facebook LinkedIN LinkedIN - follow
Exkluzivní partner sekce
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 SYSTEMS 1-2/2010 , Plánování a řízení výroby

Plánování podle typů výroby

Jiří Loffelmann


Při debatách o plánování ve výrobě se prodejci příslušných softwarových nástrojů často neopodstatněně snaží tvrdit, že metodika obsažená v jejich řešení dokáže pokrýt nároky plánování všech typů výrob a při vlastní implementaci nastavují informační systém tak, aby se trefili do procesů plánování výroby konkrétního podniku. Podle mého názoru je vhodnější pokusit se o pohled z opačné strany problému a jako první přesně charakterizovat typ výroby, a teprve poté odpovídající metodiku plánování a vhodnou softwarovou podporu.


Dále uvedený popis jednotlivých typů výroby a metod se na první pohled může zdát poněkud akademický a zjednodušený. V praxi v mnoha případech stojíme před problémem kombinované výroby, kde nelze její typ určit jednoznačně. Přesto je užitečné ujasnit si formální rozdělení vlastních výrobních procesů ještě před výběrem informačního systému a jednáním s jeho dodavatelem.

Základní rozdělení výroby

Výrobu je obecně možné popsat jako proces, při kterém dochází k přetváření zdrojů na produkty. Efektivní řízení zdrojů i produktů lze pak chápat jako základní funkci plánování ve výrobě. Proces výroby je možné klasifikovat podle celé řady kritérií:

  • Rozdělení podle četnosti opakování výrobku
  • kusová výroba
  • sériová výroba (malosériová, středněsériová, velkosériová)
  • hromadná výroba
  • druhová výroba

Rozdělení podle vztahu k odbytu

  • zákaznická výroba
  • výroba pro trh

Rozdělení podle spojitosti výrobního toku

  • nespojitá (diskrétní) výroba,
  • spojitá (kontinuální) výroba

Rozdělení podle časové spojitosti

  • časově nespojitá výroba
  • časově spojitá výroba

Výše uvedená rozdělení jsou obecně známa, ale pro výběr správné metodiky plánování je vhodné zaměřit se i na další, méně frekventované klasifikace výrob.

Rozdělení podle vazby vstupní materiál – výstupní produkt

Výroba typu V

Počet finálních výrobků je mnohem větší než počet nakupovaných materiálů. Je využíván totožný technologický postup. Typickým oborem je ocelářství, textilní průmysl, produkce léčiv.

Výroba typu V
Výroba typu V

 

Výroba typu A

Počet materiálů vyráběných komponent výrazně převyšuje počet výrobků. Jsou použity různé technologické postupy pro různé díly finálního výrobku. Typickým oborem je těžké strojírenství, letecký průmysl.

Výroba typu A
Výroba typu A

 

Výroba typu T

Výrobek se skládá z omezené množiny komponent. Existují zcela odlišné technologické postupy. Typickým oborem je elektrotechnika a výroba spotřebního zboží.

Výroba typu T
Výroba typu T

 

Rozdělení podle způsobu odběru

Konstrukce na zakázku

ETO (engineer-to-order) – zejména strojírenský a těžký průmysl (vývoj produktů podle přání zákazníků, vlastní vývojové oddělení, výroba i služby). Charakteristickými znaky jsou:

  • čas pro uskutečnění projektu není předem daný,
  • nutnost reagovat na průběžně se měnící specifikace produktu v průběhu definice projektu,
  • plánování jak materiálu, tak kapacit,
  • využití rozhodovacích procedur make/buy,
  • outsourcing částí projektu na subdodavatele a jejich řízení,
  • časté výkyvy peněžních prostředků (plánování CF),
  • téměř všechen materiál se nakupuje podle specifikací a požadavků zákazníka.

Montáž na zakázku

ATO (assemble-to-order) – zejména automobilový průmysl, elektrotechnika. Charakteristickými znaky jsou:

  • krátká doba potřebná k realizaci finální montáže,
  • modularita výrobků, výroba orientovaná podle potřeb a požadavků zákazníka,
  • standardizace součástek,
  • hierarchie v plánování – hlavní plán, plán potřeb, produkční plán,
  • plánování zaměřeno více na materiál než na kapacity,
  • větší závislost na dodavatelích, naprostá většina materiálu je nakupována,
  • důraz na řízení kvality, servis a podporu zákazníků.

