Praca Inżynierska z Inżynierii Produkcji

Co musi zawierać praca z inżynierii produkcji:

• Analiza stanu obecnego – Mapowanie procesów (VSM), identyfikacja problemów, pomiary bazowe
• Diagnoza problemu – Analiza przyczyn źródłowych (5Why, Ishikawa, Pareto)
• Projekt rozwiązania – Koncepcja usprawnienia, layout, procedury, standardy
• Analiza ekonomiczna – Kalkulacja kosztów, ROI, NPV, payback period
• Plan wdrożenia – Harmonogram, zasoby, ryzyka, KPI
• Weryfikacja efektów – Pomiary po wdrożeniu, porównanie before/after

Lean Manufacturing - narzędzia podstawowe

Six Sigma - narzędzia statystyczne

Oprogramowanie wspomagające

• Minitab/Statistica – Analiza statystyczna, Six Sigma, SPC, DOE
• MS Visio/Lucidchart – Mapowanie procesów, VSM, flowcharty
• AutoCAD/SolidWorks – Projektowanie layoutu hali, stanowisk pracy
• MS Project/Primavera – Planowanie projektów, harmonogramy, Gantt
• Arena/Simul8 – Symulacje dyskretne procesów produkcyjnych
• SAP/ERP – Zarządzanie produkcją, MRP, planowanie materiałów

Wskaźniki efektywności (KPI)

• OEE (Overall Equipment Effectiveness) = Dostępność × Wydajność × Jakość
• Takt Time = Dostępny czas pracy / Wymagana liczba sztuk
• Cycle Time = Czas wykonania jednego cyklu produkcyjnego
• Lead Time = Czas od zamówienia do dostawy
• WIP (Work In Progress) = Produkcja w toku
• FTQ (First Time Quality) = % produktów dobrych za pierwszym razem
• DPMO (Defects Per Million Opportunities) = Defekty na milion możliwości

Faza 1: Define - Definiowanie problemu (Tydzień 1-2)

1. Określenie zakresu projektu
   • Który proces/linia/obszar będzie analizowany?
   • Jakie są granice systemu (początek/koniec)?
   • Jaki jest problem biznesowy? (np. niski OEE, dużo defektów)
2. Zdefiniowanie celów projektu (SMART)
   • Specific - konkretny (np. "zwiększyć OEE linii montażu")
   • Measurable - mierzalny (np. "z 65% do 80%")
   • Achievable - osiągalny (realny cel)
   • Relevant - istotny (ważny dla firmy)
   • Time-bound - określony w czasie (np. "w ciągu 6 miesięcy")
3. Identyfikacja VOC (Voice of Customer)
   • Wymagania klienta (wewnętrznego/zewnętrznego)
   • CTQ (Critical To Quality) - co jest kluczowe dla jakości
4. Project Charter
   • Dokument inicjujący projekt (cel, zakres, zespół, harmonogram)
   • Zgoda kierownictwa na realizację

Faza 2: Measure - Pomiary stanu obecnego (Tydzień 3-4)

Co należy zmierzyć:

• Czasy: Czas cyklu, czas taktu, lead time, czas przezbrojenia
• Wydajność: Sztuki/godzinę, OEE (dostępność, wydajność, jakość)
• Jakość: % defektów, FTQ, liczba reklamacji, DPMO
• Koszty: Koszty pracy, materiałów, przestojów, braków
• Zapasy: WIP, poziom zapasów, rotacja
• Przepływ: Dystans transportu, liczba przemieszczeń

Narzędzia zbierania danych:

• VSM (Value Stream Mapping) – Mapa obecnego stanu z czasami i danymi
• Spaghetti Diagram – Wizualizacja przepływu materiałów/ludzi
• Time Study – Pomiar czasu cyklu chronometrem
• Check Sheets – Arkusze kontrolne do zbierania danych
• Histogramy – Rozkład danych (czasy, wymiary)

// Przykład: Obliczenie OEE

// Dane z hali produkcyjnej:
Czas dyspozycyjny = 480 min (8h zmiana)
Przerwy planowane = 30 min (obiad)
Czas dostępny = 480 - 30 = 450 min

// Pomiary:
Przestoje (awarie, przezbrojenia) = 90 min
Czas produkcji = 450 - 90 = 360 min

