Tuotannon eräkokojen optimointi ja optimointityökalun kehittäminen

Abstract

Insinöörityössä tutkittiin tuotannon eräkokojen optimointimenetelmiä, ja laskettiin Uponor Suomi Oy:n Nastolan tehtaan käyttö- ja lämminvesiyksikön muovituotteiden valmistuksen taloudelliset eräkokoot. Eräkokojen optimoinnilla pyrittiin pienentämään tuotannon kokonaiskustannuksia. Työn tavoitteena oli lisäksi kehittää laskentatyökalu eräkokojen optimointia varten.

Insinöörityössä perehdyttiin tuotannonohjauksen periaatteisiin ja menetelmiin, tutkitiin varastojen hallintaa sekä kustannuksia ja selvitettiin taloudellisen valmistuserän muodostumisen teoriaa. Työssä tutkittiin erilaisia menetelmiä taloudellisten eräkokojen määrittämiseen. Menetelmiksi valittiin taloudellisen tilauseräkoon laskentakaava, EOQ-kaava, ja kapasiteettiperusteinen EPEI-laskentamalli. Laskentamallien avulla laskettiin kysyntäennusteiden mukaisesti valmistuksen optimaaliset eräkoot nimikekohtaisesti vuodelle 2010.

Tulosten analysoimiseksi nimikkeet luokiteltiin ABC-luokkiin volyymiensa mukaan. Tuloksia arvioitiin kriittisesti Lean-ajattelutavan mukaan. Laskennassa huomattiin, että EPEI-mallia ei voitu käyttää nimikkeiden suuren määrän takia, joten menetelmänä käytettiin EOQ-mallia. Laskelmat osoittivat, että korkean kysynnän A-nimikkeiden laskennalliset optimieräkoot ovat järkeviä ja perusteltuja, kysyntään nähden pienehköjä eräkokoja. B-, ja C-nimikkeiden laskennalliset eräkoot osoittautuivat varsin suuriksi, ja ne aiheuttivat suuret varastotasot, jotka ovat Lean-periaatteiden vastaisia.

Työssä tehtiin lisäksi Excel-pohjainen laskentatyökalu, jonka avulla voidaan voi arvioida nimikkeiden sopivien eräkokojen suuruusluokkaa sekä laskea eri parametrien muutosten vaikutusta tuotannon kokonaiskustannuksiin. Työkalusta tehtiin kaksi versiota: EOQ-malliin sekä EPEI-malliin perustuva.

Laskennan tulosten sekä työkalun soveltaminen käytännössä on yrityksen tuotannonsuunnittelun harkinnan varassa. Tulokset antoivat kuitenkin hyvän lähtökohdan tuotannonohjauksen kehittämiseen tuotantoerien muodostuksen näkökulmasta.

The purpose of this thesis was to research production lot size optimization methods, and to calculate economic lot sizes for production of plastic products of Uponor Finland company’s BLD-unit. The aim was to reduce overall operating costs in production, by optimizing lot sizes. This thesis also considered the development of a calculator tool for optimization usage.

The paper disucusses the principles and methods of production management, inventory management and inventory costs, and the theory of economic production lot sizing. Different lot size optimization methods were investigated and the methods applied for calculation were the Economic Order Quantity, (EOQ) model and the capacity-based Every Product Every Interval, (EPEI) model. Based on demand forecasts, economic lot sizes were calculated for each product for the year 2010.

In order to analyze the results, the items were divided into ABC classes, according to their demand volume. The results were evaluated by the principles of lean manufacturing. Due to high amounts of items, it appeared that the EPEI model was not a feasible method, so the EOQ model was used. The calculations showed that the lot sizes of the high demand A-class items were feasible and reasoned, and they were small in comparison with demand. The batch sizes of B and C-class items were on the contrary large, bound to lead to large inventories, which is against the princicples of lean manufacturing.

The thesis also included the development of a calculator tool, which was created based on Excel. With the calculator tool, one can evaluate suitable production lot sizes, and test changes of different parameters against the operating costs.

Using the calculation results and the tool in practice is at the production planners’ discretion. However, the results gave a good starting point for development of production planning from the lot sizing point of view.