Szczupłe i zielone podejście do zmniejszenia ilości odpadów, poprawy jakości

W przemyśle spożywczym marnotrawstwo fizyczne obfituje.

Około 1,3 miliarda ton żywności marnuje się każdego roku na całym świecie w każdej części łańcucha dostaw z powodów takich jak psucie się, wycofywanie z rynku i problemy z uprawami. Na poziomie przemysłowym, niektóre czynniki przyczyniające się do tego marnotrawstwa to nadprodukcja, nadmierne zapasy składników o krótkim terminie przydatności do spożycia, nadmierne opóźnienia pomiędzy procesem przetwarzania a pakowaniem, niedostateczna podaż materiałów opakowaniowych, błędy w dozowaniu oraz niewłaściwe oznakowanie prowadzące do wycofania produktów z rynku. Prawdopodobnie możesz wymienić jeszcze kilka powodów, dla których Twoja własna firma ma więcej odpadów niż powinna.

Nikt nie lubi odpadów. Odpady kosztują pieniądze, sieją spustoszenie w wynikach finansowych i nie robią wiele dla wizerunku Twojej firmy w kontekście zrównoważonego rozwoju – czy Ci się to podoba, czy nie, wielu konsumentów dba o Twoje przesłanie dotyczące zrównoważonego rozwoju.

Ale nie wszystkie odpady to produkty nienadające się do sprzedaży lub śmieci. W produkcji, japońskie firmy nazywają odpady „muda”. Muda ma również definicje daremności, bezużyteczności lub marnotrawstwa. Minimalizacja mudy jest kluczowym pojęciem w badaniach nad szczupłą produkcją (lean manufacturing), jak to zostało ujęte w Systemie Produkcyjnym Toyoty. TPS jest również znany jako system lean manufacturing lub system just-in-time (JIT).

W odniesieniu do mudy, jedną z ważnych części TPS jest Toyota Kata, która jest narzędziem lean, pomagającym menedżerom i członkom zespołu rozwijać określone umiejętności i sposoby myślenia w celu poprawy procesów organizacji. Jest to w istocie sposób zastosowania metody naukowej do rozwiązywania problemów w środowisku lean. Kładzie nacisk na zaangażowanie pracowników i jest użytecznym narzędziem do odkrywania i zapobiegania marnotrawnym etapom procesu.

TPS i związek z żywnością

John Shook, starszy doradca w organizacji non-profit Lean Enterprise Institute, ma intymny związek z TPS, ponieważ uczestniczył w jego rozwoju jako pracownik Toyoty (Japonia) w latach 70.

TPS ma związek z produkcją żywności, ponieważ Toyota spojrzała na przemysł spożywczy jako na model, w którym cykle życia produktu były niezwykle krótkie, a marnotrawstwu można było zapobiec jedynie poprzez produkcję i dostawy w systemie JIT, mówi Shook, również przewodniczący Lean Global Network.

„Toyota dostrzegła, że kiedy produkujesz więcej niż potrzebujesz lub produkujesz szybciej niż potrzebujesz, generujesz tony odpadów”, mówi. „Marnotrawstwo rodzi więcej marnotrawstwa. Dlatego Toyota zaczęła traktować odpady jako kluczową koncepcję do stworzenia całego systemu produkcyjnego i związanego z nim systemu zarządzania. W przypadku żywności, ponieważ kończy się jej termin ważności, można robić rzeczy z wyprzedzeniem, ale oczywiste jest, że nie należy nadprodukować.”

Lean to filozofia oparta na uproszczeniu i standaryzacji procesów biznesowych, eliminacji marnotrawstwa we wszystkich jego formach w całej organizacji oraz koncepcji ciągłego doskonalenia, mówi Andrew Bolivar, dyrektor Ultra Consultants’ Center of Excellence. Wdrożenie technik lean może pomóc firmom w poprawieniu wydajności operacyjnej i zdolności reagowania na potrzeby klientów w celu poprawy wyniku finansowego. Nierzadko można zaoszczędzić dziesiątki lub setki tysięcy dolarów dzięki wdrożeniu technik lean, dodaje Bolivar. Poza oszczędnością pieniędzy i czasu, techniki lean mogą uwolnić zasoby, aby wykorzystać inne możliwości, takie jak nowe produkty lub usługi.

