Wąskie gardło
co to znaczy i jak je znaleźć oraz wyeliminować?

Wąskie gardło (bottleneck) to miejsce w procesie, które ogranicza przepustowość całego systemu - najwolniejszy lub najbardziej niestabilny etap, przez który musi „przecisnąć się" cała praca. Przypomina korek drogowy: nawet jeśli pozostałe odcinki są przejezdne, jeden zator spowalnia cały ruch. To wąskie gardło, a nie suma wszystkich etapów, wyznacza realną wydajność firmy.

Wąskie gardła „uciekają" - gdy usuniesz jedno, ograniczeniem staje się kolejny etap. Dlatego zarządzanie nimi to nie jednorazowa akcja, lecz ciągły proces. W tym artykule wyjaśniamy, czym jest wąskie gardło, gdzie najczęściej występuje (produkcja, logistyka, magazyn) i jak systematycznie je eliminować z wykorzystaniem Teorii Ograniczeń.

Co to znaczy wąskie gardło?

Wąskie gardło to najsłabszy, najwolniejszy lub najbardziej niestabilny punkt procesu, który ogranicza wynik całego systemu. Kluczowa zasada jest prosta, choć często pomijana: przepustowość całego procesu równa się przepustowości wąskiego gardła. Możesz przyspieszyć każdy inny etap, ale dopóki nie ruszysz ograniczenia, wydajność firmy się nie zmieni.

Dobrą analogią jest korek drogowy. 

Nawet jeśli większość trasy jest przejezdna, jedno zwężenie tworzy zator, który spowalnia wszystkich. W firmie tym „zwężeniem" bywa jedna maszyna, jeden etap kontroli, jeden dział albo jeden przeciążony pracownik. Dopóki go nie zidentyfikujesz, inwestycje w resztę procesu nie zwiększą realnej produkcji.

Wąskie gardło a systemy produkcji - systemy statyczne i dynamiczne

Z uwagi na wąskie gardła możemy postrzegać systemy produkcji w różny sposób. Pierwszy system produkcji to system statyczny, który najczęściej charakteryzuje się stałym czasem cyklu i brakiem awarii. Ale bardzo trudno jest w rzeczywistości znaleźć taki system - można powiedzieć, że występuje on w zasadzie w teorii. 

Drugi system to system dynamiczny, który może być albo bardziej stabilny, albo mniej stabilny. W bardziej stabilnym, dynamicznym systemie losowo zmieniają się czasy cyklu, pojawiają się awarie, występuje też zmienny czas ich usuwania. Można powiedzieć, że losowości mają stałe rozkłady. 

W systemie niestabilnym występują losowo zmieniające się cykle, losowo pojawiające się awarie i także jest zmienny czas usuwania awarii, ale rozkłady losowości zmieniają się wraz z upływem czasu. 

W przypadku gdybyśmy mieli do czynienia z systemem statycznym, łatwo byłoby zlokalizować wąskie gardło, gdyż byłby to po prostu proces, zbiór czynności bądź czynność o najdłuższym, stałym czasie cyklu. Jednakże, tak jak wspomnieliśmy, systemy te występują w zasadnie w teorii, w związku z tym chcieliśmy skupić się na systemach dynamicznych. 

W systemach dynamicznych występuje zawsze sporo zdarzeń losowych, co sprawia, że systemy te są za każdym razem inne. W stabilnych systemach dynamicznych rozkład losowości zmienia się wraz z upływem czasu np. jeśli zmieniający się losowo parametr ma średnią wartość X to ten X zmienia sią z upływem czasu. To znaczy, że charakter losowości jest dzisiaj taki sam jak będzie za miesiąc.

Stabilne systemy dynamiczne są tak samo jak systemy statyczne bardzo trudne do spotkania w rzeczywistości, ponieważ większość systemów ulega bardzo częstym zmianom, gdyż zmienia się przepływ, zmienia się proces produkcji, są w nim dodawane nowe maszyny, zmienia się ustawienie starych maszyn, niektóre stare maszyny są usuwane a w związku z tym zmienia się zachowanie systemu. Zmieniają się także produkty - nowe produkty wchodzą do produkcji, innych zaprzestaje się produkować. Jednak w pewnym krótkim okresie daje się zaobserwować systemy, które można podzielić na stabilne i niestabilne. Żaden system nie jest stabilny na zawsze. Jak popatrzymy na różne systemy to one w przeciągu dziesięciu lat w zasadzie zawsze się zmieniają. Dynamiczne systemy mają jeden istotny wpływ na wąskie gardła. 

