facebook LinkedIN LinkedIN - follow
Tematické sekce
 
Branžové sekce
Přehledy
 
Tematické seriály
 

GDPR

General Data Protection Regulation zásadně mění zpracování osobních údajů a zavádí nové povinnosti...

články >>

 

Jak uřídit IT projekt a nezbláznit se

Užitečné tipy a nástroje pro řešení problémů řízení inovací a vývoje produktů...

články >>

 

Industry 4.0

Průmysl 4.0

Jaký vliv bude mít čtvrtá průmyslová revoluce na výrobu a výrobní firmy?

články >>

 

Komplexní svět eIDAS

O nařízení eIDAS již bylo mnoho řečeno i napsáno. A proto jediné, o čem...

články >>

 

Trendy v CRM

Systémy pro řízení vztahů se zákazníky (CRM) prochází v posledních letech výraznou změnou. Zatímco dříve...

články >>

 

Příručka úspěšného IT manažera

Dnes je řada IT manažerů opomíjena. Úspěšní bývají brouci Pytlíci a Ferdové...

články >>

 
Partneři webu
Compas automatizace
IT SYSTEM 4/2002

TOC ve výrobě - Drum-Buffer-Rope - III. díl

Ing. Jan Velkoborský, Ph.D.


V minulých dvou dílech o implementaci Teorie omezení do výroby jsme popsali způsob tvorby hlavního plánu výroby založeného na existenci a řízení úzkých míst ve výrobě (fáze DRUM metodiky DBR) a způsob řízení výroby podle metody Visual Buffer Management (fáze BUFFER metodiky DBR). Tématem dnešního pokračování je poslední etapa implementace metodiky DBR - fáze ROPE. Tedy podřízení celého zbytku výroby hlavnímu plánu pro kritické pracoviště.


DRUM poskytuje hlavní plán výroby, který je v souladu s požadavky trhu a kapacitami výroby. Časové zásobníky práce poskytují jistotu, že zákaznické požadavky budou splněny s vysokou jistotou a s minimálními náklady. Poslední částí metody DBR je co nejjednodušší zajištění synchronizace všech nekritických výrobních zdrojů. To je funkce lana (ROPE). Lano plní tento úkol zodpovězením dvou klíčových otázek.

1. Na čem by měly pracovat všechny nekritické výrobní zdroje? Odpovědí je plán pro tyto nekritické zdroje. Stejně jako v případě kritických výrobních zdrojů to znamená určení sekvence výrobních dávek, procesní velikosti dávek a přepravní velikosti dávek.
 
2. Jak je nutné řídit výrobu na nekritických výrobních zdrojích? Klasické řídící systémy toto řeší detailním seznamem dávek, které je třeba v daném období splnit a zpětným sledováním tohoto plnění (seznam největších "hořáků" je znám v každé výrobní firmě a je tématem pravidelných ranních výrobních porad). DBR toto řeší přísným řízením dostupné práce a jednoduchými pravidly provádění plánu.

Všimněme si nejprve prvního bodu - tvorby výrobního plánu nekritických výrobních zdrojů. Velikosti procesních dávek je určena hlavním plánem výroby (DRUM). Zmenšením těchto procesních dávek nic nezískáme a pro zvětšení existuje důvod jen zřídka. Velikost přepravní dávky je limitována velikostí procesní dávky. Ve skutečnosti by přepravní dávka měla být nejmenší možná pro zajištění plynulého toku materiálu. Jakmile velikosti dávek nalezneme, sekvence těchto dávek ve výrobě je odvozena od detailního plánu kritických zdrojů (DRUM).

Na rozdíl od seznamu urgentních zakázek v klasickém MRP II systému je DBR schopna provozu s minimálním množstvím detailních instrukcí. Typický seznam urgentních zakázek obsahuje prakticky vždy velmi detailní a často nerealistické informace. Mechanizmus lana se zaměřuje na řízení několika málo kritických oblastí a zachovává míru nutných informací na minimu. Funkce lana spočívá v tom, že:

. vhodně vytěžuje nekritické výrobní zdroje (nepřetěžuje je a nezpůsobuje misalokaci materiálu - "kradení" mezi výrobními zakázkami),
. materiál je uvolňován do výroby a dotéká do zásobníků práce takovým způsobem, který podporuje plánovaný průtok výroby jako celku.