Lean thinking lub lean production, według Shooka, można podzielić na pięć podstawowych zasad, które zminimalizują marnotrawstwo. Wdrożenie wszystkich tych zasad razem powinno zapewnić wysoką wartość dla klienta. Te pięć zasad to:

1. Zidentyfikuj wartość: Określ wartość dla klienta końcowego każdej rodziny produktów.
2. Mapuj strumień wartości: Zidentyfikuj wszystkie kroki w strumieniu wartości dla każdej rodziny produktów, eliminując kroki, które nie tworzą wartości.
3. Utwórz przepływ: Wykonaj kroki tworzące wartość w ścisłej kolejności (JIT), dzięki czemu produkt będzie płynnie płynął w kierunku klienta.
4. Ustanowienie przyciągania: Po wprowadzeniu przepływu pozwól klientom ciągnąć wartość w miarę potrzeb, dostarczając im pożądane produkty i ilości w odpowiednim czasie.
5. Dąż do doskonałości: Uruchom ponownie proces i stale go ulepszaj.

Lean thinking dąży do usunięcia wszelkich kroków w produkcji lub strumieniu wartości, które marnują czas, energię lub produkt, skupiając się w ten sposób na dostarczaniu klientowi produktów wysokiej jakości zgodnie z jego potrzebami. „Zgodnie z potrzebą” oznacza, że nie będzie nadprodukcji, a raczej produkcja odpowiedniej liczby produktów, które zostaną dostarczone do klienta zgodnie z zamówieniem, co ograniczy marnotrawstwo. Można powiedzieć, że właściwie zastosowane zasady lean pozwalają nam zrobić więcej za mniej.

„Istnieje znaczenie marnotrawstwa, które zawsze przywołujemy, gdy myślimy o zastosowaniu myślenia lean do jakiegokolwiek rodzaju operacji”, mówi Shook. „Drugie to marnotrawstwo fizyczne – po prostu marnotrawstwo w takim sensie, w jakim zwykle o nim myślimy”.

Myślenie lean i zielone

„Kiedy myślimy o byciu 'zielonym’, myślimy o recyklingu, ale kiedy spojrzymy na procesy lean, tak naprawdę chodzi o zasady pozwalające zmniejszyć potrzebę recyklingu” – mówi Jack Payne, wiceprezes ds. zarządzania produktem i konsultingu rozwiązań w firmie Aptean. „Chodzi o to, aby móc wyeliminować odpady na początek, a nie dowiedzieć się, jak recykling lub ponowne wykorzystanie odpadów.”

Jednakże aspektem lean, który przyjmują przetwórcy żywności i napojów, jest ponowne przetwarzanie, dodaje Payne. Firma produkująca składniki żywności, na przykład, może mieć wiele składników przeznaczonych do produktów diety keto. Jeśli przetwórca wytwarza produkt, który jest niezgodny ze specyfikacją, firma nie wyrzuca go, lecz przerabia go z czasem i umieszcza procent przerobionego produktu w formule. Innym przykładem, mówi Payne, jest firma produkująca ciastka, która wykorzystuje okruchy z poprzedniej partii do produkcji około 2% przyszłej partii.

Czy marnotrawstwo w jakiejkolwiek formie jest jedynym sposobem patrzenia na lean? „Zazwyczaj bardziej przekonującym sposobem patrzenia na sprawy jest spojrzenie przez pryzmat rozwoju biznesu i celów operacyjnych” – mówi Walt Tarpley, dyrektor ds. obsługi klienta w firmie Manex Consulting. Na przykład, twierdzi on, że przetwórcy powinni zadawać sobie pytanie: „Jak możemy rozwinąć biznes o 20% w ciągu najbliższych trzech do pięciu lat?” lub „Jak możemy poprawić marże operacyjne z 8% do 20% w ciągu najbliższych trzech lat, nie podnosząc tylko cen?”.

