LEAN ÉS DIGITÁLIS TRANSZFORMÁCIÓ A GYAKORLATBAN

2024. április 19-én több, mint 25 fő részvételével, nagy érdeklődés mellett került megrendezésre a 62. Best Practice Fórum a GE Vernova – Veresegyházi gyárában.  A GE szétválasztotta tevékenységeit 3 külön cégbe, korábbi nevén GE Energy-ként ismert magyar vállalat az Energia divíziót magába foglaló GE Vernova vállalatba került idén (Április 2-tól), amelynek az elnöke Scott Strazik, aki maga is elkötelezett támogatója a Lean bevezetésnek. A veresegyházi gyár a legnagyobb nem USA gyára a GE Vernova-nak. Jelenleg 1600 fő dolgozik a gyárban. A gyárban 3 üzletág tevékenységei találhatók meg: gyártás, javítás, kisebb erőművek összeszerelése. Most mind a 3 üzletág komoly mértékben növekszik. A Fórumot Szirbik Zsolt, mérnökségi vezető nyitotta meg, aki üdvözölte a résztvevőket és röviden ismertette a gyár tevékenységeit. A gyár működésnek mindig komoly részét képezte a Lean tevékenység, ami az elmúlt időszakban további komoly lendületet kapott. Aminek látványos eredményeit fogjuk a mai fórumon látni. Nagy hangsúlyt fektettek a munkabiztonság növelésére. Safety heat map-et készítettek és a Lean fejlesztések során elérték, hogy lényegesen kevesebb daruzás és targonca mozgás legyen az üzemben. 

A gyár jelenleg is fejlődik. Az AERO gyártási területhez tartozik egy külső teszt terület és csomagolási rész is. A növekedés miatt építettek egy külön raktárat. A bevonatoló terület folyamatos műszakban megy, a többi terület 3 műszakban. A gyáron belül a gyártástechnológiák igen széles spektruma megtalálható: CNC megmunkáló központok, szikraforgácsoló gépek, köszörülés (gazdaságosabb precízebb, mint a forgácsolás), van plazma és AWI hegesztés is. Van 7 hőkezelést támogató vákuum kemence. Az egyes gépek már sorokba vannak beépítve, a gyár teljesen átalakult a korábbi műhelyrendszerű gyártáshoz képest. A javítás, Repair üzletágban a felújítások mellett vannak upgrade-ek is, ami azt jelenti, hogy berendezés képes legyen hosszabb üzemórára. AERO – összeszerelés területen 3 különféle termékcsalád előállítása történik: a 42-55 MW, 35 MW és a Jenbacher 0,3 – 3 MW (gázmotor).  

Lean transzformáció 

Ezt követően Juhász Ádám, Gyári lean vezető mutatta be a résztvevőknek a Lean transzformációs folyamatot, ami megvalósult az elmúlt években a veresegyházi gyárban. 

A Lean transzformáció, akkor kapott nagyobb lendületet, amikor Larry Culp a Danaher volt vezetője lett a GE elnöke. A GE felső vezetése nagy hangsúlyt fektetett és személyesen felügyelte a Lean bevezetést az elmúlt években. A helyi lean kezdeményezéseknél az egyik legnagyobb segítség a Shingijutsu volt, a Toyota tanácsadó csapata. A vállalatnál rendszeresen vannak Kaizen workshopok. Többször jönnek a Shingijutsu tanácsadói is Japánból. A Shingijutsu-tól érkező Sensei (tanító) NAKAO San azt mondta, hogy az a hozzáállás kell a Lean megközelítésben, hogy csak az utolsó lépés a folyamatban, amikor nyomtatékra húzzuk a csavart, az egyetlen hozzáadott értéket tartalmazó mozdulat, az összes többi tevékenység veszteség. A cél az, hogy minél több veszteséget szüntessünk meg a termék előállítási folyamatban. 

A Lean-esek problémákat oldanak meg folyamat innovációval. 95% veszteség a folyamatban. 

