חדשות ואירועים

על בעיית הליקוט
שני סיפורי בוחן על טכנולוגיה, יצירתיות ועבודת צוות

רשם: אהוד שביט, יועץ לחדשנות טכנולוגית; יועץ-מאבחן תעשייתי עבור המכון לייצור מתקדם

ליקוט הוא שלב חשוב בתהליך הייצור, וכמו בכל חוליות השרשרת, במידה והוא לא מתבצע בצורה יעילה ובתפוקה הנדרשת, ייווצר "צוואר בקבוק" שישפיע על כל הפעילות. עם הבעיה הזו מתמודדות לא מעט חברות. לעיתים הפתרון הוא טכנולוגי, ולעיתים הפתרון הוא ארגוני. בכל מקרה, אבחון נכון של הבעיה הוא המפתח למציאת הפתרון היעיל ביותר.

הטיפול בבעיית הליקוט מתואר בשני תהליכים שהוביל אהוד שביט, יועץ לחדשנות טכנולוגית המשמש כיועץ-מאבחן תעשייתי עבור המכון לייצור מתקדם, בשתי חברות שונות, והם מתוארים על ידו בשני המאמרים הבאים.

המאמר הראשון דן בניתוח בעיית ליקוט ידני בחברה שרוצה להגדיל את היקף המכירות שלה, אך מערך הליקוט, במתכונתו הקיימת, לא היה ערוך לגידול בפעילות.

המאמר השני, שיתפרסם בקרוב, מתרחש בחברה העוסקת בכיול מכשירי מדידה, ובו נמצא, בתום תהליך האבחון, כי שילוב של ליקוט ידני עם זרוע רובוטית יכול לתת מענה לצרכי החברה.

שני המאמרים ממחישים לא רק את חשיבותם של פתרונות טכנולוגיים, אלא את החשיבות של אבחון הבעיה על סמך מידע ואפיון מעמיק וכיצד יצירתיות וחשיבה מחוץ לקופסה תורמות לפיצוח הבעיה. זוהי למעשה מהות תחום התעשייה המתקדמת.

מאמר ראשון – בעיית הליקוט הידני

בתפקידנו כמאבחנים עבור המכון לייצור מתקדם, אנו נתקלים פעמים רבות באתגרים מחשבתיים שדורשים הצפה וניתוח. במקרים רבים, המפעל אותו אנו מאבחנים, כלל אינו רואה בעיה בנושא מסוים, בין אם משום שאנשיו אינם מודעים לכך שהם עושים משהו שלא באופן הנכון והיעיל ביותר, ובין אם משום שהליקוי אינו משפיע כעת על פעילות המפעל ועל כן אינו מוגדר בעיניהם כבעיה שיש לתת לה מענה.

המקרה הראשון הוא פשוט יחסית: כל שעלינו לעשות הוא להציג בפני אנשי המפעל את הדרך היעילה יותר שבה יש לבצע את המשימה. המקרה השני מאתגר יותר:  מבחינת המפעל הבעיה אינה קיימת או אינה משמעותית כרגע, אבל אנחנו סבורים שהיא עשויה לבוא לידי ביטוי או להחמיר בהמשך. במקרה כזה, צריך להפעיל כלים מחשבתיים שיסייעו לנו לשקף למפעל את מהות הבעיה, כיצד היא צפויה להשפיע בעתיד וכיצד יש להתמודד איתה לפני שהיא מתפתחת לכדי בעיה משמעותית שמשפיעה על הפעילות.