Teoretyczny cycle time = 1.0 min/szt
Wyprodukowano = 300 szt
Defekty = 15 szt
Dobre produkty = 300 - 15 = 285 szt

// Obliczenia OEE:
Dostępność (Availability) = Czas produkcji / Czas dostępny
                          = 360 / 450 = 80%

Wydajność (Performance) = (Wyprodukowano × Cycle time teoretyczny) / Czas produkcji
                        = (300 × 1.0) / 360 = 83.3%

Jakość (Quality) = Dobre produkty / Wyprodukowano
                 = 285 / 300 = 95%

OEE = Dostępność × Wydajność × Jakość
    = 0.80 × 0.833 × 0.95
    = 63.3%

// Interpretacja:
// OEE < 65% - NISKA efektywność (typowe dla tego przypadku)
// Cel: zwiększyć do min. 85% (world class)

Faza 3: Analyze - Analiza przyczyn źródłowych (Tydzień 5-6)

Narzędzia analizy:

1. Diagram Pareto (zasada 80/20)

• Zidentyfikuj 20% przyczyn odpowiadających za 80% problemów
• Przykład: Analiza przyczyn przestojów (awarie maszyn, przezbrojenia, braki materiału)
• Software: Excel, Minitab

2. Diagram Ishikawa (Fishbone)

• Kategorie 5M: Man (ludzie), Machine (maszyny), Material (materiały), Method (metoda), Measurement (pomiary)
• Burza mózgów z zespołem produkcyjnym
• Identyfikacja WSZYSTKICH możliwych przyczyn problemu

3. Metoda 5Why

// Przykład analizy 5Why:

Problem: Maszyna zatrzymała się

Why #1: Dlaczego maszyna się zatrzymała?
→ Przeciążenie, zadziałało zabezpieczenie

Why #2: Dlaczego doszło do przeciążenia?
→ Niewystarczające smarowanie łożyska

Why #3: Dlaczego smarowanie było niewystarczające?
→ Pompa smarująca nie działa efektywnie

Why #4: Dlaczego pompa nie działa efektywnie?
→ Zatkany filtr oleju

Why #5: Dlaczego filtr był zatkany?
→ Brak harmonogramu wymiany filtra

PRZYCZYNA ŹRÓDŁOWA: Brak procedury konserwacji prewencyjnej
ROZWIĄZANIE: Wdrożyć TPM z harmonogramem wymiany filtrów

4. Analiza statystyczna (jeśli Six Sigma)

• Testy hipotez (t-test, ANOVA) - czy różnice są statystycznie istotne?
• Analiza regresji - jakie zmienne wpływają na wynik?
• Karty kontrolne - czy proces jest stabilny?
• Analiza zdolności procesu (Cp, Cpk) - czy proces spełnia tolerancje?

Faza 4: Improve - Projekt i wdrożenie rozwiązania (Tydzień 7-10)

Co powinieneś mieć gotowe:

• ✅ VSM przyszłego stanu (Future State Map)
• ✅ Lista konkretnych działań usprawniających
• ✅ Nowy layout (jeśli dotyczy) z AutoCAD/Visio
• ✅ Nowe standardy pracy / procedury
• ✅ Kalkulacja kosztów wdrożenia
• ✅ Analiza ekonomiczna (ROI, NPV, payback period)
• ✅ Plan wdrożenia (harmonogram, odpowiedzialni, ryzyka)

Przykładowe usprawnienia Lean:

• Eliminacja transportu – Przestawienie stanowisk bliżej siebie
• Redukcja czekania – Balansowanie linii, synchronizacja operacji
• Redukcja zapasów – Wdrożenie kanban, JIT
• Eliminacja nadprodukcji – Produkcja tylko na zamówienie
• Redukcja przezbrojenia – SMED (np. z 45 min do 10 min)
• Standardyzacja pracy – Instrukcje procesów

// Przykład: Kalkulacja ROI dla projektu Lean

// Nakłady (koszty wdrożenia):
Koszt nowego układu stanowisk = 15,000 PLN
Szkolenia pracowników = 5,000 PLN
Nowe narzędzia/przyrządy = 8,000 PLN
Czas konsultanta (100h × 150 PLN) = 15,000 PLN
SUMA NAKŁADÓW = 43,000 PLN