Két típusú folyamatfejlesztés van a Kaizen és a Kaikaku. A Kaizen a meglévő folyamat fejlesztése, a Kaikaku, Transzformáció, amely új standardot hoz létre. A Kaikakut nem lehet önmagában használni, amíg nincs meg előtte a Kaizenelés. 

Kaizen folyamat (1-3 lépés a tervezésről szól)

1.    A probléma megfogalmazása 
2.    A jelenlegi helyzet megértése
3.    A jövőbeli célállapot (Target Condition) meghatározása 
4.    Elmozdulás (iterate) a jövőbeli célállapot felé 

A japánok a 3 GEN megközelítést alkalmazzák (Genchi Gembutsu)

„The truth is on the GEMBA” – az igazság az üzemben a termékelőállítás területén van. 

•    GO, See and Understand (Menny és nézd meg, érts meg a helyzetet!)
•    Ask „Why?”  (Keresd a miérteket!)
•    Respect (Gyakorolj tiszteletet!)

Minden egyes megoldást az emberekkel együtt kell kidolgozni, közös megértéssel. 

A három műszakon áthúzódik a változtatás, így több kolléga (műszak) is érintett lesz. A Kaizen workshopok előtt, hosszabb előkészítési szakasz van és információgyűjtés. Minden egyes céges szintű Kaizen workshopon a legmagasabb szintű vezető is részt vesz és példát mutat.  Ez a hét erről szól!! 

A GE-nél, nem brainstromningot csinálnak, hanem Trystorming-ot. Mindent kipróbálnak, először kartonpapírból, fából. (40-50 változtatást is megcsinálnak egy hét alatt), és a tapasztalatok figyelembevételével alakítják ki a legjobb megoldást. 

A megoldások kipróbálása során DOE (Design of Experiments - Kísérlet tervezési) eszközt használnak. Meghatározzák, hogy az egyes változtatásoktól, milyen változást várnak, egyszerre egy dolgon változtatnak és annak nézik meg a hatását.  

A Lean transzformáció során a teljes Toyota gyártási rendszert kívánták kialakítani és megvalósítani és nem csak annak egyes elemeit, mert így hozhatnak a fejlesztések komoly eredményeket. A korábbi pontszerű Kaizenekhez képest az elmúlt években rendszerszintű transzformáció indult el a gyárban, ami igen komoly eredményeket hozott. JIT és JIDOKA elemek bevezetésén keresztül értek el komoly változásokat. Ahhoz, hogy JIT jellegű termelés legyen sorban kell termelni, régebben batchben történő szigetszerű nagy lot-ban (gyártási tétel nagyságban) történő gyártás volt. Nehéz volt követni és tervezni az anyagáramlást. Megfogalmazódott a cél: gyártósorokat kell csinálni, egy darabos áramlású sorokkal. 

A Shroud (a shroud a turbinák egyik alkatrésze, ami a forgólapát tömítést szolgálja) gyártó terület transzformációját mutatta be Juhász Ádám (Kaikaku – Kaizen – A3 problem solving).

A Lean transzformációhoz a felső vezetés egy értékáram feltérképezést követően konkrét KPI-okat és egy egy Road Map-et (útitervet) határozott meg, éves szinten meg vannak határozva azok a fejlesztési akciók, amelyek a célok elérését szolgálják és ezekhez biztosítják a szükséges erőforrásokat. A fejlesztések 3 szinten valósulnak meg: 

1.    Kaikaku (áttöréses, stratégiai szintű, innovatív fejlesztések), amelyek magukat a folyamatokat is megváltoztatják. Szüntessük meg a darukat, építsük be a JIDOKA koncepciót, legyen egy darabos áramlás és Chaku-Chaku sor. 
2.    Kaizen (folyamatos fejlesztés, a meglévő folyamatok fejlesztése), az anyagáramlás fejlesztése a gépek áthelyezése nélkül, a területek közötti felesleges mozgások, mozgatások, veszteségek megszüntetése 
3.    Problémamegoldás (a meglévő munkavégzési sztenderdek, szabványos munka fejlesztése), napi szintű problémamegoldás, hibák, veszteségek gyökérok elemzése és megszüntetése

A fejlesztések megvalósítását külön erre kialakított szervezeti egységek támogatják: 

Moonshine-ing terület

A Moonshine üzem, egy házon belüli berendezés és gépfejlesztési kompetencia, ami a nagyobb horderejű fejlesztéseket, gépátalakításokat is meg tudja csinál és ezeknek az adminisztrációját is. 

