ขั้นตอนในการจัดสมดุลสายการผลิต

ขั้นตอนในการจัดสมดุลสายการผลิต

การพยายามจัดสรรงานให้กับสถานีงาน เพื่อให้เกิดความสมดุลให้มากที่สุด หรือที่เรียกว่า “การจัดสมดุลสายการผลิต” มีขั้นตอนที่สำคัญทั้งหมด 5 ขั้นตอน ได้แก่

  • การกำหนดและแบ่งงานย่อยให้กับสายการผลิต
  • การกำหนดความสัมพันธ์ก่อนหลังให้กับงานย่อยแต่ละงาน
  • การหาจำนวนต่ำที่สุดของสถานีการผลิตที่ต้องการ
  • กำหนดงานย่อยให้กับสถานีงาน
  • คำนวณหาประสิทธิภาพของสายการผลิต

1. การกำหนดและแบ่งงานย่อยให้กับสายการผลิต

            การวิเคราะห์แยกแยะขั้นตอนการทำงานในการผลิตหรือประกอบผลิตภัณฑ์ออกเป็นงานย่อยๆ ตามลำดับขั้น โดยจะนำขั้นตอนการทำงานย่อยๆที่ถูกแบ่งออกไปดำเนินการหาเวลาในการทำงานของแต่ละขั้นตอนต่อไป การจะทำให้การจัดสมดุลสายการผลิตทำได้อย่างมีประสิทธิภาพ ควรทำการแบ่งงานย่อยให้เป็นงานย่อยที่สุดเท่าที่จะทำได้ หรือให้ใช้เวลาน้อยที่สุดเท่าที่จะน้อยได้ในแต่ละงานย่อย แต่ทั้งนี้เพื่อการสะดวกในการหาเวลาในการทำงาน งานย่อยแต่ละงานนั้นควรมีจุดเริ่มต้นและสิ้นสุดที่ชัดเจน และงานย่อยที่แบ่งออกมาควรมีระยะเวลายาวนานพอที่จะวัดหรือจับเวลาได้

2. การกำหนดความสัมพันธ์ก่อนหลังให้กับงานย่อยแต่ละงาน

ในการกำหนดความสัมพันธ์ก่อนหลังให้กับงานย่อยแต่ละงานนั้นจะถูกแสดงออกมาในรูปของไดอะแกรมแสดงความสัมพันธ์ลำดับก่อนหลัง (Precedence Diagram) และขั้นตอนในการเขียนไดอะแกรมแสดงความสัมพันธ์ลำดับก่อนหลัง (Precedence Diagram) มีทั้งหมด 4 ขั้นตอน ดังต่อไปนี้

  • เขียน Node แทนงานย่อยแต่ละงานในสายการผลิตนั้นๆ
  • ใส่หมายเลขกำกับตามลำดับขั้นตอนการทำงาน
  • เขียนลูกศรเชื่อมต่อระหว่าง Node ทั้งหมด โดยมีหลักว่างานที่ต้องทำก่อนหน้าจะอยู่ทางด้านซ้าย และงานที่ต้องทำตามหลังจะอยู่ทางด้านขวา เช่น
ขั้นตอนในการจัดสมดุลสายการผลิต
  • แสดงเวลาในการทำงานแต่ละขั้นตอนย่อยลงในไดอะแกรม
ขั้นตอนในการจัดสมดุลสายการผลิต

รูปแสดงไดอะแกรมความสัมพันธ์ลำดับก่อนหลัง (Precedence Diagram)

ตัวอย่างที่ 1

กระบวนการผลิตสินค้าชนิดหนึ่ง มีขั้นตอนการทำงานพร้อมทั้งเวลาในการทำงานแต่ละขั้นตอนดังต่อไปนี้

จงทำการสร้างไดอะแกรมแสดงความสัมพันธ์ลำดับก่อนหลัง (Precedence Diagram) ของการทำงานข้างต้น

