Výrobní podniky jsou nuceny stále více optimalizovat své výrobní procesy a zvyšovat produktivitu. Aby zodpovědní pracovníci mohli správně rozhodovat, potřebují správné a kvalitní informace ve správný čas, tj. včas. Ve výrobním prostředí vzniká obrovské množství informací a tyto informace je nutno sebrat, zpracovat, uložit a vyhodnotit pro co nejrychlejší reakce na různé stavy ve výrobě. V moderním podniku se nároky a požadavky na práci s výrobními daty neustále stupňují. Z toho vyplývá nutnost zvýšit efektivitu nejen samotného výrobního procesu, ale i efektivitu práce s daty.


Hierarchie řízení výroby
Na vrcholu pyramidy hierarchie řízení výroby (obr. 1) je Strategický management výroby, který se podílí zejména na hlavním cíli podniku, dosažení zisku, zvýšení rentability a likvidity. Jeho úkolem je vytváření koncepce podnikání a další strategie rozvoje podniku. Součástí této koncepce je určit s dlouhodobým předstihem, jaké typy výrobků bude podnik vyrábět a jaké služby bude poskytovat s ohledem na požadavky zákazníků a znalost trhu. S tím souvisí strategie v oblasti finančního managementu, majetku firmy, struktury pracovních sil a celkové organizaci firmy.

Prosazení strategie do praxe s důrazem na konkurenční výhodu a snížení výrobních nákladů v komplexním pojetí celé výroby je úkolem Taktického managementu výroby. Jeho úkolem je rozhodnout co, kdy a jak bude provedeno (nasazení nové techniky, velikost podniku, zavedení nové výroby apod.).Výsledkem taktického řízení je základní určení programu výroby.

Co nejoptimálnější nasazení existujícího výrobního systému tak, aby byl zajištěn hospodárný výkon je úkolem Operativního managementu výroby. Operativní management je svázán přímo s výrobou a zodpovídá za snížení mzdových a materiálových nákladů, plynulý bezporuchový chod strojů, plynulý a efektivní tok materiálu výrobou. Tvoří jádro vazby na dodavatele a odběratele a v tomto smyslu tvoří nejdůležitější článek v každodenním životě podniku. Výše uvedené požadavky řeší uspořádáním a organizací výrobního procesu. S výrobou úzce souvisí i údržba výrobních zařízení (stroje, linky, dopravní prostředky apod.), která zajišťuje plynulost a spolehlivost jejich chodu a s tím související kvalitu a efektivitu výroby.

K tomu, aby tyto cíle mohly být dosaženy, musí všichni manažeři na všech úrovních mít včas dostatek potřebných a přesných informací pro správné rozhodování a reagování na vzniklou situaci.
 

Tok informací a materiálu ve výrobním podniku

Tok a typy informací v jednotlivých vrstvách řízení výroby
Množství a typ informací vztažených k výrobnímu procesu se mění. Agregace dat relevantních pro rozhodování se zvyšuje od operativního managementu ke strategickému řízení. Strategický management pohlíží například na spotřebu materiálu jako na komplexní veličinu, vyjádřenou v peněžních jednotkách. Oproti tomu pro operativní management jsou plnohodnotná pouze ta data, která stanoví přesně definovanou položku materiálu, včetně její normy spotřeby materiálu, místa spotřeby, skladu, dodavatele atd. Aktualizace dat a periodicita v rozhodování se zvyšuje směrem k operativnímu managementu a samotnému výrobnímu procesu, kde aktualizace dat probíhá zcela kontinuálně a rozhodování je třeba řešit v rámci krátkých časových intervalů i několikrát za směnu.
 
Vyšší stupeň řízení posuzuje problém jakoby z ptačí perspektivy, vidí celý podnik nebo úsek, kde dílčí časti nejsou detailně zřetelné a potřebuje k dispozici vybrané a zhuštěné informace o celém podniku, jakož i o očekávaném vývoji relevantního okolí. Kdežto úkoly nejnižší hladiny řízení (operativní) bezprostředně zaměřené na řízení fyzického procesu výroby vyžadují aktuální a podrobné informace o provozu, aby mohl reagovat na nestandardní stavy, sledovat plnění plánu výroby a dodržení kvality výroby v reálném čase a mít k dispozici relevantní údaje pro analýzu průběhu výroby z hlediska zvýšení efektivity a kvality výrobního procesu.

V jednotlivých vrstvách řízení výroby dochází ke sdílení dat v horizontální rovině v rámci stejného oddělení i mezi různými odděleními. Při horizontálním toku dat jsou přenášeny informace podobného charakteru (např. množství materiálu) a nebývá problém s jejich přenosem a sdílením. V rámci operativního managementu horizontální tok informací umožňuje plynulý tok materiálu celou výrobou (příjem surovin, příprava výroby, výroba, výstupní kontrola, expedice).