Karakuri Kaizen Promotion Office 

A kisebb jellegű, mechanikus gépátalakításokat, Karakuri és egyéb tároló eszközök, elemek kialakítását végzi a Karakuri KPO, amikhez nem szükséges elektromos, érintésvédelmi tanúsítás. A Karakuri olyan eszköz, ami külső erőforrást nem használva valósít meg mozgásokat (például gravitációs elven). 

Feltérképezték a Shroud gyártás főbb lépéseit, majd ezt az értékáramot fejlesztették a Kaizen akciók során. 

Megépítették a sorokat, Moonshine HC welding (sorba építenek olyan folyamatokat, amit maguk csinálnak meg), Megszüntették az EDM-et, Full process capability, Beépítettek a szikrácsolási lépéseket egy megmunkáló központ feladatai közé. Az esztergálás nem illeszthető be a sorba méretéből eredően. A jövőben tervezik az esztergálás (Turning) megszüntetését.  Jelenleg hatalmas gyűrűkből esztergálják és fűrészelik ki a Shroud alkatrészeket. 48 db szeletre kell felvágni egy gyűrűt. Ezeknek a nagy gyűrűknek a logisztikája, mozgatása (mind gyáron belül, mind a gyárkapun kívül) igen nehéz és balesetveszélyes. A terv, hogy nem gyűrűből esztergálják ki, hanem kocka alakú alapanyagból marják ki a Shroud-ot. 

A hegesztést, automatizálták (ebbe egy gépépítő céget is bevontak, az első gépig ő adta a tudást). 

Mosó gép – egyedi célgépet fejlesztettek a sorba bele, ami kisebb és egy darabos és automata (ChakuChaku) betöltés valósul meg. Van egy programozó csapat, amelyik az DOE alapján a tervező programban megtervezi a CNC programot, ami kiválthatja a szikraforgácsolás (EDI lépéseket). Először habszivacson próbálják ki (a programot) és utána a ténylegesen munkadarabon. 

SQCD területen mérték az beavatkozások eredményeit. Igen komoly eredményeket értek el. 

Jelentősen lecsökkent az átfutási idő és a készletek. Megszüntették és jelentősen csökkentették a targonca mozgást és a daruzásokat az üzemben. A régi nagy Haas VF4, Mandelli Thunder 630, gépeket kiváltották Hermle C250-es gépekkel, ezzel 60%-kal csökkentették a területfelhasználást és 95%-kal a gyártásközi készleteket.

A transzformáció során a Kaikaku-ban beruházások is vannak. 2-300 ezer USD értékben. A sor építéskor a gép kiválasztás is egy fontos folyamat, azt meghatározni, hogy milyen méretű gépben akarunk gyártani, mi az, ami alkalmas a feladatra. A gépgyártás technológia fejlődése új lehetőségeket teremt. A régebbi gépeket eladják és a magasabb technológiai képességű gépeket veszik meg és alkalmazzák. A műszaki szakemberek feladata, hogy a megfelelő gépet kiváltsák. 

JIDOKA ÉS A Deep learning bevezetése 

A JIT (folyamatos éppen időben történő gyártás) mellett a minőségre is nagy hangsúlyt fektetnek a gyárban. A JIDOKA lényege az ember gép munkájának szétválasztása és folyamatba épített minőség. 

Ha a gép fel van ruházva azzal a képességgel, hogy szóljon, ha gond van, akkor nem kell folyamatosan 1 embernek felügyelni. A GE-nél JIDOKA funkcióval ellátott gépet vesznek, vagy beleépítik ezt a funkciót.  