Příklad - tvorba lana
Nyní ukážeme příklad natažení lana. To znamená, že ukážeme, jak:

1. vytvořit plán pro nekritické výrobní zdroje založený na hlavním plánu DRUM,
2. efektivně řídit realizaci plánu.

V následujícím příkladu není žádné interní fyzické omezení a hlavním plánem (DRUM) je tedy samotný trh. Obr. 1 ukazuje hlavní plán a technologické postupy dvou výrobků - A a B. V postupech jsou specifikovány nutné výrobní zdroje, kusové a seřizovací časy. Úkolem je identifikovat a sdělit každému z pěti výrobních zdrojů, co je nutné udělat pro podporu hlavního plánu výroby.
 

a) Hlavní plán výroby

Datum

Výrobek

Množství

Dávka

1. červenec

A

20

A1

1. červenec

B

20

B1

2. červenec

A

20

A2

3. červenec

A

20

A3

3. červenec

B

20

B2

4. červenec

A

20

A4

 
b) Technologický postup pro výrobek A

Operace

Zdroj

čas/kus

seřizování

010

R1

10 min

30 min

020

R2

10 min

15 min

030

R3

15 min

60 min

040

R2

15 min

15 min

050

R4

25 min

10 min

 
c) Technologický postup pro výrobek B

Operace

Zdroj

čas/kus

seřizování

010

R1

15 min

30 min

020

R2

10 min

10 min

030

R5

30 min

20 min

Obr.1: Hlavní plán a technologické postupy

Každý, kdo má i malé zkušenosti s plánováním podle MRP II, ví, jakým způsobem z hlavního plánu výroby vznikne detailní plán práce pro jednotlivá pracoviště. Uvidíme, že odvození takového detailního rozvrhu je jednoduché početní cvičení. Procesní dávky jsou pro výrobek A i pro výrobek B 20 kusů.

Protože v našem příkladu není interní fyzické omezení na úrovni pracoviště, je nutný pouze jeden zásobník práce a to expediční zásobník. Je stanoven na dva dny. Obr. 2 ukazuje detailní plán pro první dvě dávky výrobku A (A1 a A2) a první dvě dávky výrobku B (B1 a B2). Ve všech kalkulacích použijeme osmihodinový pracovní den se začátkem v 7:00 a koncem v 15:00.
 
Nejsnazší cesta pro pochopení našeho plánu je začít poslední operací a pracovat zpětně v čase, tedy odvodit, kdy musí být dokončena vždy předchozí operace. Pro výrobek A platí, že hlavní plán vyžaduje dokončení dávky A1 29. června v 7:00. Tento termín je výsledkem požadovaného termínu odvádění zakázky (1. července) a odečtení dvou dnů expedičního zásobníku. Aby byla dávka A1 dokončena 29.června ráno (nebo 28. června odpoledne), zdroj R4 musí začít operaci 050 o osm a půl hodiny dříve (8 hod 30 min = 510 min = 25 min/ks*20 ks + 10 min seřízení). To znamená započetí operace 050 na zdroji R4 27. června ve 2:30. Započetí operace 050 znamená zároveň dokončení operace 040 na zdroji R2. Takto lze zpětně v čase odvodit celou sekvenci plánu na obr. 3.
 

VÝROBEK A

  

Dávka A1 (20 ks)

Dávka A2 (20 ks)

Zdroj

Operace

Začátek
(datum–čas)

Konec
(datum–čas)

Začátek
(datum–čas)

Konec
(datum–čas)

R1

010

25.6.–11:50

26.6.–7:40

26.6.–11:50

27.6.–7:40

R2

020

26.6.–7:40

26.6.–11:15

27.6.–7:40

27.6.–11:15

R3

030

26.6.–11:15

27.6.–9:15

27.6.–11:15

28.6.–9:15

R2

040

27.6.–9:15

27.6.–2:30

28.6.–9:15

28.6.–2:30

R4

050

27.6.–2:30

29.6.–7:00

28.6.–2:30

30.6.–7:00


VÝROBEK B

 

Dávka B1 (20 ks)

Dávka B2 (20 ks)

Zdroj

Operace

Začátek
(datum–čas)

Konec
(datum–čas)

Začátek
(datum–čas)

Konec
(datum–čas)