Zrównoważony rozwój: Za jaką cenę?”

„Zrównoważony rozwój jest ważny, a podczas gdy większość właścicieli szuka sposobów na zmniejszenie swojego śladu środowiskowego, istnieje wiele barier do pokonania dotyczących ich kosztów, aby zrobić zieloną rzecz”, dodaje Tarpley. Energia nie jest jedynym kosztem, a większość działań proekologicznych nie jest grą o sumie zerowej, co wymaga znacznych inwestycji czasowych. Mniejsze organizacje zwykle uważają, że poświęcenie czasu na te działania jest większym wyzwaniem.

„Poprzez zwiększanie wydajności i zmniejszanie ilości odpadów, jednym z produktów ubocznych jest to, że faktycznie wpływamy na ślad węglowy poprzez robienie więcej za mniej”, mówi Bob Argyle, dyrektor ds. klientów Leading2Lean. „Koszty energii nadal stanowią znaczący wpływ na koszt produktów i zdolność do konkurowania na rynku globalnym, a z mojego doświadczenia wynika, że producenci są nadal wrażliwi na ten koszt i pracują nad jego zmniejszeniem”. Argyle twierdzi jednak, że firmy nie szukają możliwości zmniejszenia swojego śladu węglowego bez względu na koszty. Szukają większej wydajności, co ostatecznie zmniejszy ślad węglowy.

Czy OEE jest przereklamowane?

„Kiedy ludzie słyszą o lean w przemyśle spożywczym, myślą o wąskim definiowaniu obiektów w celu uzyskania większej wydajności”, mówi Shook, z Lean Enterprise Institute. „I myślą, że metryki takie jak OEE … To zły sposób, aby to osiągnąć”. Chociaż OEE jest użytecznym elementem zestawu narzędzi Lean, może być trudny do zastosowania, gdy architektura linii produkcyjnej, lokalizacja zakładu lub ludzie obsługujący linię są różni. To nigdy nie jest porównanie „jabłko do jabłka”, mówi Shook.

„Fabryka pracująca na 30% OEE nie potrzebuje systemu produkcyjnego za 100 000 dolarów, a fabryka pracująca na 85% OEE prawdopodobnie nie poprawi się zbytnio za pomocą pióra i papieru”, mówi Adrian Pask, analityk zarządzania, Vorne. Ważniejsze, mówi Pask, jest stworzenie podstaw opartych na dokładnych informacjach i wykorzystanie tych danych do podjęcia decyzji, które narzędzia lean będą najbardziej pomocne w poprawie produktywności i minimalizacji marnotrawstwa.

„Firma produkująca napoje bezalkoholowe, z którą pracowałem, stwierdziła, że w przypadku niektórych zmian produktu może skrócić czas czyszczenia z godziny do mniej niż 10 minut, a w ten sposób eliminuje zużycie setek galonów wody na czyszczenie”, mówi Pask. „Tak więc redukując marnowanie czasu produkcji, można również zredukować marnotrawstwo zasobów, co z kolei sprawia, że jesteś 'bardziej zielony’.”

Oszczędność czasu i redukcja odpadów

Czy poprawa wydajności dzięki zasadom lean automatycznie prowadzi do redukcji odpadów?

„Zmniejszanie marnotrawstwa powszechnie wiąże się z redukcją czasu, więc czas staje się naszym wskaźnikiem poprawy w lean” – mówi Tarpley z firmy Manex Consulting. A biorąc pod uwagę, że każda praca zużywa energię w czasie, istnieją namacalne i wymierne korzyści w zakresie kosztów jednostkowych związane z redukcją czasu. Na przykład, jeśli ukończenie procesu zajmuje 20 minut na jednostkę i można go skrócić o 25% stosując metody lean, to można założyć, że koszt energii dla tego procesu proporcjonalnie spadnie.