בכל הנוגע לתפעולו של מפעל תעשייתי מוטב שלא לנקוט בגישת "כשנגיע לגשר נעבור אותו", וזאת מאחר שהדבר מגביר את הסיכון כי המפעל ייקלע למשבר כפול. במפעל תעשייתי, כמעט בהגדרה, כל שינוי הוא בעצמו סוג של "משבר", גם אם מדובר בשינוי לטובה. על כן, יש להימנע מביצוע שינוי רק כשהבעיה עצמה כבר מהווה משבר. כך למשל, אם ברור לנו שגידול מסוים בפעילות יביא לקריסתה של מערכת מסוימת ויחייב לבצע בה שינויים או להחליפה, הרי שעצם הקריסה של מערכת היא כמובן משבר ועצם תהליך השינוי המחויב הוא, כאמור, גם כן בגדר משבר – כלומר, נמצא את עצמנו מתמודדים מול משבר כפול. עבור מפעל תעשייתי, זה מצב לא רצוי, ואם ניתן למנוע אותו מראש – מוטב מאוד.

בחלק הראשון של מאמר זה, אציג מקרה לדוגמא, ואנסה להסביר גם את התהליך המחשבתי התיאורטי שהביא לזיהוי הבעיה וגם את דרכי החשיבה שעמדו מאחורי גיבוש פתרון אפשרי.

מלכוד הצמיחה

אחד האבחונים התעשייתיים שביצעתי לאחרונה עסק במפעל שפועל באופן משולב עם חנות אלקטרוניקה מצליחה (שלמעשה קדמה לקיומו של המפעל והביאה להקמתו). שרשרת האספקה של המפעל מתחילה בחומרי גלם, מוצרים ואריזות שהוא מייבא. המפעל מייצר ואורז חלק מהמוצרים הנמכרים בחנות, כאשר במקרים רבים מדובר בעיקר בהעברה מאריזות גדולות לקטנות יותר, ובמקרים אחרים מדובר בפעילויות ייצור מעט יותר מורכבות. חלק אחר של המוצרים מיוצרים על-ידי קבלני משנה מחומרים שאותם מייבא המפעל ומספק לקבלני המשנה, אך הבדלים אלה אינם משנים לענייננו.

סיפורנו מתחיל כשהמוצרים השונים ממתינים במחסן התוצרת הגמורה, הצמוד למערך הליקוט:

המלאי מסודר באופן סדיר על גבי מדפים בחדר ליקוט, שנראה בערך כמו סופרמרקט קטנטן וצפוף. כאשר מתקבלת הזמנה, המוצרים נאספים על-ידי המלקטת מהמדפים, ישירות לתוך חבילות קרטון, עוברים תהליך כלשהו של גימור (מילוי מרווחים בפצפצים, ניירת, סגירה, מדבקות וכו'), ומוצבים על עגלה שמחכה לרכב שילוח שיגיע לאסוף. השילוחים מבוצעים ככלל על-ידי חברת שליחויות חיצונית, שמביאה את החבילות ישירות לבית הלקוח הסופי.

בעת ביצוע האבחון, מספר החבילות היומי נע בין 70 ל-200. כל חבילה יכולה להכיל כל צירוף אפשרי מבין מאות מוצרי החברה. גודלם וצורתם של כל המוצרים די דומה, להמחשה ניתן לראות התמונה למטה. אם יש עומס של הזמנות עקב מבצע או עניין עונתי, עובדת נוספת מתגייסת לסייע לעובדת הקבועה בתוך חדר הליקוט. כוח אדם זה מספק את הצורך ברמת הפעילות הנוכחית.

בתמונה – מגוון מוצרים דומה בגדלים וצורות למוצרי החברה, לצרכי אילוסטרציה. בתמונה מגוון של כ-250 מוצרים שונים (חלק המוצרים מופיעים פעמים רבות); לחברה המדוברת כ-500 מוצרים שונים כיום. [תמונה חופשית באדיבות Wikimedia]

לפני שהגעתי, מנקודת המבט של המפעל, הכול היה בסדר, והם כלל לא זיהו בעיה כלשהי במצב העניינים הנוכחי. אלא שאני ראיתי את הדברים אחרת, בעיקר לאור העובדה שמדובר בחברה בעלת פוטנציאל גידול נרחב. מניסיוני סברתי שראיית המצב כתקין היא טעות מחשבתית, שעלולה להפוך לנקודת כשל שתחריף ככל שהחברה תלך ותגדל בפעילותה.