Vertikální tok zajišťuje předávání dat mezi jednotlivými vrstvami. Při tomto přenosu se typ a tvar dat často mění. Směrem do výroby se obecný plán výroby konkretizuje pro jednotlivé stroje a linky a z výroby je získáváno množstevní vyjádření rozpracované výroby, které ve vyšších vrstvách nabývá finanční podoby apod. Na plynulém vertikálním toku dat závisí kvalitní a efektivní řízení výroby. Plynulý vertikální tok informací umožňuje operativnímu managementu volit správná řešení pro řízení výroby a včas reagovat na problém ve výrobě díky přesným informacím o taktickém plánu výroby i přesným informacím z výrobního procesu. Taktický management má včas přesné informace o chodu celého podniku (obr. 2).
 

Plynulý vertikální tok informací

Současný stav operativního řízení výroby
Podniky implementovaly informační finanční systémy ERP, SCM, CRM a prostředky pro elektronické obchodování (e-business). Ve výrobním procesu je provedena ve větší či menší míře automatizace jednotlivých strojů nebo linek. Požadavky na výrobu z plánovacích a administrativních systémů a informace z výroby zpět do administrativy jsou ale přenášeny na papíře (obr. 3). Tím je spousta dat nenávratně ztracena nebo se pracuje "přesně" s nepřesnými a často zpožděnými údaji.

Výsledkem je, že objednávky od zákazníka přijdou sice velmi rychle a výrobní komponenty jsou přivezeny do závodu včas, ale výroba trvá stejně dlouho, se stejnými problémy a stejně (ne)efektivně jako před pěti lety. V celém dodavatelském řetězci chybí jeden důležitý článek, kterým je ucelené a efektivní řešení určené pro řízení rozpracované výroby a podrobný záznam její historie. Tuto situaci, která je důsledkem čistě finančního a obchodnického pohledu, parafrázuje citát:
 
Jistý obchodní ředitel odpověděl na otázku, jak jdou obchody: "Obchody by šly výborně, jen kdybychom nemuseli vyrábět."

Podle posledních průzkumů si ale moderní manažeři uvědomují potřeby výroby a už více rozumějí tomu, co (ne)mohou čekat od svých administrativních informačních systémů kategorie ERP, SCM, CRM, tzn. v jaké míře (ne)mohou tyto systémy provádět řízení a optimalizaci vlastních výrobních procesů. Uvědomují si, že s "limuzínou se špatně jezdí v terénu" a poohlížejí se po řešeních zaměřených na výrobu. Ukazuje se, že je potřeba změnit dosavadní "finanční" řízení výroby pouze z pohledu ekonomických hledisek na řízení s pohotovým využíváním disponibilních výrobních kapacit podle skutečných požadavků zákazníků. Ke splnění těchto cílů je potřeba použít informační systém zaměřený na výrobu a práci s výrobními a procesními daty. Pro tyto systémy se často používá označení MES (Manufacturing Execution System). Podívejme se dále na některé přínosy použití systému MES.

Získávání přesných dat pro operativní management
Ve vztahu k výrobnímu procesu, operativní management nemůže pracovat s agregovanými údaji za několik dílčích objektů dohromady, ale je závislý na velmi podrobném informačním toku dílčích dat s možností okamžitých zásahů do výrobního procesu a jeho struktury. Doba rozhodování je krátká, a proto i sběr dat a pořizování informací z procesu a jejich aktualizace musí mít co nejvyšší periodicitu, aby podklady pro rozhodování byly skutečně relevantní významu operativního řízení.
Systémy MES jsou těsně svázány s výrobou a data z výroby mohou získávát automaticky z řídících systémů (PLC, DCS apod.), čteček čárových kódů nebo ručně zadáváním na průmyslovém terminálu (ovládací panel u stroje) nebo na PC. Tato data jsou získávána a zpracována v reálném čase a dopravena ve správné podobě na správné místo (obsluhy strojů, údržba, mistr, vedoucí provozu nebo výroby, výrobní ředitel, laboratoř apod.) ve směru horizontálním i vertikálním a ve správný čas, tj. včas.
 

Současný stav ve výrobních podnicích

Zviditelnění rozpracované výroby
Systém MES poskytuje podrobné informace o dění ve výrobě v reálném čase (stav a umístění výrobní zakázky ve výrobě, dostupné výrobní kapacity, suroviny, stroje, lidé, funkčnost výrobních zařízení aj.) a výrobní manažeři se mohou včas a správně rozhodnout pro nejlepší variantu řešení při řízení výrobního procesu a plnění a prosazování plánu výroby.

Výkonnost výroby, rozpracovanou výrobu i její historii je možné získat na "jedno" kliknutí v internetovém prohlížeči, v kancelářských aplikacích jako je Microsoft Office, ve speciálních reportních nástrojích nebo na přenosných počítačích handheld (obr. 4), palmtop a ve zjednodušené podobě i na mobilním telefonu.

