Tato často citovaná příhoda velmi trefně vyjadřuje odlišnou optiku těch, kteří výrobní zakázky sjednávají a těch, kteří je realizují. Jistěže je velmi důležité aby obchodní oddělení zajistilo dostatek zakázkové náplně, ale stejně tak důležité je takto vzniklým závazkům dostát a to jak termínově, tak nákladově i co se týká kvality. Jaké možnosti a jakou podporu tedy poskytují současné informační systémy při řešení těchto problémů?

Typy výrob

Jedním ze zásadních hledisek při plánování a řízení je samotný charakter výroby, kterou hodláme podporovat. Ve vztahu k informačním systémům se typy výrob většinou odlišují podle následujících hledisek.

Četnost opakování výrobku:

• hromadná


• sériová


• malosériová


• kusová

Spojitost výrobního procesu:

• spojitá (kontinuální) - např. chemický a potravinářský průmysl


• nespojitá (diskrétní) - výrobek vzniká na základě kusovníku

Způsob odběru:

• výroba na sklad (make to stock)


• montáž na sklad (assembly to stock)


• výroba na zakázku (make to order)


• montáž na zakázku (assembly to order)

V poslední době se začíná prosazovat rozlišení podle vztahu vstupní materiál versus výrobek, kde označení písmena mnemotechnicky naznačuje tuto vazbu:

Výroba typu V .

• počet finálních výrobků je mnohem větší než počet nakupovaných materiálů


• totožný technologický postup


• typickým oborem je ocelářství, textilní průmysl, produkce léčiv

Výroba typu A

• počet materiálů výrazně převyšuje počet výrobků


• různé technologické postupy pro různé díly finálního výrobku


• typickým oborem je těžké strojírenství, letecký průmysl

Výroba typu T

• výrobek se skládá s omezené množiny součásti


• zcela odlišné technologické postupy


• typickým oborem je elektrotechnika a výroba spotřebního zboží

Je zřejmé, že některá kriteria spolu souvisí i napříč popsanými skupinami. Například hromadná a sériová výroba se obvykle realizuje na sklad, kdežto malé série a jedinečné kusy se většinou vyrábí nebo montují na zakázku. Výroba typu V je typická procesní výroba, stejně tak jako výroba typu A je synonymem pro diskrétní výrobu.

Dále je nutné definovat co je obecným cílem při plánování a řízení výroby. V drtivé většině případů se u uvedených typů výrob bude jednat o plánování a řízení

• materiálových požadavků


• dodacích termínů


• výrobních kapacit

I když je plánovací proces vždy komplexem všech těchto složek, přesto bude jejich význam rozdílný pro různé typy výrob. Včasné naplánování dodávek materiálu bude stěžejní při výrobě typu A. Správné naplánování termínů je životně důležité, pokud dodáváme komponenty v dodavatelském řetězci.

Plánování kapacit má mimořádný význam ve výrobách s tzv. úžinovými pracovišti, které nelze nijak jinak nahradit. Dalším závěrem, který z dosud uvedeného vyplývá je i to jaké typy zmíněných výrob bude snazší podporovat informačními systémy. Opakované výrobní postupy a takřka neměnné procesy v sériových a kontinuálních výrobách přímo vybízejí k počítačové podpoře - odběr stejných vstupujících materiálů, stejné nebo variantní kusovníky, stejné nebo mírně pozměněné technologické postupy. Řízení se zaměřuje na maximální průchodnost výroby, optimalizují se výrobní dávky a šetří se minuty a haléře v jednotlivých krocích, což při desetitisících až statisících kusech přináší kýžené zrychlení a úspory. U sériové výroby se mnohem lépe dají vyčíslit náklady na jeden kus, což vede ke snazšímu srovnání s konkurencí a na druhé straně k balancování na hraně při stanovení zisku. Pověstné jsou už i u nás začínající aukce například u dodavatelů pro automobilový průmysl, kde sedí několik obchodních zástupců v jedné místnosti a on line s mobilem u ucha stlačují ceny za svoje komponenty co nejníže.

