เหตุใดการเปรียบเทียบเวลาในการทำงานจึงไม่แม่นยำ: ชิ้นส่วนใช้เวลา 75 วินาที, คู่ชิ้นส่วนใช้เวลา 36 วินาที และตะกร้าใช้เวลา 84 วินาที

ภาพรวม

การเสนอราคาเครื่องทำความสะอาดมักถูกเปรียบเทียบกันโดยใช้ระยะเวลาของรอบการทำงานมากกว่าตัวเลขอื่นใด และระยะเวลาของรอบการทำงานก็มักถูกอ้างอิงโดยใช้ฐานที่ไม่สอดคล้องกันมากที่สุด ผู้จัดจำหน่ายรายหนึ่งระบุเป็นวินาทีต่อชิ้นงาน ผู้จัดจำหน่ายอีกรายระบุเป็นวินาทีต่อกล่อง ขณะที่ผู้จัดจำหน่ายรายที่สามระบุเป็นวินาทีต่อชุดซึ่งประกอบด้วยชิ้นงานสองชิ้นที่ทำความสะอาดพร้อมกัน ทั้งสามค่าอาจถูกต้องทั้งหมด แต่การนำค่าเหล่านั้นมาเปรียบเทียบกันโดยตรงจะนำไปสู่การตัดสินใจที่ดูเหมือนอาศัยหลักคณิตศาสตร์ ทั้งที่จริงแล้วเป็นข้อผิดพลาด

ความสับสนนี้ไม่ได้เกิดจากเจตนาไม่ซื่อสัตย์ แท้จริงแล้วเครื่องที่ใช้กล่องทำความสะอาดนั้นทำงานกับกล่องหนึ่งกล่องต่อรอบอย่างแท้จริง ดังนั้นกล่องจึงเป็นหน่วยที่เหมาะสมที่สุด ส่วนสายการผลิตแบบถ่ายโอนนั้นประมวลผลชิ้นงานหนึ่งชิ้นต่อรอบอย่างแท้จริง ดังนั้นชิ้นงานจึงเป็นหน่วยที่เหมาะสมที่สุด ข้อผิดพลาดจะเกิดขึ้นเมื่อนำตัวเลขทั้งสองมาใส่ไว้ในคอลัมน์เดียวกันเพื่อเปรียบเทียบ โดยไม่มีการแปลงหน่วยให้สอดคล้องกัน

บริษัท บิก เบิร์ด อินดัสเทรียล (เดิมชื่อ ชิมาดะ บิก เบิร์ด อินดัสเทรียล) ได้ผลิตระบบทำความสะอาดและขจัดเศษโลหะสำหรับชิ้นส่วนระบบขับเคลื่อนยานยนต์มาตั้งแต่ปี ค.ศ. 2001 โดยตัวอย่างที่แสดงด้านล่างนี้มาจากสายการผลิตที่ใช้งานทั้งสองแบบ

๑. สามหน่วยที่ใช้คำเดียวกัน

เวลาในการทำงานหนึ่งรอบมีความหมายก็ต่อเมื่อกำหนดหน่วยวัดที่เกี่ยวข้องและปริมาณชิ้นงานที่ประมวลผลในหน่ววนั้นอย่างชัดเจน การระบุเพียงหนึ่งในสามส่วนโดยไม่ระบุส่วนที่เหลือจะทำให้ตัวเลขนั้นตีความไม่ได้

ชิ้นงาน ชุด และตะกร้า

รอบการทำงานต่อชิ้นงานหนึ่งชิ้น หมายถึงการประมวลผลชิ้นงานหนึ่งชิ้นต่อการหมุนหรือเปลี่ยนตำแหน่งหนึ่งครั้ง รอบการทำงานต่อชุดหนึ่งชุด หมายถึงการประมวลผลกลุ่มชิ้นงานจำนวนคงที่ เช่น บล็อกสูบส่วนบนและส่วนล่างที่ทำความสะอาดพร้อมกันบนพาเลทหนึ่งแผ่น ใช้เวลา ๗๘ วินาทีต่อหนึ่งชุด รอบการทำงานต่อตะกร้าหนึ่งตะกร้า หมายถึงการประมวลผลชิ้นส่วนขนาดเล็กจำนวนมากในตะกร้าเดียวกัน เช่น เพลาเกียร์ ๒๐ ต้นในคราวเดียว หรืออาจเป็นชิ้นส่วนขนาดใหญ่เพียงชิ้นเดียว