Ale może pojawić się problem. Na przykład, wcześniejsze założenie jest dobre tak długo, jak długo nie nastąpiła zmiana w innym miejscu, taka jak zwiększenie prędkości silnika, który zużył tę samą ilość energii w krótszym czasie. Spowodowałoby to niezamierzony wzrost szczytowego zapotrzebowania na energię elektryczną, co mogłoby zrównoważyć wzrost wydajności i zwiększyć koszty energii.

„Tak więc, chociaż prawdą jest, że większość redukcji czasu powoduje proporcjonalny spadek zużycia, musimy rozważyć implikacje naszej konkretnej sytuacji, aby ocenić zyski”, mówi Tarpley.

Payne z Aptean demonstruje przykład Tarpley’a. Jeśli planujesz ośmiogodzinną podróż z Atlanty na Florydę, Twoje wyniki będą się różnić, jeśli będziesz jechać 65 mph w porównaniu z 85 mph. „Jeśli jedziesz z prędkością 85 mph, możesz być bardziej wydajny, ale Twoje ogólne koszty mogą wzrosnąć” – mówi Payne. Testy pokazują, że spalisz więcej paliwa na godzinę jadąc szybciej.

„Istnieje pewien punkt zwrotu, tak, że jesteś wykorzystując swoje zasoby w optimum,” mówi Payne. „Możesz poprawić swoją wydajność, poświęcając koszty w innych obszarach. Jest to problem równowagi w poprawie tej wydajności i redukcji marnotrawstwa.”

„Lean jest zbudowany na zasadzie eliminacji marnotrawstwa”, mówi Argyle z Leading2Lean. „Każdy, od biura głównego po dok wysyłkowy, może poprawić się poprzez eliminację marnotrawstwa. Można określić ilościowo te korzyści w czasie poprzez ostateczne zmniejszenie kosztu produktu.”

Najlepsze firmy nie mierzą swojego sukcesu na podstawie liczby kaizen (ciągłych ulepszeń); mierzą sukces na podstawie wpływu tych sugestii kaizen (tj. spadek kosztów i wzrost zysków), dodaje Argyle. Jeśli firma może skorelować liczbę kaizenów na pracownika z procentem redukcji kosztów, jest na dobrej drodze.

Pomimo, że Argyle pobieżnie wspomniał o „front office”, jest to jeden z aspektów lean, którego nie należy pomijać, mówi Joe Carotenuto, dyrektor ds. rozwoju siły roboczej, NJMEP (New Jersey Manufacturing Extension Program). Przeprowadza on administracyjny program lean, aby przyjrzeć się przepływowi papierkowej roboty.

Marnotrawstwo to nie tylko śmieci

Zasady Lean mogą przynieść szeroko zakrojone, trwałe rezultaty.

Payne mówi, że Aptean współpracował z firmami „o ograniczonych możliwościach produkcyjnych”, które nie mogły już zwiększyć produkcji za pomocą istniejącego sprzętu, więc rozważały dość znaczne inwestycje kapitałowe. Wierzyli, że nie są w stanie uzyskać więcej z posiadanego sprzętu. Jednak zastosowanie zasad lean w celu wyeliminowania wąskich gardeł i nieefektywności pozwoliło im zwiększyć moce produkcyjne nawet o 30%. „Dzięki temu nie potrzebowali dodatkowych inwestycji kapitałowych, nie tylko inwestycji kapitałowych w budowę nowej linii lub sprzętu, ale także zasobów i ludzi do ich obsługi”, dodaje Payne.

„Nasze doświadczenie pokazuje, że zastosowanie lean manufacturing przynosi korzyści w całym łańcuchu produkcji i dostaw”, mówi Scott Ludwig, dyrektor, Progea North America Corp. dostawca SCADA/HMI i narzędzi lean (Pro.Lean). Poza redukcją kosztów i odpadów o 10%-30%, lean manufacturing ma niezwykle pozytywny wpływ na wszystkich zaangażowanych ludzi, pomagając im pracować lepiej, w mniejszym stresie i z wyższym stopniem satysfakcji.

