednej operacji trzeba przewieźć go na drugi koniec hali, a później część tej drogi pokonać ponownie, układ stanowisk warto przeanalizować pod kątem przepływu. Taki układ wpływa również na:

• czas transportu,
• wykorzystanie pracowników,
• wykorzystanie urządzeń transportowych,
• poziom produkcji w toku,
• wielkość pól odkładczych,
• czas realizacji produktu,
• bezpieczeństwo,
• zajętą powierzchnię hali.

Dlatego analiza layoutu powinna być częścią analizy całego procesu produkcyjnego.

Co powinien zawierać dobry layout produkcji?

Zakres informacji zależy od celu opracowania, jednak w praktyce plan hali powinien obejmować więcej niż samo rozmieszczenie urządzeń.

Im bardziej szczegółowy etap projektu, tym więcej informacji powinno znaleźć się na layoucie.

Layout w skali makro i mikro – czym się różnią?

Optymalizację przestrzeni można prowadzić na dwóch poziomach: całej hali oraz pojedynczego stanowiska.

Layout hali w skali makro

Na poziomie makro analizuje się wzajemne położenie wszystkich najważniejszych elementów procesu.

Jednym z podstawowych celów jest skrócenie odległości pomiędzy współpracującymi ze sobą stanowiskami i stworzenie możliwie płynnego przebiegu produkcji.

W zależności od charakteru procesu może to oznaczać m.in.:

• tworzenie gniazd produkcyjnych,
• liniowe ustawienie stanowisk,
• zmianę położenia magazynów,
• ograniczenie liczby pól odkładczych,
• skrócenie dróg transportowych.

Nie zawsze najlepszym rozwiązaniem będzie ustawienie maszyn bardzo blisko siebie. Liczy się kolejność operacji, sposób transportu, powierzchnia niezbędna do obsługi oraz rzeczywisty przepływ materiału.

Layout stanowiska w skali mikro

Na poziomie mikro analizowany jest obszar, w którym bezpośrednio pracuje operator.

Tutaj znaczenie mają m.in.:

• rozmieszczenie narzędzi,
• dostęp do materiału,
• sposób odkładania półproduktów,
• ergonomia,
• odległości pokonywane przez operatora,
• położenie elementów używanych najczęściej.

W tym obszarze szczególnie przydatne są zasady 5S, ponieważ pozwalają uporządkować stanowisko oraz wyeliminować część zbędnych ruchów i czynności.

Dlaczego ustawienie maszyn ma tak duży wpływ na produkcję?

Ile może kosztować źle zaprojektowany przepływ?

Załóżmy, że przedsiębiorstwo przetwarza płyty plexi.

Proces wygląda następująco:

rozkrój → wykańczanie krawędzi → otworowanie → kolejne operacje.

Nowa krawędziarka została umieszczona w dobudowanej części hali.

Odległość pomiędzy rozkrojem a krawędziarką wynosi około 100 metrów, natomiast kolejny transport do stanowiska otworowania wymaga pokonania kolejnych 80 metrów.

Łącznie materiał pokonuje więc około 180 metrów.

Przewóz wraz z załadunkiem i rozładunkiem zajmuje około 10 minut. Aby ograniczyć liczbę kursów, przy stanowiskach utworzono dodatkowe pola odkładcze.

Logistyk wykonuje do 15 takich transportów podczas zmiany.

Koszt obecnego rozwiązania

Przyjmijmy:

W tej kalkulacji nie uwzględniamy nawet kosztów eksploatacji urządzenia transportowego czy zużycia paliwa lub energii.

Alternatywą jest ustawienie krawędziarki w miejscu starej, niewykorzystywanej maszyny.

Wymagałoby to demontażu urządzenia przez zewnętrzną firmę za około 15 000 zł netto.

Po zmianie trasa wyglądałaby następująco:

Oprócz skrócenia transportu firma mogłaby odzyskać część powierzchni zajmowanej wcześniej przez bufory.

Oczywiście decyzja nie powinna opierać się wyłącznie na prostym porównaniu 15 000 zł kosztu relokacji z 48 000 zł rocznych kosztów pracy.

Należy uwzględnić również:

• przestój podczas relokacji,
• ograniczenie możliwości produkcyjnych,
• demontaż i ponowny montaż,
• podłączenie mediów,
• odbiory techniczne,
• ewentualne przygotowanie posadzki.