เครื่องจักรเครื่องเดียวกันสามารถรายงานค่าทั้งสามแบบนี้ได้

เครื่องทำความสะอาดหัวสูบแบบสายการผลิตที่สามารถประมวลผลหัวสูบสองชิ้นพร้อมกันในแต่ละรอบใช้เวลา 36 วินาทีต่อรอบ ซึ่งหมายถึงรอบคู่ (pair cycle) ใช้เวลา 36 วินาที และรอบต่อชิ้นงาน (part cycle) ใช้เวลา 18 วินาที ทั้งสองคำอธิบายกล่าวถึงเครื่องเดียวกัน การเสนอราคาที่ระบุเพียงแค่ '36 วินาที' โดยไม่ระบุรายละเอียดเพิ่มเติมอาจทำให้ผู้อ่านเข้าใจผิดว่าเป็น 36 วินาทีต่อชิ้นงาน ซึ่งจะส่งผลให้ต้นทุนต่อหน่วยในการเปรียบเทียบสูงขึ้นเป็นสองเท่า

2. เหตุใดจึงมีการใช้ตะกร้าและชุดชิ้นส่วน

การจัดเรียงในรูปแบบตะกร้าและชุดชิ้นส่วนไม่ใช่ทางลัด แต่มีเหตุผลที่แท้จริง เพราะกลไกการทำความสะอาดหรือรูปร่างของชิ้นส่วนทำให้วิธีนี้มีประสิทธิภาพมากที่สุด

ชิ้นส่วนขนาดเล็กกับปรากฏการณ์การเกิดฟองอากาศ (Cavitation)

การทำความสะอาดด้วยคลื่นอัลตราโซนิกอาศัยปรากฏการณ์การเกิดฟองอากาศในของเหลว ซึ่งจำเป็นต้องมีปริมาตรของของเหลวมากกว่าปริมาตรของชิ้นส่วน ดังนั้นเพลาเกียร์ขนาดเล็กจึงถูกทำความสะอาดในตะกร้า และรอบเวลาการทำความสะอาดจึงคำนวณตามแต่ละตะกร้า โดยโปรแกรมที่ใช้มาแต่เดิมสำหรับชิ้นส่วนเพลาและเกียร์แสดงว่า ใช้เวลา 30 วินาทีต่อตะกร้าสำหรับระบบ CVT, 60 วินาทีต่อตะกร้าสำหรับระบบ AT และ 84 วินาทีต่อตะกร้าสำหรับรุ่น AT รุ่นใหม่กว่า ทั้งหมดนี้มีข้อกำหนดเกี่ยวกับขนาดอนุภาคสูงสุดอยู่ที่ประมาณ 600 ไมโครเมตร

ชิ้นส่วนคู่และการจัดการ

บล็อกสูบบนและล่างจากเครื่องยนต์ตัวเดียวกันมักถูกกลึงและทำความสะอาดเป็นคู่ เนื่องจากทั้งสองชิ้นมาพร้อมกันบนพาเลทเดียวกัน และจะถูกประกอบเข้าด้วยกัน การทำความสะอาดเป็นชุดจึงช่วยลดขั้นตอนการจัดการซ้ำอีกหนึ่งรอบ รอบการทำงานแบบชุดที่ใช้เวลา ๗๘ วินาทีครอบคลุมชิ้นส่วนสองชิ้น หรือเฉลี่ยชิ้นละ ๓๙ วินาที แต่ตัวเลขที่ปรากฏในข้อกำหนดคือ ๗๘

๓. การแปลงให้อยู่บนพื้นฐานร่วมกัน

การแปลงนั้นทำได้ง่ายเมื่อรู้ปริมาณที่แน่นอนแล้ว ส่วนปริมาณนั้นคือส่วนหนึ่งของใบเสนอราคาที่ผู้จัดจำหน่ายมักไม่ระบุไว้บ่อยที่สุด

ผลการคำนวณ

หารรอบการทำงานด้วยจำนวนชิ้นงานที่ประมวลผลต่อรอบ เพื่อหาค่าต่อชิ้นงาน จากนั้นคูณด้วยปริมาณรายปีเพื่อให้ได้จำนวนชั่วโมงที่เครื่องจักรทำงาน ตัวอย่างเช่น ตะกร้าหนึ่งรอบใช้เวลา ๖๐ วินาที บรรจุเพลาได้ ๒๐ ต้น จะได้ค่าเฉลี่ย ๓ วินาทีต่อชิ้นงาน ส่วนตะกร้าหนึ่งรอบใช้เวลา ๖๐ วินาที บรรจุเพลาขนาดใหญ่ได้ ๔ ต้น จะได้ค่าเฉลี่ย ๑๕ วินาทีต่อชิ้นงาน แม้รอบการทำงานจะเท่ากัน แต่กำลังการผลิตต่างกันถึงห้าเท่า