Výroba na sklad

MTS (make-to-stock) – používají ji společnosti s nespojitou výrobou, které vyrábějí určité standardní výrobky na sklad – oděvy, spotřební elektroniku, jízdní kola, kancelářské potřeby apod. Charakteristickými znaky jsou:

  • nespojitá výroba,
  • výroba a prodej podle dlouhodobých plánů a prodejních předpovědí,
  • hierarchie plánování (hlavní plán, plán potřeb, plán výroby),
  • plánovací funkce jsou orientované na materiál (malé objemy výroby) a na kapacity (při velkých objemech výroby),
  • úzké vztahy s dodavateli,
  • výběr sortimentu provázán s vývojem a marketingem,
  • klíčové jsou předpovědi prodejů a plánování strategické úrovně zásob.

Výroba na zakázku

MTO (make-to-order) – model výroby, při kterém je plánování kapacit založeno na objednávkách zákazníka – lehké strojírenství, nábytkářský průmysl. Charakteristickými znaky jsou:

  • na rozdíl od ETO je MTO většinou výběrem z konečného spektra konfigurací, nebo pouze z definovaného spektra produktů,
  • těžko předvídatelná poptávka,
  • kritické je plánování kapacit,
  • flexibilita v požadované kapacitě,
  • plánování výroby je specifické podle zákazníků, nákup kritických materiálů je anonymní,
  • nákup a produkce náhradních dílů.

Dávková a procesní výroba

PBM (process batch manufacturing) – společnosti vyrábějící velké série výrobků ve výrobních dávkách – výrobky denní potřeby, například nápoje, jídlo, kosmetika, drogistické zboží apod. Charakteristickými znaky jsou:

  • krátké výrobní cykly výrobku – množství produkce přímo závisí na marketingu,
  • suroviny, meziprodukt a konečný produkt musí být často kontrolovány pro svou omezenou dobu trvanlivosti,
  • vstupující materiál je často velmi levný,
  • výroba a balení probíhají v řízené výrobní lince,
  • plánování produkce zaměřeno především na kapacity,
  • velké nároky na výstupní kvalitu – časté inspekce kvality,
  • úzké vztahy celého produkčního řetězce podmíněné krátkou dobou použitelnosti surovin a výrobků.

I přes rozdílné způsoby klasifikace výrobního procesu zůstávají základní parametry z hlediska plánování stále stejné: materiálové požadavky, výrobní kapacity, náklady, průtok.

Plánování materiálových požadavků

Plánování materiálových požadavků je důležité u typů výrob, kde je materiál významnou nákladovou položkou nebo u výrob s těžko odhadnutelnou poptávkou. V těchto případech je žádoucí udržet zásoby na rozumné výši a nevázat v nich více provozního kapitálu, než je nezbytně nutné. Pro tyto účely je vhodné, když softwarové nástroje pro podporu plánování obsahují tažné metodiky typu kanban nebo tlačné metodiky typu MRP.
Hlavním cílem systému kanban je na každém stupni podporovat výrobu na výzvu podle zákaznického požadavku, což sice mírně zvyšuje skladové zásoby, ale zároveň umožňuje dobře plánovat výrobní termíny. Kanban je výhodný zejména u výrob s větším množstvím stejných nebo podobných výrobků a s velkou setrvačností odbytu – výroba na sklad (hromadná a sériová výroba).
V případě MRP jsou optimalizovány skladové zásoby (je objednáno pouze to, na co existuje požadavek) na úkor okamžité dosažitelnosti materiálu (rozdíl od kanbanu). MRP se využívá zejména u výrob na zakázku (diskrétní kusová a malosériová výroba s malou setrvačností odbytu).
Hybridní způsob plánování materiálových požadavků kombinuje výhody tažných a tlačných systémů. Využívá se obvykle u výroby typu montáž na zakázku, tedy u složitých technických zařízení (velká strojní zařízení, letecký průmysl), kde se vyskytují jak unikátní technické součásti (řídicí systémy, motory apod.), které se řídí pomocí MRP, tak běžně dostupný materiál nebo běžně součástky, které se mohou řídit principem kanban.