// Korzyści roczne (savings):
Redukcja przestojów: 2h/dzień × 220 dni × 500 PLN/h = 220,000 PLN
Redukcjabraków: 1000 szt/rok × 50 PLN/szt = 50,000 PLN
Wzrost wydajności: 10% × 800,000 PLN przychodu = 80,000 PLN
SUMA KORZYŚCI ROCZNYCH = 350,000 PLN

// Wskaźniki ekonomiczne:
ROI = (Korzyści - Nakłady) / Nakłady × 100%
    = (350,000 - 43,000) / 43,000 × 100%
    = 714% (zwrot w pierwszym roku!)

Payback Period = Nakłady / (Korzyści / 12 miesięcy)
               = 43,000 / (350,000 / 12)
               = 1.5 miesiąca

WNIOSEK: Projekt wysoce opłacalny, zwrot w < 2 miesiące

Faza 5: Control - Kontrola i standaryzacja (Tydzień 11-16)

Działania kontrolne:

• Standaryzacja – Dokumentacja nowych procedur, spisanie procesów i instrukcji pracy
• Szkolenia – Przeszkolenie operatorów z nowych standardów
• Visual Management – Tablice z KPI, instrukcje wizualne
• Monitoring KPI – Dashboard z OEE, jakością, czasami
• Audyty – Regularne sprawdzanie przestrzegania standardów
• PDCA – Plan-Do-Check-Act dla ciągłego doskonalenia

Pomiary efektów (Before/After):

1. Value Stream Map (VSM)

Kluczowy dokument pokazujący obecny i przyszły stan procesu.

Interpretacja VSM:

// Przykład analizy VSM:

OBECNY STAN:
Total Lead Time = 12 dni
Value Added Time = 45 min (czas rzeczywistej obróbki)
Non-Value Added Time = 11 dni 23h 15min (czekanie, transport)

Efektywność procesu = VA Time / Total Lead Time
                    = 45 min / (12 dni × 480 min/dzień)
                    = 45 / 5760 = 0.78% ❌

PRZYSZŁY STAN (po usprawnieniach):
Total Lead Time = 4 dni
Value Added Time = 45 min (bez zmian)
Non-Value Added Time = 3 dni 23h 15min

Efektywność procesu = 45 / (4 × 480) = 2.34% ✅

POPRAWA: Redukcja lead time o 67%, ale wciąż 97.66% czasu to marnotrawstwo!
(Typowe dla produkcji - cel to ciągłe zmniejszanie NVA)

2. Analiza Pareto

Wykres słupkowy + krzywa skumulowana pokazująca najważniejsze problemy.

Przykład interpretacji:

Wniosek: Skup się na awariach maszyny A i przezbrojeniach (73% problemów)

3. Diagram Ishikawa

Wizualizacja przyczyn źródłowych problemu (kategorie 5M/6M).

Przykładowy Diagram Ishikawa dla problemu: "Wysoki wskaźnik defektów spawania"

                    MAN (Ludzie)              MACHINE (Maszyny)
                         |                           |
              Brak szkoleń                  Stare urządzenie
              Rotacja kadry                 Zła kalibracja
              Zmęczenie                     Brak konserwacji
                         \                 /
                          \               /
                           \             /
                            \           /
                             \         /
                              \       /
                      [PROBLEM: Defekty spawania 5%]
                              /       \
                             /         \
                            /           \
                           /             \
                          /               \
                         /                 \
              Jakość drutu                Brak procedur
              Wilgoć materiału            Nieaktualne instrukcje
              Zanieczyszczenia            Brak kontroli
                         |                           |
                    MATERIAL                     METHOD

                    MEASUREMENT (Pomiary)
                         |
              Wadliwy miernik grubości
              Brak kalibracji
              Subiektywna ocena

Po analizie 5Why dla każdej przyczyny → identyfikacja przyczyn źródłowych

4. Plan wdrożenia (Implementation Plan)

Szczegółowy harmonogram z odpowiedzialnymi osobami i KPI.

5. Analiza ekonomiczna

Uzasadnienie biznesowe projektu - koszty vs korzyści.