Improving a plant’s operations by applying lean manufacturing on the material flow and layout design

Abstract (Swedish)

Toyota Motor Company förändrade världen med sitt produktionssystem. Genom att ta bort aktiviteter som inte adderade värde till produkten, kunde företaget bli agilt med korta ledtider till kunden och till en låg produktionskostnad. För att bli konkurrenskraftiga tvingades företag världen över förändra sina produktionsprocesser och en västlig variant av Toyotas produktionsfilosofi uppstod. Denna variant gavs beteckningen lean manufacturing.
Lean manufacturing är baserade på samma koncept som Toyota Production System (TPS) och fokuserar till stor del på att eliminera icke-värdeadderande aktiviteter, s.k. slöseri. Slöseri kan komma i många olika former men kan t ex vara transport, överproduktion och lager. Företag som inte tidigare använt sig av TPS eller lean manufacturing tenderar att ha en hel del slöseri i sin tillverkningsprocess.
Det svenska metall- och teknikföretaget Alfa Laval har relativt nyligen tagit över en fabrik i Wood Dale; en förort till Chicago i USA. Den här fabriken har inte tidigare använt sig av lean manufacturing och i nuläget innehåller dess verksamhet stora mängder icke-värdeskapande aktiviteter; något som resulterat i långa ledtider och höga lagernivåer.
Alfa Lavals önskan är att implementera lean manufacturing i fabriken i Wood Dale och syftet med detta examensarbete är att utveckla en plan för materialflödet i fabriken. Utöver en omfattande analys över nuläget i fabriken ska även förslag över ett framtida scenario med, metoder över hur material ska transporteras respektive signaleras efter, tas fram. Examensarbetet är avgränsat till att enbart innefatta aktiviteter inom fabriken och med ett övergripande perspektiv, dvs. individuell cell design är inte inkluderat.
Forskningsansatsen till den här studien har varit en deduktiv ansats, med ett fokus på insamling av kvantitativ data där strategin har varit att utföra en s.k. single case study med en holistisk design. Stora delar av den insamlade datan har dessutom varit primärdata, vilket är en av anledningarna till varför kvaliteten på den här studien anses vara hög.
Med hjälp av verktyg från lean manufacturing, såsom product family matrix och value stream mapping, har ett flertal förbättringsområden kunnat identifieras. Ett förslag på ett framtida scenario har tagits fram, innehållande flera fördelar. Paybacktiden av förslaget har beräknats till 1,9 år men genom att uppskatta de förväntade fördelarna med reduktionen i ledtid kan den sänkas till 0,4 år. Lägg då också till de omedelbara positiva effekterna av minskat slöseri i fabriken. Förslaget tar även hänsyn till mjuka aspekter och säkerhet respektive ergonomi adresseras.
Det kan diskuteras huruvida tillvägagångssättet i denna case studie är applicerbart på liknande situationer i framtiden. För att uppnå en bättre tillförlitlighet är ytterligare studier och studier under en längre tid nödvändigt. Oberoende av detta, anses det att element från den här studien kan användas i framtida studier samt i liknande situationer.

Popular Abstract

Toyota Motor Company changed the world with their production system. By removing activities in the manufacturing process that were not adding any value to the product, the company could become agile and offer products to the customer with short lead time as well as to a low cost. Companies in other countries needed to change their manufacturing processes in order stay competitive and a western variant of the production system used by Toyota was developed. It was named lean manufacturing.
Lean manufacturing is based on the same concepts as the Toyota Production System (TPS) and focuses a lot on eliminating non-value adding activities, so called waste. Waste could come in many different shapes but could for example be transportation, overproduction and inventory. Companies that have not previously been exposed to TPS or lean manufacturing tend to have a lot of waste in their manufacturing processes.
The Swedish metal processing company Alfa Laval has relatively recently acquired a factory in Wood Dale, a western suburb of Chicago USA. This factory has previously not been applying lean manufacturing on their operations and is currently struggling with a lot of waste, resulting in long lead times and high inventories.
However, the desire of Alfa Laval is to implement lean manufacturing in the plant in Wood Dale and the purpose of this Master thesis have been to develop a plan for the material flow in the plant. Besides performing a comprehensive analysis of the current state; the Master thesis also includes developing suggestions of a future state with new layout, material carriers and concepts on how to signal for material between different areas. The scope of the Master thesis is limited to the operations inside the plant and is kept on a high level perspective, i.e. no individual cell design.
The research approach to this study has been a deductive approach with a focus on collecting quantitative data and the strategy has been to conduct a single case study with a holistic design. Furthermore, much of the collected data have been primary data and this is one of the reasons why the quality of this study is considered to be high.
With the help of lean tools such as product family matrix and value stream mapping, several improvement areas could be identified. A future state has been suggested with several benefits to the company. The payback time of the proposals is determined to 1.9 years but by estimating the benefits of the projected reductions in lead time this could be decreased to 0.4 years. In addition to the instant positive effects on reducing the waste in the plant, the proposal also takes soft values like safety and ergonomics into account.
It can be discussed whether the approach in this case study is applicable to similar situations in the future. To achieve a better certainty, additional case studies or perhaps longitudinal case studies will be necessary. Nevertheless, it is argued that elements from this study can be adapted to future studies.

• author: Sjöberg, Anton and Kamne, Anton
• supervisor: Sebastian Pashaei
• organization: Engineering Logistics
• course: MTT820 20152
• year: 2016
• type: H3 - Professional qualifications (4 Years - )
• subject: Technology and Engineering
• keywords: Toyota Production System, Lean manufacturing, Value stream mapping, Product family matrix, Lean layout design and Material flow
• report number: 5801
• language: English
• id: 8865924
• date added to LUP: 2016-03-22 15:25:50
• date last changed: 2016-03-22 15:25:50