A JIDOKA funkció kialakítása során a detektálás és gyártás a cél, hogy tudjuk detektálni (a hibákat) és tudjunk jót gyártani. Ezek a funkciók be lettek építve a sorba. A fejlesztések eredményeképpen az elmúlt években a First pass yield (Elsőre jót minőség arány) 23%-ról 98%-ra ugrott fel. 

A gépekben a megmunkáláshoz szükséges készülék a megfelelő megmunkálási és megfogási pozíciók. A folyamatképességnél folyamatosan minden egyes megmunkálásnál élőben lehet látni az irányító szobából. A JIDOKA eredménye nem csak a jobb, minőség, hanem az operátor hatékonyság nagymértékű javulása, mert a gépek automatikusan működik és képes a hibánál megállni, ezért nem kell minden gép mellé egy operátort állítani, hogy felügyelje. A cél a Source Inspection (minőség a forrásnál), azaz a bemeneti paraméterek ellenőrzése, hogy időben észlelni és kontrolálni tudjuk a nem megfelelő (hibás) darabok gyártását. 

Gépi tanulás (Deep learning tool)

A minőség fejlesztése érdekében az Ipar 4.0, digitalizáció eszközeit is felhasználják. Telerakták szenzorokkal a gépet és deep learning módszerrel nézik a paraméter változásokat, elemzik, hogy mely paraméterek után keletkezett hiba, selejt és ennek alapján a jövőben előre tudják jeleni, és meg tudják akadályozni a hibára vezető állapotokat, beállításokat. 

A gyártásban kialakításra került egy Autoinspection terület, ahol egy 3D modellhez képest kamerával nézik a munkadarabokat, Raspberry Pie PC egységekkel feldolgozzák az adatokat, egy mesterséges intelligencia kiértékeli az eredményeket és küldi a beérkezett (felújítandó) darabokat javításra megjelölve a képen (piros, fehér színekkel), hogy hol szükséges hegesztéssel, vagy forrasztással javítani a darabot. 

A minőségirányítási folyamatot és a nyomon követhetőséget (Traceability) digitális rendszerekkel támogatják, megvalósul a „Paperless Quality” a rendszer automatikusan rögzíti, hogy mi kerül be a sorra (leolvassák a termék vonalkódját és a dolgozó kártyáját), rögzítik a teljesült folyamatfázisokat, elmentik az összes ehhez kapcsolódó adatot, mérési paramétert. Ennek alapján automatikusan real time tudnak First Pass Yield-et és folyamatképességet számítani, de igény esetén van lehetőség a kézi adatbevitelre is. 

Maga a gyártó sor támogatja a szabványok betartását. A gyártósoron mérik a fontosabb paramétereket, például a főorsó rezgéseket, ennek alapján lehet a főorsó elhasználódását követni, előre jelezni. A keletkezett adatokat egy Rapid Response Team (amely áll Karbantartás, Mérnök, Quality és Logisztika szakemberekből) figyeli az irányító szobában. A dolgozóknak is van lehetősége hibát jelezni a gépeknél a gépen van MQE (Material, Quality, Equipment) andon lámpa. A lámpa felkapcsolásával fény és hangjelzés érkezik a Rapid Response Team felé az irányító szobába, ahol az team érintett tagjai kiértékelik az információkat és beavatkoznak a folyamatba. 

Lean transzformáció - Eredmények

333 Kaizen eventet terveztek be és valósítottak meg az elmúlt 5 évben. 21 sort építettek fel. 31 db Moonshine saját gép, berendezés fejlesztést valósítottak meg. A fejlesztések eredményeképpen 54%-os kapacitás növekedést sikerült elérni. 10-szeres volumen növekedést sikerült megvalósítani az Aero termelési volumenben. 65%-os növekedés Safety mutatószámok területén. 

Tapasztalat, hogy nagy hangsúlyt kell helyezni a follow up-ra és az új folyamatok dokumentálására, valamint a sztenderdizálásra és szabványos munka betartására. 

