Pullonkaulat ja parantaminen

Etsi pullonkaula ja poista se niin parannus on saatu aikaan, kuulostaa loogiselta ja yksinkertaiselta. Ehkä jopa hieman liian yksinkertaiselta. Theory of Constraints (ToC, suom. pullonkaulateoria, esteiden teoria tai kapeikkoajattelu) on israelilaisen tohtori Eliyahu (Eli) M. Goldrattin kehittämä, alun perin tuotannonohjaus- ja johtamismalli, joka on saanut huomattavaa julkisuutta bestseller kirjan The Goal kautta. Tässä artikkelissa en käsittele yksittäisiä ToC-sovellutuksia, vaan keskityn teoriaan ja pyrin linkittämään ToC:n muutamiin Lean ja Six Sigma -työkaluihin.

Käytän termiä pullonkaula kuvaamaan mitä tahansa estettä, kapeikkoa tai rajoitetta, joka rajoittaa asetetun tavoitteen saavuttamista. Viitekehyksenä toimii prosessimainen toimintamalli, eli jos seinällänne roikkuu ISO 9001 -sertifikaatti, tämä artikkeli on teille.

ToC:n idea voidaan tiivistää lauseeseen ”ketju on yhtä vahva kuin sen heikoin lenkki”. Tämähän ei kuulosta mitenkään uudelta idealta, mutta sen sovellutukset ovat mielenkiintoisia. Yritysmaailmaan sovellettuna, jokaisella voittoa tuottavalla yrityksellä on vähintään ja yleensä vain yksi este suuremman voiton tuottamiselle.

Ajatellaanpa yksinkertaista systeemiä, jonka tavoitteena on siirtää nestettä painovoiman avulla putkiston alaosassa olevaan astiaan.

Jos systeemin tavoitteeksi on määritelty esimerkiksi ”10 l vettä astiaan minuutissa” ja jos tämänhetkinen ulostulo on 8 l/min, niin kuvasta on melko helppo päätellä, mitä osaa systeemistä pitää muuttaa, jotta virtaus kasvaa ja päästään lähemmäs tavoitetta.

Parannus pitää kohdistaa siihen systeemin kohtaan, jossa virtaus on pienin, eli putkiston kapeimpaan kohtaan. Parannus mihin tahansa muuhun systeemin osaan ei ole todellinen parannus, virtaus systeemin läpi ei kasva.

Kuinka suuri parannuksen sitten pitäisi olla? Vastausta kannattaa miettiä esimerkiksi asiakkaiden näkökulmasta, kuinka paljon on asiakastarve, kuinka paljon vettä asiakas haluaa?

Putket ja veden virtaus, miten tämä nyt liittyy prosesseihin?

Jos käännämme kuvan kyljelleen ja käytämme hieman erilaisia yksiköitä, tilanne näyttää tutummalta.

Kun siirrymme putkistoanalogiasta perinteisempään vuokaavioon / prosessikuvaukseen ja mittayksikkönä käytetään prosessivaiheiden valmistumisnopeutta (kpl/aikayksikkö), on pullonkaula edelleen helposti paikallistettavissa. Vaihe, jonka valmistumisnopeus on pienin, on prosessin pullonkaula. No mitäs sitten, poistetaan pullonkaula ja kohti uusia haasteita vai? No eipä aivan.

ToC tarjoaa parannukseen 5-portaista mallia (5 Focusing Steps) ja olettaa, että systeemin tavoite on jo tässä vaiheessa selvillä (jos ei ole, niin ToC tarjoaa tähän tehokkaan työkalun).

1. Selvitä systeemin tämänhetkinen pullonkaula
2. Päätä kuinka hyödynnät pullonkaulaa
3. Alista kaikki muu yllä olevalle päätökselle
4. Jos tarpeen, poista pullonkaula
5. Jos tämä vaihe ei ole enää pullonkaula, palaa vaiheeseen 1

Pelkän listan pohjalta saattaa vielä olla hieman haastavaa aloittaa toimenpiteet, joten tarkennetaan eri vaiheita hieman:

Selvitä systeemin tämänhetkinen pullonkaula

Mikä tekijä rajoittaa systeemiä saavuttamasta tavoitettaan tällä hetkellä? Rajoite voi liittyä virtaukseen, laatuongelmiin, kapasiteettiin, toimintatapoihin, tai -ohjeisiin. Työkaluina käytetään tyypillisesti erilaisia prosessi- ja arvovirtakuvauksia (VSM), työntutkimuksen menetelmiä, ja prosessin suorituskyky datan visualisointia eri tavoilla. Tehokkaimmillaan pullonkaulan selvitys on, kun hyväksikäytetään prosessin mittaamista ja tehdasfysiikkaa. Pullonkaula on prosessiketjussa vähiten läpimenoa tuottava vaihe.