Uciekające wąskie gardła

Wąskie gardła, które się przemieszczają, bardzo często mówimy, że nam uciekają. Czyli - wąskie gardła ulegają zmianie. Np. jeśli wyobrazimy sobie proces produkcji, w którym wystarczy, że wystąpi awaria, to wtedy wąskie gardło najczęściej przemieszcza się dokładnie na ten proces. 

Z naszego doświadczenia wynika, że takie przemieszczające się (uciekające) wąskie gardła są normą w większości firm produkcyjnych. Można wręcz powiedzieć, że w każdej firmie produkcyjnej występują ciągi różnych problemów, które zmieniają swoje miejsce, dlatego też zmieniają swoje miejsce wąskie gardła. Oczywiście na co dzień różne firmy starają się zapobiec powstawaniu tych wąskich gardeł i np. tworzą bufory, a wtedy te wąskie gardła wykrywane są szybciej lub wolniej. Czasami też wąskie gardła uciekają nam z jednego procesu do drugiego procesu, a następnie nawet do trzeciego procesu, jeżeli oczywiście te procesy są od siebie zależne. 

Jakie są rodzaje wąskich gardeł? Długotrwałe i chwilowe

Wąskie gardła możemy także podzielić na długotrwałe i chwilowe. W firmach produkcyjnych wąskie gardło bardzo często postrzega się jako coś co jest stałe. Bardzo często mówi się, że tym wąskim gardłem jest logistyka, lakiernia czy dział obróbki. Jednakże, jeśli tak się mówi to już wiemy, że te wąskie gardło jest źle zidentyfikowane, dlatego że wąskie gardła praktyczne zawsze nam uciekają i wędrują po całej hali produkcji i zależne są od wielu czynników losowych. Możemy więc powiedzieć, że wąskie gardło jest zawsze chwilowe, dopóki nie podejmiemy działań mających na celu usprawnienie tego wąskiego gardła, bądź nie wystąpią losowe przypadki, które wpłyną tak na proces, że wąskie gardło wystąpi w innym miejscu np. awarie lub inne problemy. 

Oczywiście w niektórych firmach występują tzw. długotrwałe wąskie gardła, ale aby je znaleźć trzeba najpierw zidentyfikować chwilowe wąskie gardła. Jeżeli jednak chcemy wykryć wąskie gardła to powinniśmy pamiętać, aby nigdy nie używać średnich, ponieważ wtedy niestety ich nie zobaczymy. Nawet w Toyocie jest takie powiedzenie, żeby nigdy nie używać średnich do wykrywania wąskich gardeł. 

Jak poradzić sobie z wąskim gardłem? Przykład identyfikacji

Aby zobrazować przykład identyfikacji wąskiego gardła posłużymy się przykładem produkcji filtrów kasetowych do central wentylacyjnych. Przyjmijmy, że operacja składa się z następujących czynności:

1. Pierwsza operacja - przygotowanie ramy. 

2. Druga operacja - plisowanie materiału.

3. Trzecia operacja – wklejanie materiałów do ramy.

Przyjmijmy również następujące czasy: przygotowanie ramy będzie trwało 4 minuty, plisowanie będzie trwało 3 minuty, wklejanie do ramy będzie trwało 2 minuty i załóżmy, że nie będzie buforów pomiędzy operacjami. 

Łatwo zidentyfikujemy, że wąskim gardłem będzie operacja przygotowania ramy. Jeżeli będziemy sobie chcieli z nim poradzić wystarczy, że stworzymy drugie stanowisko do przygotowania ram, czyli wtedy co 2 minuty będzie schodziła gotowa rama do stanowiska plisowania. 

Po usprawnieniu wąskie gardło przesunęło się do operacji plisowania, która trwa 3 minuty i jeżeli zoptymalizowalibyśmy operację plisowania i dodatkowo poprawilibyśmy operację przygotowania ramy, wąskie gardło znowu nam się przesunie i będzie widoczne na wklejaniu.

Gdzie powstają wąskie gardła? Produkcja, logistyka, magazyn

Wąskie gardło może pojawić się wszędzie tam, gdzie jest przepływ pracy:

• Wąskie gardło w produkcji - najczęściej maszyna lub stanowisko o najniższej wydajności, przy którym gromadzą się półprodukty. Objawy: rosnące zapasy przed jednym etapem, przestoje na kolejnych, wydłużony czas realizacji.
• Wąskie gardło w logistyce - punkt, który spowalnia przepływ towaru: rozładunek, kompletacja, jeden dok czy przewoźnik. Skutkuje opóźnieniami dostaw mimo sprawności reszty łańcucha.
• Wąskie gardło w magazynie - np. strefa kompletacji, pakowania lub kontroli, przez którą musi przejść całość wysyłek. Ogranicza liczbę zamówień realizowanych w ciągu dnia.