Ten kdo na základě špatných informací podcení vlastní výrobní náklady může skončit velmi špatně, protože dodavatelské smlouvy které zajišťují tyto dodávky jsou mimořádně striktní a dokonale ošetřené co se týká závazků. Nesplnění může znamenat nejen ztrátu trhu, ale i likvidaci firmy z důvodu finančního kolapsu způsobeného chybným odhadem nákladů. I z tohoto je zřejmé, že správné informace jsou životně důležité.

Naopak při malosériové a kusové výrobě na zakázku je plánovací proces mnohem náročnější. Výrobek vzniká částečně nebo kompletně znovu od fáze návrhu a stanovení technologie výroby. Pro plánování to znamená objednávání materiálu až podle nového návrhu (z tohoto důvodu nelze objednávat příliš dopředu) a zaplánování nových technologických postupů s novými kapacitními požadavky. S tím souvisí delší dodací lhůty, obtížnější odhad nákladů, kde se využívá podobnosti s již realizovanými výrobky a menší přesnost při srovnávání se s konkurencí. Právě z těchto důvodů má většina standardních informačních systémů, zvláště pak ty, které jsou určené pro menší a střední podniky, integrovánu podporu pouze pro opakovanou výrobu.

Metody plánování a řízení výroby

Dnešní informační systémy nabízejí celou řadu principů a metodologií pro plánování a řízení výroby. Tyto teoretické postupy existovaly již dříve, ale prudký rozvoj informačních technologií jim dnes umožňuje pracovat ve zcela jiné dimenzi.

Řízení materiálových požadavků minimální zásobou

Úplně první metodou bylo rozpojení výrobního řetězce na několik fází. Mezi těmito fázemi vznikly uzlové body ve kterých se sledoval stav zásob. Při poklesu pod určitou mez se zásoby doplnily. Tím byl vždy zajištěn dostatek zásob a výrobní řetězec běžel relativně plynule. Nevýhody jsou zřejmé - jedná se o statický přístup, který se obtížně přizpůsobuje změnám, navíc s neúměrně vysokým stavem zásob.

Tuto metodu mimochodem zcela intuitivně používá každá hospodyně, která se nechce dostat do situace, kdy je zapotřebí uvařit oblíbené jídlo a ve spíži schází mouka nebo brambory.

MRP nebo MRP I (Material Resources Planning)

Tato metoda plánuje materiálové požadavky již mnohem důsledněji než předchozí dělení výrobního řetězce. Velmi úzce souvisí s logistickými toky ve firmě, tzn. se způsobem zásobování, skladování a dopravou. Systém se řídí zákaznickými požadavky a pracuje na principu vyrovnávání bilance požadavků a jejich uspokojení. Následující příklad demonstruje modelovou situaci a řešení která připadají v úvahu.

Ve skladu pro diskrétní výrobu je ve výchozí situaci evidováno celkem 5 kusů ložisek, přičemž 2 kusy jsou alokovány ke konkrétním naplánovaným zakázkám a 3 kusy jsou volné. Bilance není vyrovnána.

Krok Situace Řešení

1. Přichází 2 požadavky na ložisko pro konkrétní zakázku Systém alokuje 2 volné kusy ložisek pro konkrétní zakázku, zbývající 1 kus zůstává volný. Bilance není vyrovnána.

2. Přichází 4 požadavky na ložisko pro konkrétní zakázku Systém alokuje 1 kus pro konkrétní zakázku a zároveň vygeneruje objednávku na 3 kusy 8 požadavků = 5 kusů ve skladu + 3 objednané Bilance je vyrovnána.

3. Přichází 3 požadavky na ložisko pro konkrétní zakázku Všechny kusy ve skladu jsou alokovány ke konkrétním zakázkám. Systém vygeneruje objednávku na 3 kusy 11 požadavků = 5 kusů ve skladu + 6 objednaných Bilance je vyrovnána.