จุดที่การแปลงเริ่มใช้การไม่ได้

การแปลงค่าจะผิดพลาดเมื่อเวลาที่ใช้ในการโหลดไม่รวมอยู่ในรอบการทำงาน ตัวอย่างเช่น เครื่องล้างแบบตะกร้าอาจระบุเฉพาะเวลาที่ใช้ในการล้าง โดยไม่รวมเวลาที่ใช้ในการเติมและเทตะกร้า ซึ่งในกรณีที่โหลดด้วยตนเองนั้นใช้เวลานานมาก และในกรณีที่โหลดโดยอัตโนมัติ เวลาดังกล่าวจัดเป็นส่วนหนึ่งของเวลาที่สถานีทำงาน ดังนั้น ค่าที่เปรียบเทียบได้จริงคือ เวลาตั้งแต่เริ่มจัดการชิ้นงานจนถึงเสร็จสิ้นการจัดการชิ้นงานถัดไป (floor-to-floor time) ต่อหนึ่งชิ้น รวมทั้งเวลาที่ใช้ในการจัดการชิ้นงานด้วย

4. เวลาที่ไม่ปรากฏให้เห็น

เวลาที่แฝงอยู่สองประเภทนี้มักเปลี่ยนลำดับการจัดอันดับเครื่องจักรสองเครื่องที่ดูเหมือนใกล้เคียงกันเมื่อพิจารณาจากเอกสาร

การเปลี่ยนรูปแบบการผลิต

สายการผลิตที่ดำเนินการผลิตหลายรุ่นพร้อมกันจะสูญเสียเวลาทุกครั้งที่เปลี่ยนรุ่น หากเครื่องจักรเครื่องหนึ่งสามารถเปลี่ยนรุ่นภายในไม่กี่นาทีเพียงแค่โหลดโปรแกรม ในขณะที่อีกเครื่องต้องเปลี่ยนอุปกรณ์ยึดชิ้นงาน (fixture) ความแตกต่างด้านเวลาจะสะสมตลอดกะการทำงาน และอาจมากกว่าความแตกต่างของเวลาในแต่ละรอบการทำงาน (cycle time) ได้

การหยุดทำงานและการทำซ้ำ

เครื่องจักรที่ทำงานได้ตามเวลาในแต่ละรอบ (cycle) แต่สร้างอัตราการปฏิเสธปลอม (false-reject rate) สูงกว่า จะใช้เวลาส่วนต่างนั้นไปกับการล้างใหม่หรือตรวจสอบซ้ำ ดังนั้น เวลาในแต่ละรอบที่แท้จริง (effective cycle) คือ เวลาในแต่ละรอบที่ระบุไว้หารด้วยสัดส่วนของชิ้นงานที่ผ่านการตรวจสอบ ซึ่งเป็นค่าที่แทบไม่มีผู้ใดระบุไว้ แต่กลับมีความสำคัญอย่างยิ่ง

5. สิ่งที่ข้อกำหนดหนึ่งควรมี

ข้อกำหนดเวลาไซเคิลที่สามารถเปรียบเทียบได้ ประกอบด้วยห้าส่วน ได้แก่ หน่วย ปริมาณต่อหน่วย ว่ารวมเวลาการจัดการหรือไม่ เวลาเปลี่ยนงาน และอัตราการยอมรับครั้งแรกที่คาดไว้

เมื่อมีครบทั้งห้าส่วนนี้ การเปรียบเทียบระหว่างสองใบเสนอราคาจะทำได้โดยตรงผ่านการคำนวณทางคณิตศาสตร์ แต่หากขาดส่วนใดส่วนหนึ่ง การเปรียบเทียบก็จะเอื้อประโยชน์ให้กับผู้ขายรายที่เลือกใช้หน่วยวัดที่ดูดีกว่า ซึ่งไม่ได้หมายความว่าเครื่องจักรของผู้ขายรายนั้นดีกว่าจริง การเปรียบเทียบที่ไม่สามารถแปลงค่าให้เทียบกันได้จึงไม่ใช่การเปรียบเทียบเลย แต่เป็นการตัดสินใจจากวิธีนำเสนอเพียงอย่างเดียว และเครื่องจักรที่ชนะอาจเป็นเพียงเครื่องที่เสนอราคาในหน่วยวัดที่สะดวกที่สุดเท่านั้น