„ICONICS widział wielu swoich klientów z branży żywności i napojów, którzy odnieśli korzyści z zastosowania oprogramowania do analizy produktywności, jakości, energii i błędów/alarmów jako części ich inicjatyw lean manufacturing,” mówi Melissa Topp, starszy dyrektor globalnego marketingu, ICONICS. Narzędzia te pomagają organizacjom osiągnąć doskonałość operacyjną poprzez wizualizację, raportowanie i analizę wskaźników KPI, takich jak OEE, czas cyklu i czas TAKT. Operatorzy byli w stanie wyznaczyć standardy produkcyjne dzięki agregacji danych w czasie rzeczywistym, lepszej łączności i monitorowaniu jakości, jak również zredukować ilość odpadów, błędów maszyn, ogólnego przestoju i zużycia energii. W niektórych przypadkach zgłoszone oszczędności były tak znaczne, że zakłady mogły uniknąć nowych nakładów kapitałowych, rozbudowy zakładu lub budowy nowych budynków, mówi Topp.

Tak więc, podczas gdy lean management może pomóc w redukcji odpadów, przede wszystkim redukuje koszty, zwłaszcza koszty sprzedanych towarów (COGS), mówi John Oskin, prezes Sage Clarity. Przy redukcji przestojów – statystyka, którą Sage Clarity opracowała na podstawie swoich badań porównawczych – każdy 1% poprawy OEE jest wart 7 milionów dolarów dla firmy o wartości 1 miliarda dolarów. Straty jakości wynoszą średnio 2%-4% w przemyśle spożywczym, mówi Oskin. Opóźniacze mogą mieć straty sięgające nawet 8%. W przypadku firmy o wartości 1 miliarda dolarów, której koszty materiałowe wynoszą 100 milionów dolarów, lean może pomóc w poprawie jakości o wartości od 2 do 8 milionów dolarów rocznie.

„Koszty energii mogą stanowić do 20% COGS dla zakładu spożywczego”, mówi Oskin. „Aktywne zarządzanie zużyciem energii może przynieść poprawę o 10%-20%. Dla firmy ze 100 milionami dolarów w COGS, to 20 milionów dolarów w kosztach energii i 2 miliony do 4 milionów dolarów w potencjale oszczędności.” Co w tym nie jest ekologicznego?

Wprowadzanie narzędzi lean do pracy

La Tortilla Factory była zainteresowana zwiększeniem przepustowości. W ramach strumienia wartości w przetwórni występowało również nadmierne marnotrawstwo, co prowadziło do wysokiego poziomu zapasów. Skłoniło to kierownictwo do poszukiwania dodatkowej lokalizacji do przechowywania wyrobów gotowych. Firma zatrudniła Manex Consulting, aby poszukać mniej kosztownych rozwiązań niż budowa nowego magazynu.

Manex zastosował sprawdzone, dostosowane do potrzeb podejście do zwiększenia przepustowości i dostępności powierzchni magazynowej. Wdrożono adaptację JIT, narzędzia lean, a układ obiektu został zoptymalizowany tak, aby dostosować go do nowego schematu produkcji i magazynowania JIT. Działania projektowe obejmowały identyfikację możliwości o dużym wpływie przy użyciu mapowania strumienia wartości (VSM), przeprowadzenie symulacji „make-to-order”, usprawnienie ustawienia/zmiany linii przy użyciu zdarzenia kaizen, opracowanie kluczowych wskaźników wydajności (KPI) w celu utrzymania i zmierzenia poprawy oraz dostarczenie raportu porównawczego w celu oceny konkurencyjności.