כדי להבין את כוונתי, צריך לבחון ולאמוד את התפקוד וההשפעה של מערך הליקוט בתרחיש, שאינו בלתי סביר, שבו פעילות החברה גדלה פי 5. ככלל, אני חושב שזה מבחן טוב להרבה היבטים בפעילות של מפעלים – מה יקרה אם פעילות מסוימת מתרחבת פי 5 בפרק זמן, נניח, של שנתיים? איך מתמודדים עם זה? צמיחה של פי 5 הינה תרחיש סביר למפעל קטן או בינוני, וצמיחה כזו עשויה בהחלט ליצור בעיות שהמפעל אינו מביא בחשבון כעת.

הבה נתמקד בליקוט, ונבחן מה אם העומס עליו יגדל פי 5. אנחנו מדברים, למעשה, על הוצאת 1,000 חבילות שונות ביום, באופן קבוע, 5 ימים בשבוע. ברור שהמערך הנוכחי לא יוכל להתמודד עם מספר כזה, גם לא עם פי 3 או 4, ודאי שלא פי 10. באופן ההתנהלות הנוכחי, אפילו עבודה במשמרות סביב השעון לא תספיק, כנראה, לאורך זמן. מדוע? כיוון שבמערך הנוכחי כל מלקטת מבצעת את כל הפעולות מתוך אותם מדפים, כלומר כל מלקטת עתידית נוספת שתגויס לאותו מערך תחלוק למעשה מרחב עבודה משותף. כמה מלקטות יכולות לעבוד במרחב הזה בצורה מיטבית? התשובה האמיתית היא אחת. כיוון שהן חולקות מרחב משותף הן בהכרח מפריעות זו לזו, ולכן כל אחת נוספת, מעבר לעובדת הראשונה, תוביל למצב של תפוקה שולית פוחתת.

גם גודל החדר הקיים מציב מגבלה, שהרי ברור שיותר מ-3 עובדות לא יוכלו לעבוד שם במקביל. בדיון על הנושא עם המלקטת ומלקטת העזר, הן הסכימו על כך לחלוטין. יותר מכך, ברור גם להן וגם לי שהוספת מלקטת שלישית כבר תהיה בעייתית.

בואו נעשה רגע חשבון: נניח שבממוצע הכנת חבילה לוקחת 5 דקות למלקטת יחידה. אזי, ביום עבודה של 8 שעות היא יכולה לייצר 96 חבילות. עקב התפוקה השולית הפוחתת, נניח שאם יש שתי מלקטות הכנת חבילה תיקח 6 דקות בממוצע, וזה יוצר תפוקה של 160 ביום. אם נכניס מלקטת שלישית, אפשר להניח, באופן שמרני, שהממוצע יירד ל-7 דקות לחבילה, וזה מביא אותנו לתפוקה של 205 חבילות ביום (מניסוני, אני סבור שהירידה תהיה גדולה עוד יותר). כלומר, גם אם נפעל ב-3 משמרות ביום ונעסיק 9 נשים בעלויות מאוד לא מבוטלות, התפוקה לא תעלה במידה רבה על 600 חבילות ליום. וזה מאוד לא פשוט לנהל מערך מרובה משמרות, ומאוד לא פשוט למצוא ולהכשיר מלקטות טובות. גם אם נצליח בכך, אנחנו רחוקים מאוד מהיעד של 1,000 חבילות ביום.

אז מה הפתרון?