6. การสร้างตารางเปรียบเทียบที่ผ่านการตรวจสอบได้

วิธีปฏิบัติที่ใช้ได้จริงคือ การจัดทำตารางเปรียบเทียบโดยให้แต่ละแถวมีคอลัมน์ครบห้าคอลัมน์ตามที่ระบุข้างต้น และปฏิเสธการเปรียบเทียบแถวใดๆ ที่ข้อมูลไม่ครบถ้วน วินัยเช่นนี้มีประโยชน์มากกว่าสูตรการแปลงค่าใดๆ เพียงสูตรเดียว เพราะช่วยให้เห็นข้อมูลที่ขาดหายไปก่อนการตัดสินใจ แทนที่จะรู้ภายหลังการตัดสินใจแล้ว

ตัวอย่างการคำนวณจริง

เปรียบเทียบเครื่องจักรที่ให้เวลาในการผลิต 36 วินาทีต่อคู่ของหัวสูบ กับอีกเครื่องหนึ่งที่ให้เวลา 18 วินาทีต่อหัวสูบหนึ่งชิ้น บนหน้าเว็บทั้งสองดูเหมือนกันอย่างสมบูรณ์ แต่เมื่อกรอกข้อมูลอย่างครบถ้วน เครื่องแรกใช้เวลา 36 วินาทีต่อคู่ (สองชิ้น) รวมเวลาการจัดการชิ้นงานแล้ว และเปลี่ยนโปรแกรมเพื่อเปลี่ยนงาน โดยระบุอัตราความสำเร็จในการผลิตครั้งแรกไว้ ส่วนเครื่องที่สองใช้เวลา 18 วินาทีต่อชิ้น (หนึ่งชิ้น) รวมเวลาการจัดการชิ้นงานแล้ว แต่ต้องเปลี่ยนแปลงอุปกรณ์ยึดจับเพื่อเปลี่ยนงาน ดังนั้น ที่ปริมาณการผลิตเท่ากัน อัตราการผลิตสุทธิของทั้งสองเครื่องจักรจึงเท่ากันทั้งหมด ความแตกต่างทั้งหมดจึงขึ้นอยู่กับวิธีการเปลี่ยนงานและวิธีการนำเสนอชิ้นงาน

ทีนี้มาเปรียบเทียบเวลาไซเคิล 75 วินาทีต่อเพลาหนึ่งชิ้น กับเวลาไซเคิล 84 วินาทีต่อตะกร้าหนึ่งใบซึ่งบรรจุเพลาไว้หลายชิ้น หากตะกร้าหนึ่งใบบรรจุเพลาได้แปดชิ้น เวลาเฉลี่ยต่อชิ้นจะเท่ากับ 10.5 วินาที ทำให้เครื่องที่ใช้ตะกร้าดูเร็วกว่าถึงเจ็ดเท่า แต่หากตะกร้าใบเดียวกันนั้นบรรจุเพลาขนาดใหญ่เพียงชิ้นเดียว เวลาเฉลี่ยต่อชิ้นจะกลายเป็น 84 วินาที ลำดับความเร็วจึงกลับกันโดยสิ้นเชิง ดังนั้น คำตอบขึ้นอยู่กับเนื้อหาในตะกร้า ไม่ใช่เวลาไซเคิล

ตำแหน่งที่ตารางควรแสดง

การเปรียบเทียบควรอยู่ในข้อกำหนดทางเทคนิค ไม่ใช่ในสเปรดชีตสำหรับการจัดซื้อ เนื่องจากตัวเลขเหล่านั้นต้องผ่านการทดสอบรับรองได้จริง ตัวเลขรอบการทำงานที่ตกลงกันไว้ในสเปรดชีต แล้วมาเจรจาใหม่ในช่วงการเดินเครื่องนั้นแย่กว่าไม่มีตัวเลขเลยเสียอีก เพราะเครื่องจักรได้ถูกสร้างขึ้นแล้วโดยอิงตามสมมุติฐานที่ผิด วินัยแบบเดียวกันนี้ก็ใช้กับตัวเลขความสะอาดที่ระบุควบคู่ไปด้วย: รอบการทำงานและขีดจำกัดหน่วยมิลลิกรัมที่เขียนไว้ร่วมกันสามารถตรวจสอบได้พร้อมกัน ในขณะที่หากกำหนดเพียงตัวใดตัวหนึ่งอย่างเดียว อาจทำให้บรรลุเป้าหมายนั้นได้โดยการลดทอนอีกตัวหนึ่ง