R1

010

26.6.–11:40

27.6.–9:10

28.6.–11:40

29.6.–9:10

R2

020

27.6.–9:10

27.6.–12:40

29.6.–9:10

29.6.–12:40

R5

030

27.6.–12:40

29.6.–7:00

29.6.–12:40

1.7.–7:00

Obr.2: Detailní plán pro každou dávku (při použití dvoudenního expedičního zásobníku)

Obr. 3 ukazuje typickou sestavu s prioritami práce pro zdroj R2 setříděný podle začátku práce pro šest různých operací. Podobné sestavy lze vytvořit pro všechny ostatní zdroje. Povšimněme si, že plánované časy pro druhou, třetí a čtvrtou operaci na této sestavě se částečně překrývají (tj. pro stejný čas jsou naplánovány dvě různé práce na jeden zdroj). To snižuje realističnost vytvořeného plánu. Naštěstí v přístupu DBR je detailní plán práce pro nekritické výrobní zdroje pro jejich efektivní řízení nepotřebný. Detailní plán práce je nutný pouze na kritických výrobních zdrojích. Pro nekritické zdroje (jako v našem případě) je jediná nutná informace pro řízení termín uvolnění materiálu do výroby.
 

  

Dávka B1 (20 ks)

Výrobek

Dávka

Operace

Začátek
(datum–čas)

Konec
(datum–čas)

A

A1

020

26.6.–7:40

26.6.–11:15

A

A2

020

27.6.–7:40

27.6.–11:15

B

B1

020

27.6.–9:10

27.6.–12:40

A

A1

040

27.6.–9:15

27.6.–2:30

A

A2

040

28.6.–9:15

28.6.–2:30

B

B2

020

29.6.–9:10

29.6.–12:40

Obr. 3: Ukázka typické sestavy určující priority práce na výrobním zdroji R2

Na obr. 4 je typický plán výdejů materiálu, jak ho generuje tradiční MRP nebo MRP II systém. Obr. 4 ukazuje plán na 28. června pro zdroj R1, což je první výrobní operace. Pozorný čtenář si povšimne, že dávka 20 kusů výrobku A je uvolněna každý den, zatímco dávka 20 kusů výrobku B každý druhý den. Tento vzorek není pouhá náhoda, ale odpovídá hlavnímu plánu a informací navíc, že uvolnění probíhá přibližně v poledne.

Je třeba rovněž poznamenat, že bude-li materiál uvolněn přesně podle plánu, pak výrobek A (dávka A2) nebude moci začít včas, a to proto, že zdroj R1 v tuto dobu stále pracuje na výrobku B (dávka B1 začíná o pouhých 10 minut dříve).Tato neschopnost přesně realizovat plán nezneplatňuje celý plán. Jak již jsme řekli, zdroj R1 je nekritický zdroj a jako takový má dostatek kapacity pro zpracování všech na něj plánovaných dávek. A zpoždění na výrobku A jednoduše představuje jednu z disrupcí, jež má za úkol pohltit časový zásobník práce před kritickým pracovištěm (zdrojový zásobník), resp. před odvedením zakázky (expediční zásobník).
 

Výrobek

Dávka

Datum

Plánovaný začátek

Množství

A

A1

25.6.

11:50

20

B

B1

26.6.

11:40

20

A

A2

26.6.

11:50

20

A

A3

27.6.

11:50

20

B

B2

28.6.

11:40

20

A

A4

28.6.

11:50

20

Obr. 4: Typický plán uvolnění materiálu generovaný MRP II systémem

Sekvence A, BA, A, BA, A, BA atd. je část informace pro lano v našem příkladu a je zobrazena na obr. 5. Ten ukazuje plán pro uvolnění materiálu na zdroji R1. Povšimněme si, že plán uvolnění materiálu v DBR je podobný jako v MRP II, ale ne zcela stejný. Už dříve jsme zmínili, že DBR se ve fázi ROPE snaží o minimum informací. Proto plán uvolnění materiálů v DBR obsahuje v našem příkladu pouze datum, materiál a sekvenci, v jaké mají být materiály uvolňovány. Přesný čas není nutný, a naopak je zavádějící.