כאן יש לציין כי המקום הפיזי בתוך המפעל הוא מוגבל למדי, ולכן בניית חדרי ליקוט נוספים שבהם תבוצע העבודה במקביל, אינו רעיון ישים, וגם אם היה, אין זה שונה מאוד מהפתרון של עבודה במשמרות. אפשרות אחרת היא להרחיב את החדר הקיים, וכך לאפשר עבודה של יותר מלקטות בו-זמנית, בלי שיפריעו זו לזו. ואולם, כאמור, מרחב המפעל הינו מוגבל, וכמו כן אם נרחיב את המרווחים בין הכונניות ונגדיל את המקום, המלקטות יידרשו ללכת הרבה יותר, לאורך הליקוט, מה שיאריך את זמן הליקוט ויעייף אותן יותר.

לכן הצעתי הייתה לבחון כיוונים שונים.

בעקרון אפשר לפנות לאחד משני כיוונים עיקריים – בניית מחסן אוטומטי, או בניית מערך ליקוט ידני חכם יותר.

בניית מחסן אוטומטי בהחלט אפשרית וכנראה תאפשר לפתור את הבעיה גם עבור היקפי פעילות הרבה יותר גדולים מכפי שהגדרתי כאן כיעד. הבעיה היא שבניית מחסן כזה תהיה  כרוכה בהשקעה הונית עצומה מבחינת החברה, ואני מעריך שהיא תבחר להימנע מכך בשלב זה. מדוע זה כך? כיום, מחסן אוטומטי אינו "מוצר מדף". זו לא מכונה או מערך ייצור שקונים בסין או בגרמניה, מתקינים ואחרי שבוע הוא מתחיל לעבוד. צריך לבנות אותו ולהתאימו אותו לצרכי החברה, והעניין הזה ידרוש רכישה ו\או כתיבה של תוכנה מתאימה שתפעיל את המחסן, וגם שכירת שירותיהם, ובעלות גבוהה, של אנשים בעלי הכשרה מתאימה (שיוכלו לנהל ולתחזק מערך אוטומטי כזה באופן קבוע.  בהערכה גסה, עלות פרויקט כזה לא תפחת מחצי מיליון דולר, לא כולל כוח אדם נוסף.

על כן, המלצתי הייתה כדלקמן: לתכנן מחדש את מערך הליקוט הידני בעזרת טכנולוגיות ידניות קיימות ובהתאם לצרכי החברה. ברמה של סקיצה ראשונית, הצעתי לבנות מערך שיכיל את המרכיבים העיקריים הבאים:

1. מערך של מחסניות FIFO שייבנה בצורת מניפה סביב עמדת הליקוט המרכזית – הרעיון הבסיסי הוא שהמלקטת תשב על כיסא מסתובב, כשמולה מערך שייראה מהכיוון שלה כ-7-8 מדפים קשתיים, שבכל אחד מהם נמצא בכל זמן נתון מוצר אחד ויחיד מכל סוג. ברגע שהיא מוציאה מוצר מסוים, טור המוצרים, מאותו סוג, שנמצא מאחורי המוצר שנלקח, נדחף קדימה ושוב מופיע לפניה מוצר אחד מסוג זה. מהצד השני של המערך הזה, אדם אחד ממלא את הטורים האלה, שהם למעשה מחסניות שדוחפות כל הזמן קדימה. כיצד זה מבוצע טכנית? ניתן לבצע זאת לפחות בשלוש טכניקות, כשהשתיים הראשונות ייתכן כי יכולות להשתלב יחד. טכניקה ראשונה היא גלישה אלכסונית – המחסנית בנויה בזווית של 10-15 מעלות כך שהקופסאות גולשות כלפי מטה. טכניקה שנייה היא לחיצה בעזרת קפיץ – זה מוצר מדף שקיים בהרבה מכונות ממכר אוטומטיות (רק ששם הקפיץ נדחף (מחסנית LIFO) וכאן אנחנו רוצים שהכנסת המוצרים תיעשה מאחור, ולכן צריך קפיצים שניתן ללחוץ ולעגן ולאחר מכן לשחרר אותם מאחור). המחסנאי שממלא את המחסנית משחרר את הקפיץ, ממלא, ואז לוחץ ומעגן אותו חזרה למקומו. טכניקה שלישית היא שימוש במסועים – לא צריך מסוע לכל מחסנית, אפשר להשתמש במספר (3-4) מסועים רחבים לכל מדף, והם פשוט נוסעים קדימה באיטיות ודוחפים את כל המוצרים קדימה.
   בשרטוט ההדגמה כאן, ניתן לראות מערך אחסון קומפקטי דומה (בו נדון במאמר השני), משולב בגלישה אלכסונית, שמתאים לאחסון של מעל 60 מוצרים שונים. [התמונה באדיבות חברת מ.ב.א, הזורע טכנולוגיות כיול בע"מ.
   