Przykład pokazuje jednak, jak szybko nieefektywny layout może generować koszty, których na co dzień nie widać w rachunku wyników jako osobnej pozycji.

Po co tworzyć i aktualizować layout hali produkcyjnej?

Aktualny layout pomaga spojrzeć na produkcję jako na jeden system, a nie zbiór niezależnych stanowisk.

Pozwala przede wszystkim:

• identyfikować zbędne transporty,
• analizować przepływ materiału,
• wykrywać miejsca powstawania zapasów międzyoperacyjnych,
• ograniczać odległości pomiędzy współpracującymi procesami,
• planować ustawienie nowych maszyn,
• oceniać możliwości zwiększenia produkcji,
• dopasowywać powierzchnię magazynową do rzeczywistych potrzeb,
• poprawiać komunikację pomiędzy obszarami,
• analizować wykorzystanie dostępnej powierzchni,
• organizować procesy według rodzin produktowych.

Layout jest również przydatnym narzędziem przy planowaniu inwestycji.

Zanim firma kupi kolejną maszynę lub zdecyduje się na rozbudowę hali, warto sprawdzić, czy obecna powierzchnia rzeczywiście jest wykorzystana efektywnie.

Czasami problemem nie jest brak miejsca, ale jego niewłaściwe wykorzystanie.

Kiedy warto zmienić layout hali?

Zmiana layoutu nie powinna następować wyłącznie wtedy, gdy firma buduje nowy zakład.

Do ponownej analizy układu powinno skłaniać kilka typowych sytuacji.

Szczególnie ważne jest, aby nie kopiować starego layoutu podczas przeprowadzki do nowej hali bez wcześniejszej analizy.

Nowa powierzchnia daje możliwość zaprojektowania przepływu od początku. Przeniesienie maszyn dokładnie w takim samym układzie może oznaczać przeniesienie wraz z nimi dotychczasowych problemów.

Jak rozpoznać, że obecne ustawienie maszyn wymaga reorganizacji?

Nie zawsze potrzebna jest szczegółowa analiza, aby zauważyć pierwsze symptomy.

Wiele problemów można zobaczyć bezpośrednio podczas przejścia przez halę.

Nie oznacza to, że każda z tych sytuacji automatycznie wymaga przenoszenia maszyn.

Jeżeli jednak kilka problemów występuje równocześnie, warto przeprowadzić dokładniejszą analizę przepływu.

Dlaczego zapasy międzyoperacyjne są ważnym sygnałem?

Duży zapas przed maszyną często traktowany jest jako zabezpieczenie ciągłości produkcji.

Nie zawsze jednak rzeczywiście nim jest.

Jeżeli duże pola odkładcze są potrzebne dlatego, że materiał przewożony jest rzadko, w dużych partiach i na znaczną odległość, źródłem problemu może być właśnie layout.

W praktyce powstaje wtedy mechanizm:

długi transport → rzadsze dostawy → większe partie → większe pole odkładcze → większy zapas międzyoperacyjny.

Zmiana położenia stanowisk może w takiej sytuacji pozwolić nie tylko ograniczyć transport, ale również zmniejszyć powierzchnię przeznaczoną na WIP.

Jak przygotować nowy layout hali produkcyjnej?

Projektowanie layoutu można podzielić na kilka etapów.

Największym błędem jest rozpoczęcie projektowania od przesuwania prostokątów symbolizujących maszyny.

Najpierw trzeba zrozumieć proces.

Etap 1. Analiza danych wejściowych

Pierwszy etap ma charakter analityczny.

Trzeba odpowiedzieć przede wszystkim na pytanie: co rzeczywiście dzieje się obecnie na hali i czego produkcja będzie potrzebowała w przyszłości?

Analiza powinna obejmować m.in.:

• lokalizację zakładu,
• profil produkcyjny,
• liczbę pracowników,
• ewidencję maszyn,
• kolejność operacji,
• czasy operacji,
• wydajność stanowisk,
• wielkość partii,
• normy produkcyjne,
• wykorzystywane materiały,
• popyt na poszczególne rodziny produktów,
• logistykę wewnętrzną,
• ograniczenia techniczne hali,
• organizację dostaw,
• organizację wysyłek.