4. Přichází 1 požadavek na ložisko pro okamžitou výměnu na porouchaném stroji u exkluzivního zákazníka 1 kus s nejpozdějším termínem potřeby je neplánovaně vydán i když byl předtím alokován k jiné konkrétní zakázce. Systém automaticky vygeneruje vyrovnávací objednávku na 1 kus

11 požadavků = 4 kusy ve skladu + 7 objednaných Bilance je vyrovnána.

Na uvedeném příkladu je patrné jak systém udržuje pouze nezbytné skladové zásoby. Při neplánovaných odběrech ze skladu se řídí termínovou prioritou, tzn. že použije vždy ten kus, který je potřeba až nejpozději a snaží se ho co nejrychleji doplnit. Otázkou samozřejmě zůstává jak dlouho mají objednané materiály ležet ve skladu, což jednoznačně souvisí s možností jak rychle se dají opatřit na trhu. Pokud se jedná o speciální šarži ocelových plechů, která se v jediné ocelárně vyrábí dvakrát do roka v omezeném množství, je přece jenom lepší se trochu předzásobit. MRP lze s výhodou kombinovat s předešlou metodou, kdy se určité materiálové položky řídí zásobou - například běžný spojovací materiál ve výrobě typu A je samozřejmě výhodnější řídit minimální zásobou. Dodací termíny pak v MRP vychází jako souslednost dodacích dob jednotlivých materiálů a zpracovacích časů v technologických postupech.

MRP II - Manufacturing (Material and Capacity) Resources Planning

Koncept MRP II rozšiřuje MRP o problematiku plánování kapacit. V MRP je automaticky předpokládáno, že kapacity jsou neomezené, což mohlo být přijatelné v době přehřáté ekonomiky a z ní pramenící výrobní konjunktury, ale v současnosti je tento princip neudržitelný. MRP II je iterační proces, kde se zadávají materiálové a kapacitní požadavky spolu s počátečním nebo koncovým termínem výroby.

Systém pak buď od počátečního termínu dopředu nebo od koncového termínu dozadu rozplánuje výrobu podle zadaných požadavků. Samozřejmě může dojít k tomu, že výsledný plán je neuskutečnitelný - například byl stanoven konečný termín výroby tak, že s reálnými časy dodání materiálu a reálnými kapacitami se mělo začít vyrábět před dvěma měsíci. V takovém případě je třeba plán změnit (posunout termín, zvýšit kapacity atd.) a provést další iteraci. Celý proces je velmi náročný na čas a výpočetní kapacitu. U některých informačních systémů je na přeplánování vyhrazena noc nebo dokonce víkend.

Dalším problémem je, že nelze přeplánovávat do nekonečna při každé změně vstupních požadavků - iterace je nutné v určitém okamžiku zastavit a další změny řešit operativně, případně s použitím jiných nástrojů. Právě z této oblasti pochází termíny hrubý plán a jemný plán. Hrubý plán je obvykle stanoven na základě MRP II. Jemný plán se pak realizuje ručně nebo dalším samostatným nástrojem například tzv. plánovací tabulí, což je obvykle Ganttův graf, který přehledně vizualizuje jednotlivé operace technologického postupu a umožňuje intuitivní změny plánu (porucha stroje, onemocnění obsluhy) s ohledem na omezené kapacity, avšak bez možnosti využití optimalizačních algoritmů.

ERP - Enterprise Resource Planning

Pojem ERP už přímo nesouvisí s plánovacími metodami, ale je spíše synonymem pro skupinu komplexních informačních systémů určených pro řízení podniku. Tyto systémy plánují kromě již uvedených materiálových požadavků, termínů a kapacit rovněž i finanční zdroje. Sebelépe sestavený plán je k ničemu, pokud podnik nemá finance na nákup materiálu, energií a vyplácení mezd. V takovém případě je plán nutné rozšířit o variantu půjčení peněz, jejich splácení včetně úroků a dalších finančních transakcí

Pro oblast plánovacích metod a od nich odvozených informačních systémů, které mají ve svém názvu RP lze velmi zjednodušeně říci, že MRP plánuje materiálové požadavky a termíny s neomezenými kapacitami a bez přímé vazby na finance, MRP II plánuje materiálové požadavky, termíny a kapacity bez přímé vazby na finance a ERP zohledňuje materiálové požadavky, termíny a kapacity včetně finančních a dalších zdrojů.