Sorépítés

Az elmúlt években belső csapat segítségével teljesen átformálták a gyártó területet, számos (21) új gyártósort építettek. A sorépítésben előre kijelölt tagok vannak, akik tényleg mindig részt vesznek a fejlesztésben és a felettesük is támogatja. A fejlesztéseknek kijelölt projektvezetője van. A Kaizen Promotion Officer (Moonshine-os és Karakuri-s) támogatja. 

A fejlesztéseket össze kell hangolni a napi munkával és tudatosan erőforrásokat kell rá dedikálni. RACI mátrix van a csapat tagokra az egyes projektekre, ugyanúgy, mint a funkcionális feladatokra.  Meg kell határozni, ki mivel foglalkozik a projekt csapaton belül. A témák időigényét betervezik (munkacsomagok) körülbelül egy három hónapos ütemterv készül. 

Minden egyes megmunkálási folyamatot megterveznek (Process at a glance ábra), hogy mely gépen, milyen műszerrel hogyan csinálják most, milyen orientációval, minden gépen megnézik. Például érdekes, hogy egyenes vonalban, egy magasságban, ugyanabban az orientációval, egy készülékben menjen a darab.  Egy modell terméket kijelölnek, amire építik a megoldásukat. A modell termék általában a high runner vagy a legnagyobb darab. Megtervezik a sornak az elrendezését (Block layout), Standard work chart.  A gyártó sor tervezés során a csapat dolgozza ki a megoldásokat. Milyen legyen a folyamatok elrendezése, hogy milyen gépek lesznek, hol milyen sztenderd WIP-ek (gyártásközi készletek) lesznek. Milyen megmunkálási felületekkel kell foglalkozni? Megkérdőjelezik a meglévő megoldásokat és új megoldásokat keresnek. Valóban ilyen orientációban tudjuk csak megcsinálni? Valóban ilyen sorrendben kell megcsinálni?

A készülékek megtervezése számos változatot dolgoznak ki.

Alkalmazzák a 7 way módszert, azaz 7 különböző koncepciót dolgoznak ki, majd ezek közül választják ki a legjobbat. Nem csak elméletben, hanem lehetőség szerint gyakorlatban is kipróbálják az ötleteket. Kinyomtatják 3D-ben azt a darabot, amivel le tudják szimulálni a gyártás, fából elkésztik a modell sort, a készüléket. Ezt nevezik Trystorming-nak. Megmutatják egymásnak és értékelik a megoldásokat és utána megcsinálják még robosztusabb formában. Ha elkészült a sor utána megtervezik a szabványos munkát és elkészítik a dokumentációt, mennyi a csere idő + mennyi a gép ciklusideje. Meghatározzák, hogy hogyan fogják mozgatni az anyagot a gépek között fizikailag. Kipróbálják, hogy milyen görgő sor, amin lehet mozgatni a munkadarabot. Vesznek egyet és ki is próbálják. Eljutnak a funkcionális prototípusig. A végén eldöntik, hogy mi az, amit maguk megcsinálnak gyáron belül és mi az, amit kiszerveznek külső beszállítónak. Ezen fejlesztések nagy részét a Karakuri és Moonshnie Kaizen promotion Office (KPO) meg is tudja csinálni. Az egyszerűbb, mechanikus fejlesztéseket az elején a Karakuri készíti, a Moonshine jobban fel van szerelve komolyabb gépépítésre is alkalmas.

Lean Device Lifecycle management, Lean gépészet 

A GE Veresegyházi gyárán belül felépült egy gépépítő csapat (Lean gépészet - belső kompetencia). Ennek a csapatnak az egyik és első mérnöke Gerőfy Márton, aki bemutatta a résztvevőknek a Célgépgyártás és eszköz gyártás menetét. A fejlesztés elején a műszaki tartalom nagyon fontos, hogy megfelelően legyen specifikálva. A gyártás számára kritikus problémákra gyorsan tud reagálni a belső megvalósító csapat (Moonshine KPO). A Karakuri KPO (az ügyes saját tömeggel működő gépek), egyszerűbb eszközöket megcsinálnak (könnyűgép szerelde) (itt van rapid prototyping, makett építés, 3D nyomtató). 