Plánování výrobních kapacit a nákladů

Při plánování materiálových požadavků, tak jak je popsáno v předchozím odstavci, jsou jako primární problém řešeny pouze požadované dodávky materiálu. Automaticky se předpokládá, že když bude materiál zajištěn, okamžitě se bude moci začít výrobně zpracovávat, tak aby mohli být uspokojeny termínové požadavky zákazníků. Tomuto přístupu se říká plánování s neomezenými kapacitami, protože předpokládá, že kapacity jsou vždy k dispozici v potřebné výši. To je ale samozřejmě velmi hrubé zjednodušení, které platí pouze v případech stálé a dlouhodobě neměnné poptávky a s tím související stálé a dlouhodobě neměnné setrvačnosti výroby. S rostoucí globalizací a dynamickými změnami v ekonomice se tento způsob plánování stává postupně neudržitelným. Každá výrobní organizace má svoje technické i lidské kapacity omezené a musí je tedy velmi pečlivě plánovat. Plánování kapacit je v softwarových nástrojích obvykle řešeno koncepty MRP II, případně APS. Koncept MRP II rozšiřuje MRP o problematiku plánování kapacit. Je to iterační proces, ve kterém se sledují materiálové a kapacitní požadavky spolu s počátečním nebo koncovým termínem výroby. Systém buď dopředně, nebo zpětně rozplánuje výrobu podle zadaných požadavků. Modul kapacitního plánování založeného na principu MRP II je rovněž obvyklou součástí softwarových nástrojů na podporu plánování.
Systémy APS (advanced planning and scheduling) fungují buď jako samostatné aplikace, nebo jako součásti ERP systémů, které jim poskytují potřebná vstupní data. APS charakterizuje na rozdíl od MRP II současně synchronizované plánování všech zdrojů s respektováním všech známých omezení. Principem je hledání globálního optima, které ovšem není rovné součtu lokálních optim. Zatímco MRP II vyřeší nejprve materiálové požadavky, a teprve poté kapacitní požadavky, tzn. postupně dvě lokální optima, APS hledá simultánně globální optimum všech požadavků. U APS se nejprve definují výchozí podmínky a vstupní parametry, a systém má následně za úkol nalézt optimální variantu řešení. Je evidentní, že se změnou vstupních parametrů se mohou měnit i výsledná doporučení systému a se změnou priority jednotlivého požadavku se může změnit i výsledné řešení. Nastavení APS může zohledňovat optimalizaci podle následujících kritérií:

  • minimalizace dodacích dob,
  • minimalizace nákladů,
  • minimalizace pracnosti (kapacit),
  • maximalizace absolutního příspěvku na úhradu fixních nákladů,
  • maximalizace zisku,
  • maximalizace tržeb,
  • maximalizace rentability.

Plánování kapacit je nezbytné zejména u výroby a konstrukce na zakázku a dávkové výroby, tzn. u procesů, kde jsou poptávka a následně i výrobní kapacity předem jen obtížně odhadnutelné.

Plánování průtoku

Na principu teorie omezení (theory of constraints) a plánování průtoku je založen plánovací koncept OPT (optimized production technology). Ten vychází z předpokladu, že pokud je průtok úzkým místem rozhodující pro celý systém, primárním plánařským úkolem je management a optimalizace tohoto úzkého místa. Koncept OPT je charakterizován následujícími zásadami:

  • rozhodující je optimalizace průtoku, nikoliv kapacity – nevyužitá kapacita nemusí být ztrátou systému,
  • hodina ztracená v úzkém místě je hodina nenahraditelně ztracená v celém systému,
  • hodina získaná mimo úzké místo nezvyšuje průtok systémem,
  • hodina získaná v úzkém místě je fata morgana,
  • úzké místo řídí průtok i zásoby.

Plánování pomocí průtoku se využívá nejvíce u zřetězených typů výroby, kde produkt prochází postupně jednotlivými pracovišti – v tomto případě lze nejlépe identifikovat úzké místo (omezení systému). Nejlépe se implementuje pro výrobu na sklad a pro dávkovou výrobu, nicméně při dobré teoretické znalosti ji lze využít pro všechny typy výrob. Hlavní výhodou je jednoznačná odpověď na otázku, jakým způsobem zvýšit průtok v případě, kdy zákaznická poptávka po produktech převyšuje dodavatelskou kapacitu. Plnohodnotnou podporu principů TOC a OPT má integrováno jen omezené množství softwarových nástrojů.

Závěr

Jak bylo řečeno již v úvodu, výše uvedená doporučení se na první pohled mohou zdát poněkud akademická, zejména v případech kdy stojíme před problémem kombinované výroby, kde nelze její typ určit jednoznačně. Tento článek však dává ke zvážení možnost nejprve identifikovat typ výroby (buď na základě vlastních znalostí, nebo za pomoci konzultanta), a teprve poté hledat odpovídající softwarový nástroj. Jsem přesvědčen, že tento postup může ušetřit mnoho úsilí i prostředků.
V článku nebylo možné podrobně vysvětlovat všechny použité termíny, v případě zájmu mne čtenáři mohou kontaktovat prostřednictvím redakční e-mailové adresy: system@ccb.cz.

Jiří Loffelmann

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 -