Další pojmy používané v souvislosti řízením

Princip 80/20 nebo také Paretovo pravidlo - soustředění se na podstatné věci. Je ověřeno, že zhruba 80% procent obratu vytváří 20% zákazníků, 80% nepotřebných zásob tvoří 20% položek, 80% nákladů tvoří 20% činností atd. Akceptování tohoto faktu umožňuje stanovení priorit a zaměření se na řešení zásadních problémů.

• JIT (Just In Time) - tento pojem nepředstavuje přímo sofistikovanou metodou, ale je spíše principem. JIT usiluje o vytvoření takových podmínek ve výrobním procesu, aby mohli být výrazně sníženy, nebo úplně odstraněny zásoby se současným nahrazením těchto zásob přesně fungujícími dodávkami "právě včas".


• Kanban - jedna z praktických realizací JIT. Je založena na principu tzv. interního zákazníka, kdy se předání z jednoho pracoviště na druhé provádí potvrzením na speciální kartu - z pohledu předávajícího nebo přebírajícího interní dodací list nebo interní objednávku (kanban je japonsky karta nebo štítek). Každý kdo provede svou práci má snahu co nejlépe a nejrychleji předat výrobek dalšímu internímu odběrateli pro jeho činnosti. Systém minimalizuje mezisklady a vnucuje takový režim práce, kde výrobky přecházejí mezi pracovišti právě včas - bez čekání ale i hromadění před přetíženým pracovištěm. Při hromadění se posílí odběr, nebo se přesměrují dodávky do jiného místa. Každá úprava tak slouží pro efektivnější rozvržení výrobních toků. Pro kanban není nutná podpora nějakým specializovaným informačním systémem.


• TQM (Total Quality Management) - opět spíše filozofie než metoda. Cílem je maximálně spokojený zákazník. Každá činnost ve výrobním procesu má vliv na kvalitu výsledného výrobku a tak se vytčeného cíle dosahuje neustálým a soustředěným zlepšováním všech aspektů v konstrukčních, technologických, výrobních a marketingových činnostech.


• Six Sigma - program zlepšování kvality výrobního procesu s cílem dosažení 3,4 defektu na milion výrobků. Každý z hlavních procesů se separuje na menší měřitelné subprocesy u kterých se pak zlepšuje kvalita. Jako nástroj je využíván poměrně náročný statistický aparát. Six Sigma proslavil Jack Welsh, manažerský guru a legendární CEO General Electric.


• Teorie omezení (Theory of Constraints, dále jen TOC) - Na téma této řídící metody bylo v poslední době napsáno mnohé. Ve stručnosti lze zopakovat, že je to metoda, která předpokládá, že každý systém má svoje omezení (úzké místo, úzké hrdlo). TOC se posléze zaměřuje na vyřešení tohoto omezení, přičemž současně říká, že je zbytečné řešit jiné problémy dokud není hlavní omezení odstraněno. Autor TOC Dr. Eli Goldratt definoval 5 postupných kroků této metody

Na první pohled je zjevné, že tato metoda přináší při správné aplikaci zlepšení v každém z jednotlivých cyklů. Jako demonstrační příklad bývá v mnoha variantách používána následující historka. Skupina trekařů putuje v Himalájích z jednoho místa na druhé. Je samozřejmé, že v tak nebezpečném terénu se nesmí rozdělit. Jak dojdou co nejrychleji do cíle? Aplikace pěti kroků TOC vypadá následovně.