Samo zestawienie wymiarów maszyn nie pozwala zaprojektować dobrego layoutu.

Trzeba wiedzieć, jak produkty przepływają pomiędzy tymi maszynami.

Jakie dane są potrzebne do projektowania layoutu?

Dane można podzielić na kilka grup.

Dopiero po zestawieniu tych informacji można ocenić, które procesy powinny znajdować się blisko siebie.

Etap 2. Opracowanie koncepcji przepływu

Drugi etap to projektowanie ogólnego układu.

Na tym poziomie nie trzeba jeszcze decydować, czy dana maszyna stanie dokładnie 80 cm od konkretnej ściany.

Najważniejsze jest ustalenie:

• kolejności procesów,
• kierunku przepływu materiałów,
• relacji pomiędzy obszarami,
• lokalizacji głównych magazynów,
• położenia obszarów pomocniczych,
• wstępnego układu dróg transportowych.

Warto analizować kilka wariantów zamiast od razu przyjmować pierwszą koncepcję.

Dla każdego wariantu można porównać m.in.:

• długość tras,
• liczbę transportów,
• powierzchnię pól odkładczych,
• możliwość rozwoju,
• ograniczenia techniczne,
• koszt relokacji.

Etap 3. Szczegółowy layout produkcji

Dopiero po wyborze koncepcji można przejść do szczegółowego rozmieszczenia wyposażenia.

W tej fazie potrzebne są precyzyjne dane dotyczące maszyn.

Maszyny i urządzenia

Trzeba uwzględnić:

• wymiary,
• przestrzeń serwisową,
• przestrzeń dla operatora,
• sposób załadunku,
• sposób odbioru produktu,
• kierunek pracy urządzenia,
• dostęp potrzebny dla utrzymania ruchu.

Maszyny nie można traktować wyłącznie jako prostokąta odpowiadającego jej wymiarom zewnętrznym.

Urządzenie o szerokości 3 metrów może wymagać znacznie większej przestrzeni roboczej.

Media

Kolejnym ograniczeniem są instalacje.

W zależności od procesu trzeba uwzględnić m.in.:

• energię elektryczną,
• wodę,
• gaz,
• wentylację,
• odciągi,
• sprężone powietrze.

Relokacja urządzenia może być łatwa z punktu widzenia przepływu, ale kosztowna z punktu widzenia infrastruktury.

Pola odkładcze

Każde pole powinno mieć określone przeznaczenie.

Warto odpowiedzieć:

• jaki materiał będzie w nim odkładany,
• w jakiej ilości,
• na jak długo,
• kto będzie odpowiadał za uzupełnienie,
• jaki jest maksymalny dopuszczalny stan.

Pole odkładcze nie powinno być przypadkową wolną przestrzenią, która z czasem zmienia się w lokalny magazyn.

Drogi transportowe

Szerokość i przebieg dróg trzeba dopasować do rzeczywistego ruchu.

Należy uwzględnić zarówno:

• ruch urządzeń transportowych,
• ruch pieszy,
• miejsca skrzyżowań,
• strefy załadunku,
• strefy rozładunku.

Celem nie jest wyłącznie zmieszczenie wszystkich elementów na dostępnej powierzchni, ale stworzenie układu umożliwiającego bezpieczną i sprawną pracę.

Jak zaplanować logistykę wewnętrzną w layoucie?

Maszyny i logistyka nie powinny być projektowane niezależnie.

Jeżeli po zakończeniu layoutu okazuje się, że dla transportu materiału „trzeba jeszcze znaleźć trochę miejsca”, oznacza to, że przepływ nie został uwzględniony odpowiednio wcześnie.

Warto przeanalizować pełną drogę produktu:

dostawa → magazyn → pierwsza operacja → kolejne operacje → kontrola → magazyn wyrobów gotowych → wysyłka.

Dla każdego odcinka można określić:

• odległość,
• częstotliwość transportu,
• wielkość partii,
• używane urządzenie,
• czas transportu,
• miejsce odkładania.

Dzięki temu łatwiej zobaczyć, które trasy rzeczywiście są konieczne, a które wynikają wyłącznie z obecnego ustawienia hali.

Ile kosztuje zmiana layoutu?

Relokacja urządzeń wiąże się z kosztami, dlatego projekt powinien być analizowany również od strony finansowej.