Päätä kuinka hyödynnät pullonkaulaa

Kun pullonkaula on tiedossa, täytyy päättää, miten sitä käytetään hyväksi mahdollisimman tehokkaasti. Tämä vaatii ymmärryksen siitä, miksi pullonkaula tällä hetkellä toimii niin kuin toimii. Läpimenon maksimointi on järkevää vain pullonkaulassa. Esim. onko pullonkaula käytössä maksimaalisen ajan, taukojen lomitus? Koneiden käytettävyys ja kunnossapito. Tarvittavan jaksoajan ja työajan vähentäminen pullonkaulassa, 5S, standardoitu työ, visuaalinen ohjaus, nopeat vaihdot (SMED), vaihtelun vähentäminen jne. Kaikki nämä toimenpiteet kohdistuvat siis pullonkaulaan, eivät koko prosessiin.

Alista kaikki muu yllä olevalle päätökselle

Monesti vaikein vaihe, koskee kaikkia ei-pullonkaulavaiheita. Ei-pullonkaulavaiheiden resurssitehokkuuteen ei pidä keskittyä, niiden tulee toimia alisteisesti suhteessa pullonkaulaan. Eli pullonkaulavaiheen tulee ohjata muuta prosessia. Pullonkaulavaiheessa pitää aina olla työtä tehtäväksi, eli tarvitaan eli tarvitaan riittävä puskuri pullonkaulan eteen. Ja puskurin pitää olla sitä suurempi, mitä enemmän prosessissa on vaihtelua. Miettikääpä miten tähän tilanteeseen vaikuttaisi väärin kohdistettu ns. hukkajahti, joka poistaisi ”ylimääräisen” varaston pullonkaulan edestä?

Jos tarpeen, poista pullonkaula

Jos aikaisemmat vaiheet eivät lisänneet systeemin ulostuloa tarpeeksi, eli jos systeemin tavoitetta ei vieläkään saavuteta, on aika poistaa tai vähintään ”avartaa” pullonkaulaa. Tämä voi tarkoittaa työvuorojen lisäämistä, ylitöitä, resurssien (työvoima tai koneet) lisäämistä. Näille kaikille on yhteistä se, että kyse on investoinnista. Huomioitavaa on se, että investointi tehdään vasta tässä vaiheessa (ei vaiheessa 2) ja vain jos systeemin tavoitetta ei vieläkään kyetä tyydyttämään.

Jos tämä vaihe ei ole enää pullonkaula, palaa vaiheeseen 1

Jos aikaisempien vaiheiden seurauksena pullonkaulan kapasiteetti nousi niin paljon, ettei se enää ole pullonkaula siirrytään takaisin selvittämään systeemin uutta pullonkaulaa. Suositeltua on, että jo ensimmäisellä selvityskierroksella etsitään systeemin senhetkinen, sekä seuraava pullonkaula.

Ei ole lainkaan harvinaista, että systeemin tavoitetta ei saavuteta ja tästä seuraa tarve parantaa prosessia. ToC tarjoaa erinomaisen keinon kohdistaa parannus juuri siihen pisteeseen, jossa parannuksen vaikutus on suurimmillaan. ToC ei anna työkaluja yksittäisiin vaiheisiin, mutta onneksi työkaluista ei ole puutetta, Lean ja Six Sigma auttavat tässä. Ja kun tähän lisätään tehdasfysiikan analyysivoima, on parannuksen onnistumistodennäköisyys moninkertainen verrattuna yksittäisen menetelmän käyttöön.

Lähteet:

1. Eliyahu M. Godratt, The Goal, 1984 (suomeksi Tavoite, kolmas painos, 2014)
2. Eliyahu M. Goldratt, The Haystack Syndrome, 1990
3. Tanja E. Karjalainen & Eero E. Karjalainen, Laatujohtamisoppien (TQM) soveltaminen PK-yritykseen – SPC, systeemiteoria, TOC-teoria -, 2000
4. Bob Sproull & Bruce Nelson, Epiphanized 2nd edition, 2015
5. Bob Sproull, The Ultimate Improvement Cycle, 2009
6. Antti Piirainen, Vaihtelu, 2014