W wyniku tych ciągłych usprawnień Fabryka La Tortilla radykalnie zmniejszyła czas ustawienia/zmiany, wdrożyła nowy system planowania, wyeliminowała potrzebę dodatkowego magazynu i zwiększyła przepustowość, jednocześnie jeszcze bardziej zadowalając klientów. Usprawniony przepływ i przeszkoleni członkowie zespołu produkcyjnego pomogli firmie przekroczyć wyznaczone cele. Korzyści obejmowały:

• Zmniejszenie czasu przezbrojenia o 91% (44 do czterech minut), co rocznie prowadziło do 80 000 więcej minut dostępnych dla produkcji, co odpowiada dodatkowym zdolnościom produkcyjnym o wartości 2,6 miliona dolarów rocznie
• Zwiększenie o 40% całkowitej rocznej zdolności produkcyjnej dzięki nowemu systemowi planowania (40 milionów dolarów do 56 milionów dolarów, co obejmuje 2.6 mln USD powyżej)
• Zmniejszenie liczby nadgodzin o około 450 000 USD oraz inne oszczędności na robociźnie na poziomie około 350 000 USD rocznie
• Oszacowane oszczędności roczne w wysokości 1 mln USD wynikające z wyeliminowania potrzeby utworzenia dodatkowego magazynu
• Zwiększony przepływ materiałów i informacji, co skutkuje lepszym zarządzaniem zapasami i zmniejszeniem ilości papierkowej roboty

Lean w projektowaniu zakładu

Stellar zaprojektował i zbudował obiekty dla głównej amerykańskiej firmy kawowej, która stawia na pierwszym miejscu szczupłą produkcję.

„Naszym pierwszym projektem dla nich było zbudowanie zakładu od podstaw około dekady temu, a dużym powodem, dla którego wybrali Stellar, była nasza zdolność do pomocy im we wprowadzeniu podejścia lean manufacturing”, mówi Todd Allsup, wiceprezes ds. sprzedaży, grupa spożywcza.

„Zaczęliśmy od zebrania zespołu, który ocenił obecne działania firmy”, mówi Allsup. „Następnie, w ciągu trzech dni, wraz z wewnętrznymi ekspertami firmy przeprowadziliśmy proces mapowania strumienia wartości, aby przełamać i zakwestionować każdy etap przetwarzania. Ściany naszej sali konferencyjnej pokryte były skomplikowanymi diagramami i notatkami definiującymi krok po kroku procesy zachodzące w firmie, od momentu otrzymania surowców po końcowy etap dystrybucji produktu. Szukaliśmy wszelkich nieefektywności operacyjnych i nadmiarowych elementów, które można by przerobić. To ćwiczenie zmusiło firmę do zbadania każdego szczegółu tego, jak działała w przeszłości i zakwestionowania status quo. W końcu o to właśnie chodzi w lean”

Wynikiem netto była radykalna zmiana podejścia do palenia kawy i przejście na metodę pakowania, która pozwoliła na zmniejszenie powierzchni, co obniżyło koszty.

Początkowe szacunki mówiły o obiekcie o powierzchni 160,000 sq.- ft., który miałby pomieścić produkcję.Po ćwiczeniach lean, byliśmy w stanie zmniejszyć wymaganą powierzchnię do 120 000 stóp kwadratowych, co ostatecznie doprowadziło do obniżenia całkowitych kosztów projektu o 10 milionów dolarów”, mówi Allsup. Ćwiczenia zaowocowały również większą wydajnością i poprawą OEE.

Podróż w duchu lean wymaga współpracy, od zarządu firmy i operacji do zespołu inżynierów i „szczupłego” lidera, mówi Allsup.

Podejście to polega na przemyśleniu podstawowych założeń, mówi. Jeśli początkowe szacunki inżynieryjne i budżety są wyższe niż oczekiwano, ćwiczenie lean może pomóc w sprowadzeniu projektu do bardziej realnego zakresu wydatków, ponieważ zmusza do rozbicia konieczności przetwarzania na poziomie granularnym. W czasach, gdy wiele firm próbuje zrobić więcej za mniej w szybko rozwijającym się przemyśle spożywczym, lean manufacturing może być głównym kluczem do trwałego sukcesu.