ขั้นตอนในการจัดสมดุลสายการผลิต

ตัวอย่างที่ 2

กระบวนการประกอบชิ้นงาน P001 มีรายละเอียดขั้นตอนการทำงานดังต่อไปนี้

รอบเวลาการผลิต (Cycle Time ,Tc)

            ช่วงเวลาระหว่างงานแต่ละหน่วยจะออกจากสายการผลิต ในทางปฏิบัติจะเป็นค่าเวลาที่สูงที่สุดในการทำงานของสถานีงานใดสถานีงานหนึ่ง โดยคิดเทียบกับทุกสถานีงานในสายการผลิตนั้นๆ ดังรูป

รูปแสดงการหารอบเวลาการผลิตในสายการผลิต

แสดงเป็นสมการคณิตศาสตร์ได้ดังสมการ (1)

            Tc  = Max Tsi                                          …………….(1)

เมื่อ Tsi แทนด้วยเวลางานของสถานีงาน i

ค่าของรอบเวลาการผลิตนั้นมีประโยชน์อย่างมากสำหรับโรงงาน ไม่ว่าจะเป็นในส่วนงานการวางแผนการผลิต, การปรับปรุงประสิทธิภาพการผลิต ตลอดจนการวางผังโรงงาน

เวลางานของสถานีงาน (Workstation Process Time ,Tsi)

เวลาที่ต้องใช้ในการทำงานในสถานีงาน โดยหาได้จากการนำเวลางานย่อยทั้งหมดในงานเดียวกันที่ทำในสถานีงานมารวมกัน และเวลางานของสถานีงานใดๆในสายการผลิตจะไม่มีค่าเวลามากกว่ารอบเวลาการผลิตของสายการผลิตนั้นๆ

ขั้นตอนในการจัดสมดุลสายการผลิต

รูปแสดงเวลาของสถานีงานและรอบเวลาการผลิต

ขั้นตอนในการจัดสมดุลสายการผลิต

รูปแสดงงานย่อยในสถานีงานของสายการผลิต

แทคไทม์ (Takt Time ,Tk)

            แทคไทม์ คืออัตราเวลาที่ต้องการในการผลิตสินค้า 1 หน่วยเพื่อให้การผลิตสามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้ มีจุดประสงค์เพื่อทำให้การผลิตนั้นสอดคล้องกันกับปริมาณความต้องการของสินค้าในตลาด สูตรสำหรับการคำนวณหาค่าแทคไทมน์ เป็นดังสมการ (2)

Tk = (ประสิทธิภาพสายการผลิต * เวลาการทำงาน) / ยอดการผลิตที่ต้องการ    ……(2)

จากความเข้าใจของรอบเวลาการผลิตและแทคไทม์ จะเห็นได้ว่า แทคไทม์นั้นหามาจากความต้องการของลูกค้า ส่วนรอบเวลาการผลิตนั้นหามาจากเวลาการผลิตในสายการผลิต ดังนั้นหากรอบเวลาการผลิตมีค่าสูงกว่าค่าแทคไทม์ที่กำหนด แสดงให้เห็นว่าโรงงานจะไม่สามารถตอบสนองความต้องการของลูกค้าได้ เป็นที่มาของการทำงานล่วงเวลาเพื่อให้สามารถผลิตสินค้าได้ทันตามกำหนดส่งของลูกค้า จะทำให้ค่าใช้จ่ายของทางโรงงานมีค่าสูงขึ้น ในการจัดสมดุลสายการผลิตจึงมีความจำเป็นในการนำค่าแทคไทม์มาเป็นตัวกำหนดในการคำนวณการจัดสมดุลสายการผลิต เพื่อให้สายการผลิตสามารถตอบสนองความต้องการสินค้าได้ แต่ในทางปฏิบัติอาจมีข้อจำกัดที่ไม่สามารถนำผลลัพธ์ที่ได้จากการจัดสมดุลสายการผลิตไปใช้ได้ ทำให้ค่ารอบเวลาการผลิตมีค่าสูงกว่าค่าของแทคไทม์ หากเป็นเช่นนั้นวิศวกรหรือผู้มีส่วนเกี่ยวข้องต้องพยายามปรับปรุงสายการผลิตเพื่อลดเวลาของรอบเวลาการผลิตให้ลงมาน้อยกว่าหรือเท่ากับเวลาแทคไทม์ที่กำหนด เพื่อให้สามารถตอบสนองความต้องการสินค้าของตลาดได้