1) Identifikace nejpomalejšího trekaře

2) Zařazení tohoto trekaře na první místo v pochodující skupině

3) Všichni ostatní trekaři se podřídí a jdou za nejslabším chodcem (to že lepší chodci půjdou rychleji nic neřeší, skupina musí dorazit do cíle společně)

4) Rozdělení nákladu nejslabšího trekaře mezi ostatní členy skupiny, tak aby mohl pochodovat rychleji

5) Vše znovu - identifikace nejpomalejšího trekaře Tento příklad je velmi zjednodušený, ale až neuvěřitelně jasně ozřejmuje princip teorie omezení.

Právě metoda TOC bývá často dávána do protikladu s metodami JIT nebo TQM. Její přímočarost, zaměření se na konkrétně identifikovaný problém a zlepšení v každém realizovaném cyklu jí umožňuje vítězit v porovnání s JIT a TQM, kde je úsilí napřeno na zlepšování mnoha věcí současně, což logicky směřuje k rozmělnění sil a prostředků a logicky horšímu výsledku. Je nutné připomenout, že řada neúspěchů při implementaci metod JIT a TQM je způsobena i tím, že mají původ v Japonsku, kde kulturní a historické souvislosti i mentalita pracovníků přináší při implementaci těchto metod mnohem lepší výsledky než v Evropě nebo Americe. Z prostředí české továrny velkého japonského koncernu je znám případ, kdy byly všichni zaměstnanci vyzíváni takřka k povinnému podávání návrhů na zlepšení. Pochvala se automaticky dostavovala i tam, kde návrh byl mírně řečeno nesmyslný. Právě tento přístup souvisí s TQM kde je principem zlepšování všeho, někdy dovedené až do určitých absurdit.

S principy TOC přímo souvisí nová generace informačních systémů pokročilého plánování a rozvrhování nazývaných APS (Advanced Planning and Scheduling). Tyto systémy charakterizuje na rozdíl od MRP II a ERP současně synchronizované plánování všech zdrojů s respektováním všech známých omezení. V systému se definují výchozí podmínky a systém APS má pak za úkol nalézt optimální variantu řešení, což vždy znamená maximální využití úzkých míst (omezení) v systému. Je evidentní, že se změnou vstupních parametrů se mohou měnit i výsledná doporučení systému. Optimalizační algoritmy pracují na základě kriteriálních funkcí, kde je každý požadavek nějakým způsobem ohodnocen. Je zřejmé, že se změnou hodnoty - priority jednotlivého požadavku se mění i výsledné řešení. Stejně tak je jasné, že v APS systémech je vždy něco za něco. Zvýšení priority jednoho požadavku znamená snížení neboli znehodnocení priorit dalšího nebo dalších požadavků a to právě z důvodů existujících omezení. Pokud by žádná omezení neexistovala, byl by každý plán realizovatelný. Velmi významnou vlastností těchto systémů je schopnost simulace, tzn. odpovědí na otázky typu "co se stane když?" APS systémy jsou schopné vyhodnotit například novou poptávku, aniž by došlo ke změnám na již rozplánovaných závazných zakázkách. Díky tomuto novému přístupu a současnému prudkému rozvoji hardware, operačních systémů a databází je možné obdržet odpovědi na své otázky v reálném čase (real time).

Může tak docházet k tomu, že zákazník dostane odpověď na svou otázku i v rámci jednoho telefonního hovoru, přičemž dodavatel zároveň získává jistotu, že je schopen svým závazkům dostát. Není to snad nesmírně, ale opravdu nesmírně lákavá představa?

Produkty

Vlastní softwarové produkty pro moderní podporu plánování a řízení výroby lze rozdělit zhruba do dvou následujících kategorií

• Velké ERP systémy s integrovaným pokročilým plánováním a rozvrhováním výroby Představiteli takových ERP systémů jsou například Baan, LOGIS Enterprise Solution, SAP, Oracle atd. Tyto systémy mají svoji základní funkcionalitu vybudovanou na principech ERP, ale ve svých nejnovějších verzích už jednoznačně směřují k integraci se systémy třídy APS.