2. קופסאות ביניים – המלקטת אינה אורזת. היא מקבלת קופסת ביניים מפלסטיק שבתוכה נמצאת תעודת משלוח מודפסת. היא מלקטת את המוצרים ושמה אותם בתוך הקופסה. וזהו. הערכתי היא כי פעולה זו תיקח לא יותר מחצי דקה בממוצע במערך הנתון, משמע תפוקה של כ-960 חבילות ביום; כלומר פחות או יותר היעד שהצבנו/
3. מסוע גלילים – זהו אביזר סטנדרטי שניתן לרכישה עבור רוחב נתון ואורך נתון ואף מודולרי. יש גם מסועי גלילים קשתיים ולמעשה ניתן לשנות את הזווית יחסית בקלות. מדובר בגלילים המסתובבים באופן חופשי, כאשר אם מניחים עליהם קופסה כלשהי, אם היא נדחפת היא נעה ומתקדמת בחיכוך נמוך מאוד. במקרה זה ניתן להניח על המסוע את קופסאות הביניים מהפלסטיק, וכאשר אלו מועברות לקופסאות קרטון (או כל צורת אריזה אחרת) ניתן להניח את הקופסאות שימשיכו להתגלגל להמשך התהליך/
4. מכונת עיטוף\סגירה\תיוג אוטומטית או חצי אוטומטית – זו מכונה פשוטה שסוגרת קרטונים במהירות. ניתן למצוא מגוון רחב תחת השם Carton Tapping Machine. קיים מגוון רחב של מכונות נוספות לסיוע באריזה, כגון מכונות הבונות באופן אוטומטי קרטונים, מייצרות מדבקות מודפסות, או מבצעות צורות שונות של סגירה ואיטום של קופסאות מסוגים שונים.
5. עגלות ביניים – לאחר סיום האריזה מומלץ לעשות שימוש במספר עגלות ביניים לאריזות מוכנות, לשימושים שונים. קיומן של מספר עגלות ביניים יכול גם לשרת מערך שילוחים פנימי (אם יש כזה לחברה) כאשר כל עגלת ביניים מיועדת לאזור או מסלול מסוים (לרוב אם משתמשים בשירות שילוח חיצוני זה לא משנה, כיוון ששירותים כאלה נוהגים לאסוף את כל החבילות מכל המשלחים למרכז יחיד, ושם לבצע מיון).

לפני שנסכם חלק זה, חשוב לי להסביר למה לקחתי מסמך שבמקור יועד לחברה מסוימת כהמלצה לטיפול בבעיה נקודתית, וערכתי אותו מחדש כמאמר כללי. ראשית, אני חושב שיש כאן היבטים טכניים מעניינים ברמת הפתרון, שמראים בין השאר שלפעמים אפשר ליעל תהליך עבודה בצורה משמעותית, ללא צורך במחשוב, אוטומציה או רובוטיקה, אלא פשוט על ידי חשיבה מסודרת ויצירתית. אבל חשוב מכך, מצאתי לנכון להציף את התהליכים והשלבים המחשבתיים שעברתי במקרה זה, כיוון שתהליכים מחשבתיים דומים מאוד משמשים שוב ושוב בטיפול בבעיות תעשייתיות בהן אני נתקל.