ขั้นตอนในการจัดสมดุลสายการผลิต

รูปกราฟแท่งแสดงกรณีที่รอบเวลาการผลิตของสายการผลิตสูงกว่าเวลาแทคไทม์

         จากภาพหากโรงงานแห่งนี้มีแทคไทม์อยู่ที่ 72 วินาที แสดงว่าใน 1 เดือนโรงงานต้องผลิตสินค้าให้ได้ 10,000 ตัวต่อเดือน (1 เดือนทำงาน 25 วัน และ 1 วันทำงาน 8 ชั่วโมง) แต่รอบเวลาการผลิตของสายการผลิตนี้อยู่ที่ 80 วินาที แสดงว่าโรงงานสามารถผลิตสินค้าได้จริงเป็นจำนวนเพียง 9,000 ตัวต่อเดือนเท่านั้น สรุปว่าโรงงานยังขาดสินค้าอีก 1,000 ตัวต่อเดือน หากทางโรงงานต้องการผลิตสินค้าให้ได้ตามกำหนด โรงงานจึงมีความจำเป็นต้องเพิ่มการทำงานล่วงเวลา ซึ่งเป็นการเสียค่าใช้จ่ายเพิ่มมากขึ้นจากค่าใช้จ่ายปกติ

ตัวอย่างที่ 3

โรงงานแห่งหนึ่งมีการผลิตสินค้า C001 โดยผ่านสายการผลิต C อันประกอบด้วยสถานีงานทั้งหมด 5 สถานีงาน และมีรายละเอียดในการดำเนินการดังต่อไปนี้

ขั้นตอนในการจัดสมดุลสายการผลิต

หากในเดือนมกราคม มียอดการสั่งสินค้า C001 จำนวน 600 ชิ้น จงตอบคำถามดังต่อไปนี้

  • รอบเวลาการผลิตของสายการผลิต C เป็นเท่าไหร่
  • แทคไทม์ของการสั่งสินค้า C001 ประจำเดือนมกราคมมีค่าเท่าไหร่
  • โรงงานสามารถผลิตสินค้าได้ทันตามความต้องการของลูกค้าหรือไม่ เพราะเหตุใด

ข้อมูลเพิ่มเติม : โรงงานมีเวลาทำงานทั้งหมด 25 วันทำงาน แต่ละวันทำงาน 8 ชั่วโมง/วันทำงาน และและสิทธิภาพการผลิตของสายการผลิต C เป็น 90%

วิธีทำ

รอบเวลาการผลิตของสายการผลิต C หาได้จากสมการ Tc  = Max Tsi

ดังนั้นรอบเวลาการผลิตของสายการผลิต C ได้แก่ 20 นาที

            แทคไทม์สามารถหาได้จากสมการ

 Tk = (ประสิทธิภาพสายการผลิต * เวลาการทำงาน) / ยอดการผลิตที่ต้องการ

โดย

ประสิทธิภาพสายการผลิต = 0.90

เวลาการทำงาน = 60 * 8 * 25 = 1,200 นาที

ยอดการผลิตที่ต้องการ = 600 ชิ้น

ดังนั้น Tk = (0.90 * 1,200)/600 = 18 นาที/ชิ้น

      โรงงานไม่สามารถผลิตสินค้าได้ทันตามความต้องการของลูกค้าเพราะ รอบเวลาการผลิตของสายการผลิต C มีค่ามากกว่าเวลาแทคไทม์ที่กำหนด (20 > 18)

 