• BaanSCS (Supply Chain Solutions) je produkt třídy APS se dvěma základními moduly Planner a Scheduler, které poskytují obvyklou APS podporu - synchronizované plánování, maximální využití úzkých míst jejichž výsledkem je reálný plán a schopnost dostát svým závazkům. BaanSCS může spolupracovat i s jinými ERP systémy než je Baan.


• Společnost LOGIS integruje svůj bázový ERP systém LOGIS ES s produktem TradeMatrix od společnosti i2 Technologies. TradeMatrix by se dal ovšem charakterizovat spíše jako SCM (Supply Chain Management) řešení.


• Společnost SAP přichází se svým novým produktem APO - Advanced Planner & Optimizer, který má významně přispět při průniku do segmentu velkých strojírenských podniků, kde SAP zatím neslaví takové úspěchy. APO je robustní, komplexní a vysoce parametrizovatelný produkt rozšířený o takové lahůdky jako jsou kolaborativní prognózy, optimalizace na základě závislostí a genetické algoritmy.

Samostatné APS systémy

Tyto specializované systémy se zaměřují pouze na problematiku pokročilého plánování a rozvrhování výroby. V některých případech jsou rovněž rozšířeny o funkcionalitu SCM. Pracují samostatně, ale téměř všechny mají možnost importovat výstupy z klasických ERP systémů, které nemají vlastní APS řešení. Mezi nejznámější patří

. OPT Solution Suite od firmy STG přímo využívající metodologii TOC. Firma STG byla nedávno získána firmou Manugistics Group, Inc., což pouze dokumentuje spojování produktů typu EPO (Enterprise Profit Optimization), SCM a APS.

. S-Plan od firmy Greycon. V červnu letošního roku oznámil Greycon spolupráci svých produktů se SAP APO a představil tak zářný příklad kolaborativního přístupu mezi dodavateli zdánlivě konkurenčních řešení. . SyteAPS je jeden z prvních APS systémů na světovém trhu. Obvykle bývá implementován jako nadstavba ERP systémů. Jeho autorem je firma Symix.

Závěr

Pokud budeme posuzovat problematiku plánování a řízení výroby v nejširším kontextu, pak jedinou jistotou je, že dochází k neustálým změnám původních předpokladů. Příčiny těchto změn jsou nepřehlédnutelné. Pulsující ekonomika, rozvoj informačních technologií s fenoménem Internet, relativní zkracování vzdáleností k potenciálním odbytištím. Zatímco ještě před nedávnem bylo obvyklé dodávat jen za humna, čelit lokální konkurenci a řešit lokální problémy, v současnosti je možné dodávat skutečně kamkoliv a konkurence je celosvětová. Příležitosti na trhu vznikají mnohem rychleji než dříve, ale je rovněž nutné rychle se jich chopit. Vlastní potenciál informačních technologií je již dlouho připraven a tak se zdá, že se v této oblasti dostáváme do předělového období, kde lze odhadnout následující:

• Moderní software pro podporu plánování a řízení výroby bude efektivně podporovat řízení změn


• Moderní software pro podporu plánování a řízení výroby bude kromě koordinace interních zdrojů podporovat i koordinaci zdrojů externích (například možnost dodavatele přistupovat do oblasti skladového hospodářství odběratele a automaticky udržovat skladové zásoby na dohodnuté úrovni, podpora součinnost dodávek z více lokalit atd.)


• Moderní software pro podporu plánování a řízení výroby bude podporovat spolupráci s dalšími specializovanými systémy (SCM, CRM, EPO, datové sklady, internetová tržiště) MRP II je překonáno a je otázkou zda není překonán i koncept ERP v současné podobě. V budoucnu budou ERP systémy zřejmě plnit úlohu jakési sběrnice dat se základní funkcionalitou. K této sběrnici se budou připojovat další spolupracující systémy, čímž dojde k vytvoření vysoce dynamického prostředí, které umožní zákazníka získat, s minimálními náklady ho maximálně uspokojit a analyzovat jeho potřeby tak aby zůstal věrným zákazníkem.