Detailní záznam výrobní historie
Záznamy historie výroby byly dříve brány jako užitečná data pro analýzu chodu vlastní výroby, případně jako podklad pro certifikaci podle norem ISO, VDA aj. Dnes je kladen důraz na vytváření detailních rodokmenů výrobků pro zákazníky, kteří vyžadují dokladování kvality výroby a dodržení správných výrobních postupů. Jedná se zejména o výrobky nebo komponenty pro elektrotechnický, automobilový, potravinářský a farmaceutický průmysl. Zákazníci požadují, aby s výrobkem šel dodací list obsahující rodokmen výrobku nebo aby tyto údaje byly přístupné při odběratelském auditu či nejlépe přímo z prostředí internetu.

Systém MES proto pořizuje záznamy o pohybu konkrétního výrobku nebo výrobní dávky celou výrobou. Součástí rodokmenu jsou všechny události ve výrobě, mezi něž patří například start a konec operace, čas čekání před operací, čas operace, použité stroje, spotřebované materiály, klíčové procesní parametry během operace, informace, kdo prováděl jakou operaci, všechny přesuny s materiálem ve výrobě, výsledky kontrol a laboratorních zkoušek, alarmy během výroby aj. Součásti rodokmenu mohou být i trendy (grafy) procesních veličin automaticky přiřazených ke konkrétnímu výrobku (například pro záznam celého průběhu teploty při průchodu konkrétního výrobku pecí).

Důležité je, aby všechny tyto údaje byly propojeny s konkrétním identifikačním číslem výrobku nebo výrobní zakázky a velmi snadno přístupné.
 

Sledování rozpracované výroby na přenosném PC

Dodržení standardních normativů a kvality výroby
V každém podniku a v každé výrobě jsou stanoveny normy a normativy, které udávají hmotné, kapacitní, prostorové a časové limity spotřeby výrobních faktorů, uspořádání výrobního procesu a pohybu materiálového toku. Ty slouží k zabezpečení pořádku ve výrobě, kvality výroby, sjednocení a dodržení výrobních postupů apod.

Systém MES obsahuje definice těchto normativů a ty jsou potom vynucovány v reálném čase během výroby. Během výroby je tak hlídáno dodržení správného výrobního postupu. Tím je zaručeno, že na výrobku jsou provedeny všechny operace, a to ve správném pořadí, jsou použity správné suroviny, ve správné operaci a ve správném množství, jsou dodrženy předepsané procesní parametry, podmínky kontroly kvality aj.

Požadavky na kvalitu moderní výroby jsou tak přísné, že někdy i jeden špatný výrobek za směnu může způsobit, že výroba je hodnocena jako zmetkovitá. Výrobci se tedy úzkostlivě snaží předcházet nekvalitní výrobě a odstraňovat všechny negativní vlivy. Proto je nutné sledovat kvalitu výroby v reálném čase včetně statistického řízení výroby, které vyhodnocuje trendy kvality výroby a dokáže předcházet výrobě zmetků.

Tvorba normativů
Tlak trhu tlačí na podniky, aby snižovaly náklady a zvyšovaly produktivitu práce. Podrobný záznam kvality výroby, počtu vyrobených kusů, délky a příčiny prostojů, využití strojů, času jednotlivých operací vzniku úzkých míst apod. umožňuje analýzu výrobních procesů a provést přesně mířené změny v organizaci výrobních procesů (velikost výrobní zakázky, výrobní takt, výrobní předstih, zásoby rozpracované výroby, aj.).

Přesnější plánování a zvýšení produktivity
Přesnější stanovení normativů vytváří lepší datovou základnu při tvorbě plánů výroby. Díky tomu lze plánovat realisticky a bez zbytečných polštářů. Skutečný průběh výroby se potom bude blížit co nejvíce plánu a bude více plynulý. Systém MES přebírá výrobní plán a prosazuje jeho splnění ve výrobě a plní funkci kontrolní. Ve výrobě může konkrétní realizaci plánu (pořadí zakázek, použité výrobní zařízení atd.) upravit podle skutečného stavu. Plánovací systém přebírá informace o plnění plánu ze systému MES. Operativní přeplánování může být provedeno rychle, a hlavně odpovídá skutečnosti.

Příklad funkčního řešení
Příkladem funkčního řešení je Wonderware InTrack, který je využíván v různých typech výroby po celém světě i v ČR. Svou funkčností pokrývá informační oblast od sběru dat z výrobního procesu až po řízení výrobních zakázek a sledování toku materiálu celým výrobním procesem od příjmu surovin až po expedici hotových výrobků. InTrack spolupracuje s různými systémy ERP a tím přispívá k plynulému vertikálnímu toku informací a zvyšuje účinnost a efektivitu práce systému ERP.

Závěr
Operativní management řízení výroby přebírá taktický plán, vytváří operativní plány a prosazuje je ve výrobě. Systémy MES prosazují plnění plánu s možností jeho operativních úprav podle stavu ve výrobě a poskytují podrobné údaje z výroby pro sledování a řízení rozpracované výroby a analýzu výrobních procesů. Tím zabezpečují plynulý horizontální i vertikální tok informací. V hierarchii řízení výroby plní funkci řídící a kontrolní. Systém MES přispěje ke zkvalitnění a zefektivnění výroby a vyšší efektivitě práce s výrobními daty.

www.pantek.cz