Otázka plánování a řízení výroby je v současné době velmi aktuální. Existující i nově vznikající produkty určené pro plánování výroby se kategorizují podle rozličných kritérií, přičemž vznikají další a další popisné zkratky vyjadřující určité vlastnosti (APS, SCM, ATP, AATP, CTP, CRP, VMI, CPFR, …). Otázkou je, zda se jedná o správný směr vývoje IT řešení pro plánování a řízení výroby.








Výroba je proces
Každý bude souhlasit s tím, že výroba nějakého produktu je proces. To znamená, že dochází k postupným po sobě jdoucím krokům, které probíhají na určeném místě v určeném čase. Abychom mohli hovořit o procesu výroby produktu, musíme definovat, které operace je nutné provést, určit jejich pořadí, stanovit, na kterých pracovištích mají být tyto operace provedeny a také ve kterých časových intervalech. Dále musíme říci, zda dochází k uplatnění určitého přípravného času (technologický čas, seřízení nástrojů, čištění apod.), jakým způsobem má být vytvořena výrobní dávka, zda ještě existuje nějaký postoperační čas nutný na uvolnění daného pracoviště pro obsloužení další výrobní dávky. Aby bylo možné správně naplánovat výrobu (výrobní proces), je nutné použít odpovídající nástroj, který je schopen proces plánovat.

Procesní plánování
Budeme-li předpokládat, že firma ví, jak se daný produkt vyrábí, tzn. zná proces výroby, je možné použít procesní plánování. Procesní plánování má totiž obrovskou přednost v tom, že navrhuje takové řešení, které je průchozí s ohledem na všechna kladená omezení, takže není nutné další rozhodování přímo ve výrobním procesu. V úvahu se bere aktuální obsazenost pracovišť, dostupnost zdrojů (nástroje, suroviny, lidská obsluha, kapacita meziskladů apod.), z čehož plyne, že to, co se naplánuje, je reálně proveditelné. A takovéto řešení není schopna vyprodukovat žádná metoda, která plánuje od určitého místa (třeba úzkého) nebo počítá jen se souhrnnými kapacitami strojního zařízení (MRP systémy) nebo jakákoliv jiná, která nebere v úvahu proces. Uvažovat tak, že budeme postupně brát jednotlivé zakázky, nastavíme jim konec ukončení a pak podle technologického postupu určíme zpětně dokončení jednotlivých výrobních stupňů (většinou s přidáním nějaké rezervy, která postihne aktuální nedostupnost pracoviště, zdroje, obsluhy apod.), s sebou přinese problémy. Najednou totiž zjistíme, že v některých dnech přetížíme kapacitu strojů, jindy budou naopak nevyužité. Nehledě na to, že se vůbec nepočítá s aktuální dostupností zdrojů. Když pak dojde k nějaké poruše, obsluha nepřijde do práce nebo zdroj nebude dodán, zhroutí se celé řešení, dostaneme se do veliké neurčitosti a nebudeme vědět, co dál. Plánovat tímto způsobem musí být velmi obtížné a stresující a obdiv patří všem, kteří takto pracují. Naproti tomu řešení sestavené pomocí procesního plánovacího systému bere všechna tato omezení v úvahu. Navíc, když dojde k nějaké změně (porucha, nedostupnost zdroje apod.), zadáme tuto skutečnost do systému a algoritmus díky simulaci dané situace navrhne nové, průchozí řešení nebo oznámí, co všechno je nesplnitelné. Ale budeme přesně vědět, co se děje a jak se to promítne třeba na týden dopředu. Nehledě na to, že výpočet můžeme dále optimalizovat podle různých kritérií, takže navržené řešení bude co nejblíže tomu ideálnímu. Pro systém procesního plánování se hodí technologie genetických algoritmů. Genetický algoritmus (upravený pro procesní plánování) plánuje celý výrobní proces, protože má schopnost "vidět" celé řešení najednou. O genetických algoritmech bylo již na stránkách tohoto časopisu napsáno hodně, proto je zde nebudeme popisovat. Hlavní myšlenkou procesního plánování je, že hledá řešení simulací výrobního procesu v reálném čase.