การหาจำนวนต่ำที่สุดของสถานีการผลิตที่ต้องการ

            เมื่อมีการกำหนดงานย่อย และความสัมพันธ์ก่อนหลังของงานย่อยทุกงานแล้ว ขั้นตอนต่อไปในการจัดสมดุลสายการผลิตได้แก่ การคำนวณหาจำนวนต่ำที่สุดของสถานีการผลิตที่ต้องการ โดยสามารถคำนวณได้จากสมการ (3)

 จำนวนสถานีการผลิตต่ำที่สุด = {(เวลาทั้งหมดที่ใช้ในการผลิตต่อหน่วย *ยอดการผลิตที่ต้องการ)/เวลาการทำงานที่มี }   ……(3)

 

            จำนวนสถานีงานต่ำที่สุดนี้เป็นค่าทางทฤษฎี โดยส่วนมากเมื่อทำการจัดสมดุลสายการผลิตจะใช้จำนวนสถานีงานที่มากกว่าจำนวนสถานีงานต่ำที่สุด แต่จะไม่น้อยกว่าจำนวนสถานีงานต่ำที่สุด

3. กำหนดงานย่อยให้กับสถานีงาน

เป็นการกำหนดว่าในแต่ละสถานีงานจะต้องมีงานย่อยใดบ้าง โดยในการพิจารณากำหนดงานย่อยลงในสถานีงานจะต้องนำข้อจำกัดก่อนหลังของการทำงาน(พิจารณาได้จาก Precedence Diagram) และในการเลือกงานย่อยเข้าสถานีงานก็มีวิธีการเลือกได้หลายรูปแบบ กฎเกณฑ์ที่ใช้เป็นกฎเกณฑ์เชิงฮิวริสติกส์ และกฎที่นิยมใช้มีมากมายเช่น

  • กฎเวลาในการทำงานนานที่สุด (Longest Operation Time : LPT) คือจะพิจารณางานย่อยที่มีเวลาในการทำงานมากที่สุดเข้าสู่สถานีงานก่อน
  • กฎเวลาในการทำงานน้อยที่สุด (Short Operation Time : SPT) คือจะพิจารณางานย่อยที่มีเวลาในการทำงานน้อยที่สุดเข้าสู่สถานีงานก่อน
  • กฎงานที่มีงานตามมากที่สุด (Most Number of Following Task) คือจะให้ความสำคัญกับงานย่อยที่มีงานย่อยอื่นๆตามก่อน

โดยในการพิจารณาการขึ้นสถานีงานใหม่จะพิจารณาจากเวลารวมของงานย่อยในสถานีงานนั้นๆจะต้องไม่มากกว่าอัตราเวลาที่ต้องการในการผลิตสินค้า 1 หน่วย หากมากกว่าจะต้องทำการขึ้นสถานีงานใหม่

4. การวัดผลงานในการจัดสมดุลสายการผลิต

            หน่วยวัดผลงานในการจัดสมดุลสายการผลิตมีด้วยกันหลายรูปแบบ ในที่นี้จะกล่าวถึงหน่วยวัดผลที่นิยมใช้กันในปัจจุบัน 3 รูปแบบด้วยกัน ได้แก่

  • ประสิทธิภาพสายการผลิต (Line Efficiency)

ประสิทธิภาพสายการผลิต = ผลรวมประสิทธิภาพในสถานีงานทั้งหมด / จำนวนสถานีงานทั้งหมด

  • ประสิทธิภาพในสถานีงาน (Work Station Efficiency)

ประสิทธิภาพในสถานีงาน = ผลรวมเวลาการทำงานในสถานีงาน * 100 / รอบเวลาการผลิต

Work Station Efficiency (%) =  Flow Time in Work Station * 100 / Cycle Time

  

  • ตัววัดความสูญเปล่า (Balance Delay or Balance Loss)