Je jasné, že detailní plán začátku a konce pro každý zdroj je nejen nepřesný a nespolehlivý, ale rovněž nedůležitý. Protože materiály jsou uvolňovány do výroby v souladu s prioritami s hlavním plánem (DRUM), bude ve výrobě omezené množství práce - obvykle ne více než jedna nebo dvě dávky pro nekritické zdroje. Je-li k dispozici na pracovišti pouze jedna dávka, není se sekvencí problém. Jsou-li ve frontě před pracovištěm dvě nebo více dávek, stačí jednoduché pravidlo - například FIFO (first in - first out).

Pro náš jednoduchý lineární tok materiálu jsou dostačující informace o sekvenci dávek a datum uvolnění jednotlivých materiálů zároveň s pravidlem práce FIFO pro všechny nekritické výrobní zdroje.
 

Datum

Výrobek

Dávka

Množství

25.6.

A

A1

20

26.6.

B

B1

20

26.6.

A

A2

20

27.6.

A

A3

20

28.6.

B

B2

20

28.6.

A

A4

20

Obr. 5: Informace pro DBR - fáze ROPE - plán uvolnění materiálů do výroby

Použití lana ve složitějších výrobách
V jednoduchých typech lineárních výrob (resp. výrobních procesů - viz náš příklad) mění DBR problém řízení výroby na různých výrobních zdrojích na problém řízení dostupné práce na jednotlivých pracovištích. Ve skutečnosti snahou DBR je zajistit, aby na každém pracovišti byla k dispozici jen ta správná práce. Přesto většina výrob je podstatně složitější než jednoduchá lineární výroba a řízení se proto stává složitějším problémem. Ve většině výrob je řízení uvolňování materiálů do výroby nutné, ale ne dostačující pro dostatečnou kontrolu nad výrobním procesem. Pro efektivní řízení DBR je nutné zvolit další kontrolní řídící body ve výrobě.

Řídící body ve výrobě
V DBR jsou všechny body, které vyžadují detailní plán práce, nazývány plánované řídící body. Z předchozího je zřejmé, že detailní plán je nutný všude tam, kde pouhá přítomnost materiálu nebo rozpracovanosti nedává dostatečnou informaci pro zpracování materiálu (rozpracovanosti). Ovšem i potom, informace nutná pro detailní plán je omezena jen na výrobek (nebo dávku), množství a sekvenci priorit.
 
Ve většině výrob řízení relativně malého množství důležitých bodů ve výrobě eliminuje nutnost přesného řízení všech ostatních bodů v toku materiálu, protože tak odpadá možnost přetěžování těchto operací, resp. zdrojů.

Plánované řídící body lze i v těch nejsložitějších výrobách shrnout do čtyř kategorií, kterými jsou:

1. body uvolňování materiálu do výroby,
2. kritické výrobní zdroje,
3. body divergence toku materiálu,
4. body konvergence toku materiálu (montáž).

Bez ohledu na to, jak složitý nebo jednoduchý tok materiálu je, uvolňování materiálu do výroby musí být vždy řízeným bodem. Každý bod, kde materiál vstupuje do výroby musí být plánován a řízen.

Přesné řízení kritických výrobních zdrojů je naprosto zásadní už z jejich samotné podstaty. Pouhá přítomnost materiálu na těchto pracovištích není dostatečným signálem pro výrobu na nich. Existence časových zásobníků práce znamená, že práce je plánována tak, aby dotekla před kritické pracoviště dřív, než je ve skutečnosti nutné. Proto zde vznikají fronty práce. Navíc sekvence příchodů materiálu do časového zásobníku téměř nikdy neodpovídá přesně plánované sekvenci práce na kritickém pracovišti (částečně i vlivem toho, že do tohoto zásobníku mohou dotékat práce z různých pracovišť). Je to jednoduše odraz toho, že náhodné disrupce ovlivní různé výrobky různě. Výroba na kritickém pracovišti musí probíhat podle plánu jak je to jen možné, protože hlavní plán celé výroby je založený na tomto plánu kritického pracoviště. Proto musí být kritické výrobní zdroje rovněž plánované řídící body.

Detailní plány jsou rovněž nutné na bodech divergence. Body divergence (viz Obr. 6) jsou body v toku materiálu, kde materiál může pokračovat různými směry do různých výrobků. Existence detailního plánu pro každý výrobek je naprosto zásadní pro zabránění tzv. přeaktivace jednoho produktu v neprospěch jiného. Zatímco časování práce je stále řízeno dostupností materiálu, pracovníci na bodech divergence musí mít dostatek informací o tom, kolik jakého produktu vyrobit, stejně jako sekvence priorit pro jednotlivé výrobky.
 


