FIFO: Teorie a praxe – Jak funguje FIFO ve štíhlé výrobě?

FIFO fronty jsou důležitou součástí každého materiálového toku v LEANu. Jsou jednoduchým nástrojem k definování materiálových a informačních toků. V tomto příspěvku se zaměřím na to, proč používat FIFO, jak ho používat, jaké jsou jeho výhody a jak FIFO fronty vypadají.

(Přeloženo z originálu “Theory and Practice on FiFo Lanes – How Does FiFo Work in Lean Manufacturing?”, autorem je Christoph Roser na blogu www.allaboutlean.com)

 

FIFO fronta (Image by Christoph Roser with permission on AllAboutLean.com)

 

 Proč FIFO? Kvůli rozdělení procesů

Procesy mají obvykle různé cyklové časy při opracování dílů, kvůli čemuž musí rychlejší procesy čekat na procesy pomalejší. Ve světě bez fluktuací nebo odlišností, by se tato situace nikdy nezměnila a procesy by stále musely čekat na ty pomalejší (úzké místo, bottleneck). A nezmění to ani jakékoliv množství zásob mezi procesy.

Představte si tři procesy, jak jsou zobrazeny níže. Prostřední proces bude vždy tím nejpomalejším. Všechny skladovací plochy před tímto procesem jsou vždy zaplněny a předcházející proces je blokován. Obdobná situace je ve směru materiálového toku – skladovací plochy za tímto procesem jsou volné a následující proces čeká na příchozí díl.

Čekání na úzké místo (Image by Christoph Roser with permission on AllAboutLean.com)

 

V reálném světě však procesy nemají charakter statický, ale dynamický. Občas budou trvat delší dobu, občas kratší dobu než je tomu běžné. V takovém případě může FIFO zlepšit využitelnost systému a jeho průtok. Jakýkoliv vyrovnávací buffer může zlepšit takový výrobní systém a FIFO fronty mají hned několik výhod, jak si můžete přečíst níže.

Za ideální situace by nejpomalejší proces nikdy neměl čekat na jiný proces (ať už z důvodu nedostatku materiálu nebo blokace). Avšak kvůli fluktuacím se může stát, že proces bude čekat, jelikož jiný proces může být dočasně pomalejší než obvykle. Tomuto čekání se můžete vyhnout zásobami, využíváním zásob z vyrovnávacího bufferu dlouhodobě nejpomalejším procesem nebo doplňováním bufferu (když je dočasně pomalejší proces následujícím procesem). Obrázek níže zobrazuje příklady, kde poslední proces je dočasně nejpomalejší (a z prostředního procesu se hromadí zásoby) a dále kde první proces je dočasně nejpomalejší (a před prostředním procesem ubývají zásoby).

Hromadění a ubývá zásob (Image by Christoph Roser with permission on AllAboutLean.com)

 

Funguje to s každým typem bufferu, ale FIFO fronty mají výhody. Nejprve vám však chci sdělit něco o FIFO frontách, a co je dělá tak unikátní formou uložiště zásob.

 

Pravidla pro FIFO

V základu existují dvě pravidla, která jsou velmi důležitá pro FIFO fronty.

Žádný díl nesmí předběhnout jiný

První díl, který vstupuje do bufferu, je taktéž prvním dílem, který z něj vystupuje. Sekvence uspořádání dílů se musí udržovat v pořádku. Žádný díl ve frontě/bufferu nesmí předběhnout jiný díl. Žádný díl se nesmí „vecpat“ mezi další díly. Toto pravidlo je důležité pro zamezení odlišností v časech průtoku. Jedním z cílů LEANu je mít hladký a plynulý materiálový tok. Jestliže jeden díl předběhne jiný, tak se zvětší čekání na onen předběhnutý díl. A teoreticky může být mnohem větší.

Žádné předbíhání (Image by Christoph Roser with permission on AllAboutLean.com)

 

Představte si, že jste v supermarketu a čekáte ve frontě u pokladny a před vámi je dalších deset lidí. S postupem času můžete odhadnout, jak dlouho budete ještě čekat, než vás odbaví a budete moci odejít se svým nákupem. Teď si představte, že vás někdo přeběhne. Budete tedy muset déle čekat. A když vás předběhne mnohem více lidí, může být čekání ve frontě skoro až utrpením. I když se ve výrobním procesu nesetkáme s tím, že by se jednotlivé díly naštvaly, protože musí čekat, zákazníkovi to rozhodně příjemné nebude, stejně jako vám ve frontě u pokladny.

Musí být jasně definována maximální kapacita

Druhé pravidlo říká, že FIFO fronta musí být jasně definovanou svou maximální kapacitu. Musí být stanoven horní limit dílů, při jehož dosažení už nebudou mít předcházející procesy prostor k ukládání dílů. Když je FIFO fronta plná, předcházející procesy se musí zastavit.

Žádné přeplňování (Image by Christoph Roser with permission on AllAboutLean.com)

 

Mimochodem, neexistuje žádné pravidlo pro minimální kapacitu. Ta je definována jako nulová. Jelikož není možné mít méně jako nula dílů ve frontě, není potřeba mít pravidlo, které by tyto situace řešilo. Když nejsou ve frontě žádné díly, nadcházející proces se musí zastavit.

Pravidlo je využíváno primárně proto, aby se předešlo nadvýrobě, která je jedním z druhů plýtvání (muda) a vzhledem k obecně uznávaným názorům je nejhorším druhem plýtváním. Když vyrábíte příliš mnoho produktů, váš výrobní systém se bude ucpávat. Všechno se zpomalí, vzroste plýtvání, sníží se čas průtoku systémem a váš systém rozhodně nebude „štíhlý“.

