Hromadná výroba, někdy označovaná jako sériová, je výroba velkého množství stejných produktů. Tyto produkty mohou mít jednoduchou strukturu kusovníku, jako výlisky z kovu nebo plastů, ale i velmi složitou a komplikovanou, jako chladničky, automatické pračky, atd. Plánování a řízení takové výroby má mnoho specifik a jim musí odpovídat i vlastnosti informačního systému, který má výrobu plánovat a řídit.

Velikost výrobní série se velmi liší a není jednoznačné pravidlo, od jakého množství se již jedná o výrobu sériovou (velkosériovou – hromadnou). Množství, které je pro jedno odvětví velké a výroba se považuje za sériovou, je pro jiného výrobce malé. Například v plastikářství se lisované díly vyrábí v desítkách tisíc kusů, ale výrobu chladniček, praček, televizorů, atd. obvykle počítáme na stovky nebo tisíce kusů v sérii, ale výrobní postup je podstatně složitější.

Rychle, hodně, ale kvalitně

Možnost dostat se do kategorie „sériová výroba“ je pro firmy velmi lákavá. Každá výrobní firma hledá takové produkty, které by dokázaly splňovat podmínky opakované, resp. sériové výroby. Proč tomu tak je?

Při sériové výrobě je předpokladem plynulý chod, ustálené výrobní operace a přítomnost speciálních – často jednoúčelových – produktivních strojů a technologií. Je založena na základě velmi propracované výrobní technologie a výrobní dokumentace. Mimo klíčové profese (seřizovači, programátoři, atd.) jsou zde relativně nižší nároky na odbornost výrobních dělníků, obvykle postačuje zaučení. Je usnadněno jednání s dodavateli materiálů a subdodávek, neboť je odebíráno větší množství, odběr je plynulý, dodávky opakované a zásobovací logistika plynulá. Z toho vyplývají i příhodnější ceny. Relativně jednodušší je zde kontrola jakosti. Produkce je kvantitativně vysoká a též poměr kvality produktu k času spotřebovanému na jeho vyrobení je lepší než např. u zakázkové výroby. Použití strojů a robotů „osvobozuje“ od namáhavé, nebezpečné či monotónní práce. Důležitá je rychlost výroby a přesnost jednotlivých výrobků, mimo jiné proto, že sama technologie redukuje možné chyby „lidského faktoru“. Většina aplikací sériové výroby je pečlivě navržena s ohledem na výsledek, efektivitu práce, minimalizaci odpadu.

Rub a líc

To jsou v kostce výhody sériové výroby. A jaké jsou její nevýhody a rizika? Tak například výrobní linky se obtížněji přestavují a seřizují při náběhu jiného modelu nebo výrobku. Výroba je často zatížena vyšší energetickou spotřebou. Počáteční investice bývá velmi vysoká. A jestliže v sériové výrobě není včas identifikována výrobní nebo konstrukční vada, bývá zasaženo potenciálně veliké množství výrobků spojené s vysokými finančními náklady ke zjednání nápravy. Kvůli snížení rizika vzniku velkého množství vadných výrobků bývá delší doba a vysoká nákladovost příprav vlastní výroby i testování během výroby. A konečně – u některého sortimentu nejsou produkty sériové výroby tak ceněny, jako manuální výroba, tedy to, že „každý výrobek je originál“ (sklářský průmysl, dřevovýroba, atd.).

Donedávna byla označována za problematickou pružnost (možnost změny výrobku). Tato skutečnost s použitím moderních robotů, CNC obráběcích center a podobných technologií však již není tak dramatická.

Od Japonců k ERP

Specifický způsob hromadné výroby vyžaduje i specifické nástroje pro její řízení a organizování. Již desítky let existuje systém KANBAN (z japonštiny – kartička, štítek), který vznikl ještě v době, kdy moderní počítače byly jen v kategorii snů – na konci čtyřicátých let minulého století japonskou firmou Toyota Motors. Tento jednoduchý a důmyslný způsob organizování a řízení ustálené sériové výroby je často využíván dodnes, avšak obvykle již v elektronické podobě.

V současné době dominuje v oblasti plánování výrobních procesů systém MRP (Materials Requirements Planning), pro plánování požadavků na vstupní materiál, čili plánování výroby s neomezenými podnikovými zdroji, anebo MRP II (Manufacturing Ressource Planning), plánování výrobních zdrojů, což je pokračování a rozšíření MRP, neboli plánování výroby s omezenými podnikovými zdroji.