Obr. 6: Bod divergence v toku materiálu

Body konvergence v toku materiálu (montáže) rovněž vyžadují detailní plán (viz obr. 7). V montážních operacích pouhá přítomnost jednoho dílu není dostačující pro zahájení montáže. Je obvyklé, že pro její zahájení jsou potřeba různé díly. Pracovník na montáži proto potřebuje detailní plán, který obsahuje informaci o tom, které díly jsou třeba v jednotlivých časech. Samozřejmě, že zajištění, aby všechny díly byly před montáží včas, není úkol pro pracovníky montáže.
 


Obr. 7: Bod konvergence v toku materiálu (montáž)

Shrnutí DBR
Systém řízení DBR je navržen tak, aby zajistil maximální průtok výrobou při minimálních úrovních zásob. Buben (DRUM) je odvozen tak, aby přesně vyrovnal zákaznickou poptávku s dostupnou kapacitou kritických výrobních zdrojů firmy. To předpokládá, že jsou identifikovány kritické výrobní zdroje. Poté musí být pro kritický výrobní zdroje určeny plánovací parametry - procesní dávky, přepravní dávky a výrobní priority (sekvence). Plán pro kritický výrobní zdroj je základem pro hlavní plán výroby (DRUM). Odvození a implementaci tohoto plánu usnadňuje jednoduchá sada pravidel.
 
Druhým klíčovým elementem DBR je zásobník práce - BUFFER. Zásobníky slouží jako ochrana schopnosti plánu vyhovět zákaznickým požadavkům i přes nevyhnutelné disrupce v každodenním životě (Murphyho zákony). V minulém vydání IT System jsme se detailně věnovali umístění, typu a velikosti zásobníků. Zásobníky jsou obvykle umístěny před kritickými zdroji (zdrojový zásobník), před skladem hotových výrobků (expediční zásobník) a před montážní operace (zdrojový zásobník). Profil obsahu zásobníků poskytuje diagnostický nástroj pro stanovení jeho správné velikosti. Zásobníky navíc obsahují bezpečnou, pozorovací a urgentní zónu. Slouží mimo jiné k analýze důvodů penetrací zásobníků.

Poslední částí DBR je lano - ROPE. Účelem lana je zajištění, že nekritické výrobní zdroje budou sloužit kritickým výrobním zdrojům. Protože většina výrobních zdrojů ve výrobě je nekritická, je důležitá správná implementace tohoto kroku DBR. Lano toho dosahuje jednoduchým zaměřením řízení na malé množství důležitých bodů v toku materiálu. Zásadními řídícími informacemi zde jsou "jaký výrobek, jaké množství, jaká sekvence apod.". Všechny ostatní zdroje jsou instruovány například jednoduchým pravidle FIFO (first in - first out).

Dobře implementovaná metodika DBR maximalizuje finanční průtok výrobou správným řízením kritických výrobních zdrojů, minimalizuje úroveň zásob díky řízení zásobníků práce a nabízí jednoduchý systém řízení výroby stanovením malého množství jednoduchých instrukcí pro pracovníky na nekritických výrobních zdrojích.

Autor pracuje jako konzultant TOC společnosti APStec.

Chcete získat časopis IT Systems s tímto a mnoha dalšími články z oblasti informačních systémů a řízení podnikové informatiky? Objednejte si předplatné nebo konkrétní vydání časopisu IT Systems z našeho archivu.


Inzerce

Žádný systém sám o sobě nic nevyřeší

IT Systems 4/2021V aktuálním vydání IT Systems opět najdete spoustu novinek ze světa informačních technologií a inspirace, jak je využít pro rozvoj vaší firmy nebo organizace. Mapujeme aktuální trendy v digitalizaci stavebnictví, vybavení pro kontaktní centra a service desky. Věnujeme se řízení práce na dálku a onboardingu zaměstnanců v době covidu, řízení projektů a hybridnímu cloudu. Významným tématem je jako vždy zajištění kybernetické bezpečnosti – konkrétně zabezpečení ICS, důsledky kauzy Exchange, DDoS útoky a bezpečnost mobilních zařízení.

Helios
- inzerce -