คำถามที่พบบ่อย

เหตุใดผู้จัดจำหน่ายจึงเสนอราคาต่อกล่องแทนที่จะเป็นต่อชิ้นส่วน

เนื่องจากเครื่องจักรนั้นประมวลผลจริงๆ ทีละกล่อง และจำนวนชิ้นส่วนต่อกล่องขึ้นอยู่กับสัดส่วนของชิ้นส่วนลูกค้า ดังนั้นการเสนอราคาต่อกล่องจึงเป็นเรื่องตรงไปตรงมา ตราบใดที่ระบุความจุของกล่องอย่างชัดเจน

รอบการทำงานที่เร็วกว่าเสมอไปย่อมดีกว่าหรือไม่

ไม่ใช่ รอบการทำงานที่สั้นลงเพราะตัดขั้นตอนออกไปจะไม่ผ่านเกณฑ์ความสะอาด และการแก้ไขซ้ำหลังจากนั้นจะมีต้นทุนสูงกว่าเวลาที่ประหยัดได้ ระยะเวลาของรอบการทำงานเป็นข้อจำกัดที่ต้องทำให้บรรลุหลังจากบรรลุเป้าหมายด้านความสะอาดแล้ว ไม่ใช่เป้าหมายที่ตั้งไว้เอง

จะเปรียบเทียบรอบการทำงานของชิ้นส่วนที่ใช้เวลา 75 วินาที กับรอบการทำงานของตะกร้าที่ใช้เวลา 84 วินาที อย่างไร

นำปริมาณการผลิตต่อปีของชิ้นส่วนมาคูณกับรอบการทำงานของชิ้นส่วน ส่วนรอบการทำงานของตะกร้าให้หารด้วยจำนวนชิ้นต่อตะกร้าก่อน แล้วจึงคูณด้วยปริมาณการผลิตต่อปี ทั้งสองค่าจะลดรูปเป็นชั่วโมงการทำงานของเครื่องต่อปี ซึ่งสามารถเปรียบเทียบกันได้

เวลาที่ใช้ในการจัดการชิ้นงานควรรวมอยู่ในรอบการทำงานหรือไม่

ใช่ ถ้าตัวเลขนั้นตั้งใจจะแสดงศักยภาพในการผลิต ตัวเลขสำหรับขั้นตอนล้างอย่างเดียวมีประโยชน์ในการเปรียบเทียบกระบวนการ แต่ไม่เหมาะสำหรับการเปรียบเทียบเครื่องจักร และทั้งสองประเภทไม่ควรนำมาใส่รวมกันในตารางเดียวกัน

สรุป

ระยะเวลาของรอบการทำงานเป็นตัวเลขที่มีหน่วยวัดกำกับอยู่ ซึ่งหน่วยวัดนั้นถือเป็นข้อมูลสำคัญครึ่งหนึ่ง รอบการทำงาน 36 วินาทีสำหรับหัวจ่ายสองหัว กับรอบการทำงาน 36 วินาทีสำหรับหัวจ่ายหนึ่งหัว แสดงถึงเครื่องจักรที่มีศักยภาพต่างกันถึงสองเท่า ตัวเลขเพียงอย่างเดียวไม่สามารถแยกแยะความแตกต่างนี้ได้

ทางออกไม่ใช่หน่วยมาตรฐานที่กำหนดให้กับผู้จัดจำหน่ายทุกราย แต่เป็นชุดคำชี้แจงที่จำเป็นจำนวนห้าข้อ ได้แก่ หน่วย ปริมาณ การจัดการ การเปลี่ยนแปลงกระบวนการ และอัตราการผ่านครั้งแรก เมื่อข้อความเหล่านี้ระบุไว้บนหน้าเอกสารแล้ว การคำนวณก็จะง่ายดายมาก และการตัดสินใจก็จะไม่ขึ้นอยู่กับหน่วยวัดที่ผู้จัดจำหน่ายแต่ละรายชอบอีกต่อไป