Sam transport maszyny jest zwykle tylko jedną z pozycji.

Właściwe pytanie nie brzmi więc:

„Ile kosztuje przestawienie maszyny?”

ale:

„Ile kosztuje zmiana w porównaniu z pozostawieniem obecnego układu przez następne kilka lat?”

Jeżeli nieefektywny transport generuje każdego roku dziesiątki tysięcy złotych kosztów, jednorazowa relokacja może mieć uzasadnienie ekonomiczne.

Jak zaplanować wdrożenie nowego układu hali?

Jakie efekty może przynieść zmiana layoutu?

Korzyści zależą od sytuacji wyjściowej zakładu.

Nie istnieje uniwersalny procent poprawy możliwy do osiągnięcia w każdej firmie. Największy potencjał występuje zwykle tam, gdzie proces przez wiele lat rozwijał się bez całościowej analizy przestrzeni.

Przykłady projektów pokazują jednak, że reorganizacja może prowadzić do znaczących efektów.

Nie oznacza to oczywiście, że takie same wyniki pojawią się w każdym zakładzie.

Wartością analizy layoutu jest możliwość policzenia potencjału przed rozpoczęciem relokacji, zamiast przenoszenia maszyn na podstawie intuicji.

Layout a możliwość dalszego rozwoju zakładu

Dobry layout powinien uwzględniać nie tylko aktualną produkcję.

Jeżeli wiadomo, że w ciągu najbliższych dwóch lat firma planuje:

• zwiększenie wolumenu,
• zakup kolejnej maszyny,
• uruchomienie nowej linii,
• automatyzację części procesu,

warto uwzględnić to już podczas obecnej reorganizacji.

W przeciwnym razie może się okazać, że zoptymalizowany dziś układ trzeba ponownie przebudować po kilku miesiącach.

Nie oznacza to jednak pozostawiania dużych pustych powierzchni „na wszelki wypadek”.

Chodzi o świadome przygotowanie możliwych kierunków rozbudowy.

Layout hali produkcyjnej – od czego zacząć?

Przed rozpoczęciem przesuwania maszyn warto wykonać kilka podstawowych kroków:

1. Narysuj aktualny layout hali.
2. Zaznacz rzeczywisty przepływ materiału.
3. Zmierz najważniejsze trasy transportowe.
4. Sprawdź wielkość zapasów międzyoperacyjnych.
5. Wskaż procesy, które najczęściej ze sobą współpracują.
6. Zidentyfikuj niewykorzystaną przestrzeń.
7. Sprawdź ograniczenia techniczne i instalacyjne.
8. Przygotuj kilka wariantów przyszłego układu.
9. Porównaj koszty relokacji z potencjalnymi oszczędnościami.
10. Dopiero wtedy przygotuj szczegółowy plan wdrożenia.

Największą wartość daje połączenie danych przestrzennych z informacjami o produkcji.

Sam rysunek hali nie pokaże bowiem, czy dana maszyna generuje problem. Dopiero po naniesieniu tras, częstotliwości transportu, wielkości partii i zapasów można zobaczyć rzeczywisty przebieg procesu.

Layout hali produkcyjnej – jak zaplanować ustawienie maszyn, które wspiera przepływ?

Dobry layout nie polega na maksymalnym wykorzystaniu każdego metra kwadratowego hali. Jego zadaniem jest takie rozmieszczenie procesów, aby materiał mógł przechodzić przez kolejne operacje możliwie płynnie, bez niepotrzebnego transportu, oczekiwania i tworzenia nadmiernych zapasów.

Dlatego projektowanie layoutu powinno łączyć kilka perspektyw jednocześnie:

• produkcję,
• logistykę wewnętrzną,
• bezpieczeństwo,
• utrzymanie ruchu,
• infrastrukturę,
• koszty,
• przyszły rozwój zakładu.

Layout nie jest również dokumentem „na zawsze”.

Zmieniają się produkty, wolumeny, maszyny i technologia. Układ hali, który był właściwy pięć lat temu, nie musi odpowiadać obecnemu procesowi.

Dlatego warto traktować layout hali produkcyjnej jako narzędzie do zarządzania przepływem i rozwojem zakładu, a nie jedynie plan techniczny pokazujący, gdzie ustawiono poszczególne urządzenia.