Příklady řešení v praxi
Rozsah použití procesního plánování s využitím genetických algoritmů je obrovský. Jako příklad uveďme dva typy výrobních provozů a procesů:

1. Gumárenská a plastikářská výroba pro automobilový průmysl
Popis: Jde o víceúrovňovou dávkově řízenou výrobu, která se skládá z několika skupin operací - před lisováním, vlastní lisování a po lisování. Operace před lisováním mohou probíhat současně, sbíhají se do lisování a pak následují lineárně operace po lisování.

Specifika výrobního procesu:
· stroj se stává pracovištěm v závislosti na použitém nástroji,

· existuje variabilita v použití nástrojů a pracovišť pro jednotlivé operace a výrobky,

· při některých operacích je možné zpracovávat více druhů výrobků najednou, přičemž existují skupiny, v rámci kterých je sloučení možné (výrobky z různých skupin nelze kombinovat),

· existuje operace, která vyžaduje určité pořadí výrobků podle stanovené teploty zpracování tak, aby teplota v daném stroji plynule klesala (mražení výrobků),

· je nutné zajistit optimální řazení výrobků z důvodu barevných odstínů,

· obsluha strojů může být limitující pro chod výroby, proto je nutné počítat s obsluhou strojů jako s omezujícím zdrojem,

· některá pracoviště pracují na jednu směnu, jiná na dvě směny, ostatní na tři směny,

· při výměně nástroje dochází k časové prodlevě, kterou je nutné plánovat, protože významně ovlivňuje výrobní proces,

· po provedení určitého počtu operací na daném nástroji musí dojít k jeho výměně, což opět způsobí časovou prodlevu, kterou je nutné plánovat.

Systém procesního řízení umožní simulaci různých situací, především zadání nové zakázky a následné rozhodnutí o jejím přijetí. Přispěje také k úspoře pracovní síly vlivem optimálního rozložení výroby.

2. Vyrovnání energetické bilance v průmyslové výrobě (chemická výroba)
Popis: Jedná se o problematiku, která je v rámci chemické výroby (možná i v dalších odvětvích průmyslu) velmi důležitá. Vlastní chemická výroba vytváří poptávku na energetické zdroje, které je třeba bilancovat. Energetickými zdroji je elektrický proud a různé druhy par. Firma sama produkuje elektrický proud i páry. Problém spočívá v tom, že při výrobě páry pro potřebu výroby se dále spotřebovává elektrický proud, pro jehož výrobu je nutná vysokotlaká pára, pro jejíž výrobu je opět nutný elektrický proud. Existují zde zpětné vazby, přičemž do hry dále vstupují různé druhy energetických vod, které opět mají vazbu na páru a elektrický proud.

Specifika výrobního procesu:

· výše popsané zpětné vazby mezi jednotlivými energetickými zdroji,

· firma navíc nakupuje elektrický proud, protože vlastní produkce nestačí; rovněž ale elektrický proud prodává (stejně tak i některé druhy par); smluvní prodej je prioritní před vlastní výrobou,

· existuje režijní spotřeba závislá na ročním období,

· výrobna produkující vysokotlakou páru (primární energetický zdroj) po odstávce (plánované nebo nucené z důvodu poruchy) tuto páru naopak po dobu několika hodin spotřebovává; teprve po najetí na plný výkon začne páru opět produkovat,

· vlastní chemická výroba probíhá ve výrobních cyklech, během nichž výkonnost jednotlivých výroben kolísá.

Systém procesního řízení umožní plánování produkce energetických zdrojů s ohledem na všechny vazby, zpřesnění podkladů pro nákup energetických zdrojů a poskytne přehled o spotřebě a produkci energie s reálným výhledem na delší období.

Závěr
Procesní plánování představuje zcela nový pohled na tuto problematiku. Jedná se o jiný způsob uvažování z hlediska tradičního přístupu, ale o zcela logický přístup z hlediska reálného výrobního procesu. Zavedením procesního plánování se opět o kousek přibližujeme reálné situaci ve výrobě.

Autor článku, Michal Nekvinda, pracuje jako analytik firmy Hestley a.s.