W każdym z tych przypadków mechanizm jest ten sam: jeden etap wyznacza tempo całości. Dlatego zamiast usprawniać wszystko po trochu, warto najpierw znaleźć ograniczenie.

Teoria Ograniczeń (TOC) - jak systematycznie zarządzać wąskim gardłem

Teorię Ograniczeń (Theory of Constraints, TOC) opracował dr Eliyahu Goldratt. Jej założenie jest proste: każdy, nawet najbardziej złożony proces ma w danym momencie jedno ograniczenie - wąskie gardło - i to ono decyduje o wydajności całości. Zamiast rozpraszać wysiłki, TOC każe skupić się na tym jednym punkcie. Proponuje pięć kroków:

1. Zidentyfikuj ograniczenie - znajdź etap, który realnie limituje przepustowość systemu.
2. Maksymalnie wykorzystaj ograniczenie - zadbaj, by wąskie gardło nigdy nie stało bezczynnie (bufor pracy, brak przestojów, priorytet).
3. Podporządkuj resztę systemu ograniczeniu - dopasuj pozostałe etapy tak, by wspierały wąskie gardło, a nie zalewały je pracą.
4. Usprawnij (rozszerz) ograniczenie - dopiero teraz inwestuj: dodatkowa zmiana, maszyna, automatyzacja, przeprojektowanie etapu.
5. Powtórz proces - gdy to ograniczenie zniknie, pojawi się nowe. Wróć do kroku pierwszego.

Ostatni krok jest kluczowy: likwidacja jednego wąskiego gardła zawsze przesuwa ograniczenie w inne miejsce. Dlatego wąskie gardła „uciekają", a zarządzanie nimi jest elementem ciągłego doskonalenia.

→ TOC najlepiej działa jako element szerszej zmiany. Zobacz, jak wygląda transformacja Lean, która buduje procesy bez ukrytych ograniczeń.

Jak znaleźć i wyeliminować wąskie gardło?

Zanim zaczniesz cokolwiek usprawniać, musisz zobaczyć cały przepływ. Najskuteczniejszym narzędziem jest mapowanie strumienia wartości (VSM) - graficzna mapa wszystkich kroków procesu, która pokazuje, gdzie gromadzą się zapasy i gdzie powstają przestoje. To najczęściej właśnie tam siedzi wąskie gardło.

Praktyczne sygnały, że znalazłeś ograniczenie:

• przed jednym etapem stale piętrzą się półprodukty lub zamówienia,
• kolejne etapy regularnie czekają na wejście z tego jednego miejsca,
• to stanowisko pracuje „na 100%", podczas gdy inne mają luz.

Eliminacji wąskich gardeł sprzyjają: lepsze planowanie i harmonogramowanie, bieżąca kontrola zdarzeń na hali, a czasem dodatkowe moce (maszyna, zmiana) - ale dopiero po wyczerpaniu tańszych kroków TOC. Pamiętaj: najpierw maksymalnie wykorzystaj to, co masz, zanim zainwestujesz w rozbudowę.

→ Jak zrobić mapę procesu krok po kroku: mapowanie strumienia wartości (VSM). A do utrwalania poprawek posłuży cykl PDCA.

Słowniczek pojęć

Wąskie gardło (bottleneck)

Etap procesu ograniczający przepustowość całego systemu.

Teoria Ograniczeń (TOC)

Metoda zarządzania (Goldratt) skupiona na identyfikacji i eliminacji ograniczeń w systemie.

Przepustowość

Ilość pracy, jaką proces jest w stanie zrealizować w jednostce czasu - limitowana przez wąskie gardło.

VSM (mapowanie strumienia wartości)

Graficzna mapa całego procesu, pokazująca gdzie powstają zapasy i przestoje.

Zobacz również

• → Mapowanie strumienia wartości (VSM)
• → Cykl PDCA (koło Deminga)
• → Jak przeprowadzać transformację Lean
• → Audyt produkcji

O autorach

MK

Napisał

Maciej Kasprzyk

Content & SEO Marketer, Brainstorm Group

LinkedIn →

Zweryfikował merytorycznie

Sebastian Matyniak

Prezes Zarządu Brainstorm Group. Ekspert Lean Management, optymalizacji procesów i transformacji organizacyjnych. MBA.

LinkedIn →