ตัววัดความสูญเปล่า คือเวลาสูญเปล่าอันเกิดจากการว่างงานของสถานีงาน ตัววัดความสูญเปล่ามักถูกใช้เป็นตัววัดความสมบูรณ์ของการจัดสายการผลิตในกรณีที่จัดสมดุลของสายการผลิตได้อย่างสมบูรณ์เวลางานที่แต่ละสถานีงานจะเท่ากับ รอบเวลาการผลิต และทุกสถานีงานต้องมีเวลางานเท่ากัน แต่ในทางปฏิบัตินั้นทำได้ค่อนข้างยาก เนื่องจากข้อจำกัดในหลายๆด้าน

Balance Delay = (nTc – Twc) / nTc

ieProsoft โซลูชั่นครบวงจรด้านการบริหารการผลิตในอุตสาหกรรม

บริษัท ไออี บิสซิเนส โซลูชั่น จำกัด (IEBS) เป็นผู้ให้บริการระบบซอฟแวร์ทางด้านการจัดการอุตสาหกรรม การวางแผนการผลิตโดยลงลึกไปจนถึงการจัดตารางการผลิต มาตรฐานการการทำงาน การจัดสมดุลการผลิต รวมไปถึงการบริหารจัดการคลังสินค้า ครอบคุลมการบริการในด้านต่างๆที่สำคัญต่อการนำระบบไปใช้ในภาคธุรกิจ ตอบโจทย์ความต้องการของลูกค้า ดูแลตั้งแต่การติดตั้ง การให้ปรึกษา การนำไปใช้งานจริง (Implementation) รวมถึงการวิเคราะห์ผลลัพธ์ต่างๆ เราสนับสนุนให้ผู้ประกอบการเข้าสู่ยุค ดิจิทัล ด้วยเครื่องมือในกลุ่ม ieProsoft อาทิเช่น ieSmart WI, ieLineBalancing, ieInventory และ ieInventory ซึ่งซอฟแวร์ทั้งหมดนี้ เป็นตัวช่วยให้สามารถบริหารการจัดการผลิตได้อย่างรวดเร็ว มีประสิทธิภาพ ช่วยประหยัดค่าใช้จ่าย และเพิ่มกำไรให้บริษัทได้เป็นอย่างดี

ปัจจุบัน IEBS มีการให้บริการซอฟแวร์ทั้งแบบบริการผ่านซอฟต์แวร์แบบ สแตนด์อโลน (Stand-alone Software) ไปจนถึงชุดซอฟต์แวร์เต็มรูปแบบ (Full-Blown) แบบคลาวด์โซลูชั่น (Cloud Solution) ได้แก่

  • ieSmart WI: โปรแกรมสร้างมาตรฐานการทำงาน ที่ช่วยให้การสร้างงานฐานในโรงงานง่ายขึ้น เวลาได้มาตรฐานที่ชัดเจน สะดวก และเป็นองค์ความรู้สำหรับองค์กรได้เป็นอย่างดี
  • ieLineBalancing: โปรแกรมจัดสมดุลสายการผลิต เหมาะสำหรับวิศวกร หรือเจ้าหน้าที่วางแผนการผลิตใช้ในการจัดวางแผนสายการผลิต ภายใต้ความต้องการที่ไม่แน่นอน และกำลังคนที่มีการเปลี่ยนแปลง ตลอดเวลา
  • ieInventory: โปรแกรมจัดการคลังสินค้า ที่ช่วยให้การบริหารคลังในระดับอุตสาหกรรมเป็นเรื่องที่ง่าย ไม่ยุ่งยาก ผ่านแฟลตฟอร์มออนไลน์ด้วยฐานข้อมูลบนคลาวด์
  • ieScheduling : โปรแกรมจัดตารางการผลิต เครื่องมือช่วยในการจัดการผลิตในระดับปฎิบัติการ ควบคุม และติดตามงานแบบทันเวลา (Realtime) และประเมินกำลังการผลิตได้รวดเร็ว

ใส่ความเห็น

อีเมลของคุณจะไม่แสดงให้คนอื่นเห็น ช่องข้อมูลจำเป็นถูกทำเครื่องหมาย *