A másik támogató terület a Moonshine KPO (belső fejlesztések) A moonshine műhely, nehéz gép szerelde a karbantartás heavy részre.  5 fő van a Computer Assissted Engineering (Számítógépes folyamatmérnöki tevékenységek) területen. A Lean szervezet (5 szellemi és 15 fizikai munkatárssal) teljesen autonóm, saját beszerzése, prioritás tervezés így gyorsan és rugalmasan tud reagálni az igényekre a terület vezetője közvetlen a gyárigazgató alatt van. Nem függenek másoktól, a közvetlen felső vezetői Lean fejlesztési igényeket elégítik ki. 

Először a megoldások gyors kialakításán és kipróbálásán van a hangsúly, a dokumentációt csak később készítik el hozzá. A fejlesztők munkáját számos digitális eszköz is támogatja: van workflow például a 3D nyomtatás igénylésre. Mind a két támogató területen van CAD szoftver, a GE Siemens NX-et használ. Van katalógus (Smart sheet), amiben megtalálhatók, a korábban már legyártott készülékek, eszközök és megrendelhetők. A saját fejlesztésű gépeket a smart sheeten gyűjtik és bekerül egy adatbázisba. Működik a jó gyakorlatok, megoldások megosztása a Yokoten (letölthető máshonnan is a dokumentáció és annak alapján bárhol a GE-belül kiadható gyártásra).

Vannak Management of Change eszközök, ezek Web-es elérésű erőforrások. A CE és EK nyilatkozatok elkészülnek az új gépekhez. Ezen felül van egy KE - Kaizen nyilatkozat, amit a gép tervezője állít ki, hogy figyelembe vettek a Kaizen elveket a fejlesztés során. 

A jövőben szeretnék az elektromos tervezést is behozni (farm in), egyelőre kívülről veszik meg az elektromos engedélyezést.

A fejlesztések során, mint az már említettük nagy hangsúly van a megoldások kipróbálásának. Felépítik a makettjét, annak a sornak, amihez illeszkednek. (lehet fából, alumíniumból, bosch profilból.) és ezzel tesztelik a megoldásokat. 

A fejlesztések során odafigyelnek az ergonómiára és a munkavédelemre. Ne kelljen nagy súlyokat mozgatni az operátornak, például: Súlyközépponton tartja a shroud szendvics darabot. A nagyobb súlyú eszköznél már pneumatikus mozgatást, forgatást alkalmaznak. 

A fejlesztéseket mindig le is tesztelik. Felépítettek rá egy Mock up (makett sort) a kocsira, fa sablont raktak rá, hogy megfelelő orientációban tartsa a darabot. Van amikor a görgősort, amihez csatlakozunk azt felépítették mégegyszer, hogy lehessen a soron kívül ezt tesztelni a megoldásokat. Az elején polisztirol habból kimart, illetve 3D nyomtatott darabokat használnak a tesztelésekre. 

A GE Veresegyházi gyárában dolgozó csapat, megmutatta a Lean erejét, az elmúlt 5 évben olyan szintű transzformációt valósítottak meg, ami világszínvonalú termelékenységet és eredményességet hozott a gyárnak. Már nem az első alkalom, hogy a gyárban jártunk Best Practice Fórumon, de pár év elteltével nem ismertünk rá a gyártó területre olyan szintű transzformáción ment keresztül és ennek eredményei az üzleti eredményekben is megmutatkoztak.

Köszönjük a lehetőséget a GE Vernova munkatársainak, hogy megosztották velünk jó gyakorlataikat és minden résztvevő nevében őszintén gratulálunk az eredményeikhez! 

Dr. Németh Balázs, ügyvezető igazgató, Kvalikon Kft. 
2024. április 30.