Průkopníkem sériové a hromadné výroby byl Henry Ford (1863 – 1947). Fordovy automobily sjížděly z linky v tříminutových intervalech, mnohem rychleji než při použití předchozích výrobních postupů, za současného růstu produktivity osm ku jedné (dříve zabrala výroba vozu 12,5 hodin práce, po zavedení montážní linky to byla 1 hodina a 33 minut), a to vše s nižším pracovním nasazením výrobních dělníků. V roce 1914 vyrobil Ford více automobilů než všichni ostatní výrobci dohromady. Model T byl velký obchodní úspěch, a když časem Henry vyrobil své 10milionté auto, 9 z 10 vozů na celém světě mělo značku Ford. Mezi lety 1917 až 1923 byl Ford natolik úspěšný, že nepotřeboval platit reklamu. Celkem bylo vyrobeno 15 007 033 vozidel Ford model T, tedy více, než kteréhokoliv jiného modelu po celé století.

Celky a detaily

Jaké charakteristické prvky musí mít moderní informační systém pro řízení hromadné výroby?

Především velmi propracovanou technickou přípravu výroby (TPV) se schopností rozdělit výrobní operace až do časových úseků, v nichž se linková výroba často realizuje. Hlavní význam spočívá ve schopnosti zaznamenat a rozpočítávat časy přípravy výrobních linek (seřízení, přeseřízení), které mají zásadní vliv na efektivitu výroby při přechodu jednoho výrobku na výrobní lince na výrobek jiný.

Specifická práce systému je v oblasti logistiky – odpadají klasické výdejky materiálu ze skladu proti podpisu na jednotlivé finály. Systém musí naopak zvládat automatický odpis materiálových vstupů přímo závislých na skutečně odvedených finálech a také musí podporovat provádění produktivních inventur pro srovnání odchylek ve skladovém hospodářství.

V poslední době se s neustále stoupajícím tlakem na zvyšování jakosti výroby dostává do popředí potřeba sběru informací přímo od výrobních technologií – lisů, licích automatů, atd. Ten se soustřeďuje nejen na počty vyrobených kusů, ale také na technologické parametry, jako tlak, teplota, vulkanizační doby, atd.

Pevnost řetězu

Specifickým prvkem sériové výroby je i práce zaměstnanců, resp. jejich odměňování. Charakteristická je práce v týmu a informační systém ji musí řešit, nejlépe v přímé integraci do modulu mezd. Vyhodnocování podílu jednoho každého pracovníka a jeho výkonu ve vztahu k celkové odvedené produkci musí být standardem.

Servis a péče o technologie jsou další oblastí, která má zásadní vliv na velikost produkce sériové výroby. Tady platí, že „pevnost řetězu je dána pevností nejslabšího článku“. Je-li kterékoli pracoviště výrobní linky v poruše, linka se zastaví a škody bývají obrovské.

Velká úloha informačního systému spočívá právě v oblasti servisu jak vlastních výrobních technologií, tak nářadí, přípravků, měřidel a jejich kalibrací, forem a podobně. Systém na základě informací od strojů avizuje pracovníkům údržby blížící se limity kontrolních operací přípravků a nářadí.

Samostatnou oblastí je termínové a kapacitní plánování sériové výroby. Čím větší množství výrobků je možné na lince vyrábět, tím těžší je optimalizovat jejich pořadí. Sladění všech parametrů je opravdu náročným úkolem, kterého se v nejednom případě musí ujmout specializovaný SW. Jsou to systémy APS (Advanced Planning and Scheduling) pro pokročilé plánování a rozvrhování, které poskytují možnost přeprogramování harmonogramu výroby podle momentálních požadavků.

Řešení pro kombinaci více druhů výroby

Kvalitní informační systém musí na sto procent zvládnout nejen klasickou tematiku sériové výroby, ale také být schopen velmi flexibilně řešit všechny individuální a často unikátní podmínky konkrétní výrobní linky. Navíc moderní informační systém řeší nejen sériovou výrobu jako takovou. Málokterá výrobní firma totiž má jenom jeden typ výroby. A protože vzájemná kombinace sériové výroby, montáže na objednávku, zakázkové výroby je reálnou skutečností značné části dnešních výrobních firem, systém se musí vypořádat nejen s jednotlivými druhy výrob, ale i s jejich vzájemnými kombinacemi.

Jiří Flídr
Autor článku, Ing. Jiří Flídr, působí ve společnosti ASV Náchod, s.r.o., které je partnerem systémů HELIOS.