 

Porušování pravidel

Jak už tomu tak bývá, některá pravidla mohou být lehce uhnuta nebo porušena. Výše uvedená pravidla přetváří běžné buffery do FIFO front. Tato pravidla dávají smysl a měli byste se jimi řídit. Existují však vzácné případy, kdy je možné tato pravidla porušovat. Buďte si však vědomi toho, že porušováním těchto pravidel způsobíte jiné problémy na jiných místech, kterých si jen tak nevšimnete. Otázkou je, zda to stojí za to?!

Předpokládejme, že vyrábíte rozdílné produkty, a to s využitím FIFO front, a navíc vám chybí díly ke zpracování dalších dvou produktů (nebudete je mít k dispozici dříve než za tři dny). Máte tedy dvě možnosti:

  • Počkáte, než vám dorazí chybějící díly
  • Odeberete dva produkty z FIFO fronty (a tedy změníte sekvenci)

 

Přehnaní moralisté a zastánci LEANu by řekli, že se tato pravidla nesmějí porušovat. Mé praktické zkušenosti mi však říkají, že občas je nutné tato pravidla porušovat. Na příkladu výše bych rozdělil výrobní sekvenci, odebral ony dva produkty, které nemůže firma opracovat a pokračoval s další výrobou. Jakmile by chybějící díly dorazily, umístil bych tyto produkty zpět do fronty. A dokonce bych je co nejvíce posouval dopředu. Aby bylo jasno, nemám to rád, ale raději udělám tohle, než zastavit na tři dny výrobu a čekat na dodání dílů. Ale pozor, musíte být opatrní, abyste nedělali až příliš mnoho takových výjimek. Narušili byste tím svůj výrobní systém. Měli byste naučit své zaměstnance, aby využívali tato pravidla a současně bych doporučil odstranit z vašeho systému „tlak“ produktů, abyste váš systém ještě více zlepšili. Tím se vyhnete porušování těchto pravidel, jak jen to bude možné.

 

Výhody FIFO front

FIFO fronty mají několik výhod. Zaprvé je díky nim jasně definovaný materiálový tok, čímž se vyhnete nadvýrobě a ucpávání výrobního systému při dosažení limitních hodnot kapacit. Dále zredukujete odlišnosti v časech průtoků a s největší pravděpodobností budou vaše výrobky dokončeny v termínu. Na žádný díl v systému nebude zapomenuto, dokud nebude pozdě a zákazník si nebude stěžovat nebo dojde ke špatně načasovanému dodání.

Díky hornímu kapacitnímu limitu FIFO front již nebude možné přeplnit systém. Váš systém tak bude stále schopný relativně rychlé reakce na změny v poptávce. Vaše celková rozpracovanost a skladové zásoby jsou limitovány. Díky tomu zredukujete všechny druhy plýtvání a celkově zvýšíte efektivnost výrobního systému.

Dále nemusíte koncovým procesům určovat, co mají dělat. Jednoduše totiž budou zpracovávat cokoliv, co jim přijde skrze linku. Usnadní to hodně práce managementu společnosti. Jediné, co je potřebné, je kontrolování prvních procesů a všechny ostatní se budou řídit samy. V takové situaci je Kanban velmi vhodným nástrojem ke kontrole prvního procesu.

FIFO vám pomůže i s vizualizací, jelikož je u FIFO front celkem snadno viditelné, zda je fronta plná či prázdná. Získáte tak hodně vodítek ke stanovení stavu systému, např. o lokaci úzkého místa. Pokud si všimnete, že se vám FIFO fronta výrazně zaplňuje nebo je naopak často prázdná, měli byste se zaměřit na odhalení příčiny a problém vyřešit, než dojde do kritické fáze. Nikdy nepodceňujte svou schopnost jít přímo do procesu a podívat se, co se děje.

 

Příklady FIFO front

Konečně se dostáváme k několika příkladům FIFO front. Jedním z nejznámějších příkladů je čekání s ostatními lidmi na nějaký proces, činnost. Jedná se například o fronty u pokladen v supermarketech, odbavení na letišti, zakoupení lístků na filmové či divadelní představení, čekání na toalety nebo cokoliv dalšího. Ve vašem zájmu doufám, že má takový systém zavedeno FIFO, protože se jedná o nejvíce spravedlivý přístup. No jen řekněte, ve které frontě z následujícího obrázku byste stáli raději?

Příklad FIFO fronty (modrá část) (Image by Christoph Roser with permission on AllAboutLean.com)

 

Níže je uveden další příklad, tentokrát montážní linka. Počet dílů na lince je omezen a jednotlivé díly (v tomto případě skoro hotové automobily) nepředbíhají jeden druhý.

Montážní linka „brouků“ (Bundesarchiv, B 145 Bild-F038788-0006 / Schaack, Lothar / CC-BY-SA 3.0)

 

 

Níže je uvedena jedna z prvních montážních linek na světě: linka společnosti Ford Henryho Forda produkující model T, nebo jak je uvedeno na obrázku, magnetizační linka.

Montážní linka u Forda (Photo Ford assembly line – 1913.jpg in public domain and available on the Wikimedia Commons.)

 

Doufám, že pro vás byl tento příspěvek o FIFO frontách zajímavý.  Teď již můžete jít a zlepšovat vaše procesy!

 

Přeloženo z příspěvku: Theory and Practice on FiFo Lanes – How Does FiFo Work in Lean Manufacturing?
Autor: Prof. Dr. Christoph Roser

 

Přeložil: Pavel Ondra

Profile photo of Professor Dr. Christoph Roser
Christoph Roser je profesor výrobního managementu na Karlsruhe University of Applied Sciences. Jako autor zakládá na mnohaletých zkušenostech implementace, výzkumu a výuky štíhlé výroby. Věnoval se 5 let výzkumu a práci pro Toyotu v Japonsku.