Plánování a řízení výroby patří mezi disciplíny, které rozvoj informačních technologií ovlivnil zásadním způsobem. Před vstupem počítačů do komerční sféry sloužili pro plánařské účely pouze papírové podklady uchovávané v mapách a šanonech, případně kartotéky s možností takzvaně přehledného řazení. Od toho se odvíjel i charakter výroby – byl převážně opakovaný a každá změna ve výrobním plánu musela být avizována dlouho dopředu, aby jí bylo možné papírově zvládnout a upravit výrobní dokumentaci. Sálové počítače přinesly značný pokrok v možnostech hromadného zpracování a uchovávání dat. Objevily se i nové metodiky, jako například MRP, ale podklady zůstávaly stále v podobě tištěných sestav.


Osobní počítače posunuli rozvoj směrem k nejrůznějším tabulkovým procesorům, ale zásadní průlom pro plánování a řízení přišel až ruku v ruce s počítačovou grafikou. Každý výrobní proces lze obecně popsat následujícími charakteristikami:

• kusovník – soustava strukturních, hierarchických vazeb mezi položkami (úkoly), ze kterých se výrobek (projekt) skládá,
• výrobní postup, který se váže k vyráběným a kompletovaným položkám (úkolům),
• pracoviště (zdroje činností), na kterých budou výrobní postupy probíhat tak, aby byl produkt (projekt) vyroben, smontován, postaven.

Právě vizualizace, tzn. možnost grafického (i když zatím pouze symbolického) vyjádření výrobních procesů a jejich změn, přinesla zcela nové možnosti pro plánování a řízení. Jako první se tato podpora začala využívat u řízení projektů, tzn. mimořádně složitých a většinou neopakovatelných úloh s předem daným počátečním a koncovým termínem. Další charakteristikou projektu je využívání a sdílení řady lidských, strojních, energetických a finančních zdrojů. Právě nástroje pro podporu řízení projektů přinášejí jako první standardní, vizualizované pohledy přes výše uvedené charakteristiky – úkoly, postupy, zdroje – viz obrázek 1.




Obr. 1: Výrobní pohled přes úkoly (Ganttův graf), postupy a zdroje

Všechny pohledy jsou spojité, takže změna v jednom pohledu se automaticky promítá do všech ostatních. Princip projektového řízení převzaly posléze i nástroje pro podporu klasických typů výrob. Vizuální rozvrhování na principu Ganttova grafu je v řadě ERP a ASP systémů používáno pod souhrnným názvem plánovací tabule (obr. 2).




Obr. 2: Plánovací tabule v nástroji SSA SCS Scheduler

Zvětšování výpočetního výkonu umožnilo vznik aplikací typu APS, které obsahují složité optimalizační algoritmy a okamžitou nabídku variantních řešení jednoho problému podle měnitelných parametrů (scénáře typu „Co se stane, když…“). APS tedy obsahují určitou prefabrikovanou metodiku nalezení momentálně nejlepšího řešení pomocí změny vstupů, tzn. optimalizace. Tato optimalizace je ovšem omezená tím, že chování optimalizačních algoritmů je výrobní tajemství dodavatele příslušného nástroje (black-box). Dalším krokem jsou simulační nástroje s možností vytvoření modelu výrobního procesu a následné optimalizace. Simulace je výzkumná metoda, při níž je realita nahrazena počítačovým modelem. Cílem je, aby se model choval stejně jako sledovaná realita. Na vytvořeném modelu se pak dá experimentovat takovým způsobem, který by v realitě nebyl vůbec možný, nebo pouze za velmi nevýhodných podmínek (dlouhý čas, vysoké náklady). Pro simulaci a následné vytvoření dynamického modelu se používají speciální modelovací nástroje.
Jedním ze simulačních nástrojů je například systém Arena od firmy Advantage software. Je to kompletní a flexibilní modelovací prostředí s intuitivním uživatelským rozhraním. Umožňuje navrhovat počítačové modely, které přesně vyjadřují existující nebo předpokládané procesy. Arena integruje všechny potřebné funkce – vstupní datovou analýzu, animaci, ověření modelu, výstupní analýzu atd. do jednoho simulačního modelovacího prostředí. Celkovým výsledkem po zpracování modelu je 2D animace, která naprosto reálně zobrazuje průběh, vazby a zákonitosti celého modelu. Animaci je možné krokovat a zastavovat se u jednotlivých klíčových momentů. Současně je v animaci viditelné průměrné vytížení všech souvisejících zdrojů, probíhající čas a řada dalších charakteristik. Celý systém je kompatibilní s Microsoft Office a je podporován programovacím jazykem Visual Basic, což umožňuje značnou pružnost při konkrétních řešeních. Nevýhodou je, že pro práci s tímto typem nástrojů jsou nutné velmi pokročilé znalosti z oblasti analýzy, modelování a programování.
Poslední generací simulačních nástrojů jsou komplexní 3D balíky typu digitální továrny – podrobný popis viz IT Systems 9/2006. Je zajímavé, že například v produktu typu Digital Factory Delmia jsou základními stavebními prvky následující tři množiny objektů – produkty, procesy, výrobní prostředky – což jsou jen obecnějšími pojmy popsané úvodní kusovníky, výrobní postupy a pracoviště. Tento fakt dokazuje, že se mění pouze výkon, komfort, objektový přístup a grafické prostředí nástrojů, kdežto principy výroby zůstávají stále stejné. Delmia zajišťuje vytváření dynamických vazeb mezi produkty, procesy a výrobními prostředky a umožňuje tak tvorbu procesního plánu, časových analýz a 3D animací. V Delmii je například možné nasimulovat novou výrobní linku nebo výrobní halu, včetně konzistentního nákladového modelu. Delmia je svou primární funkcionalitou modelovací nástroj, který ukáže, jak bude celý výrobní koncept vypadat, ale neoptimalizuje. Optimalizaci vytvořeného výrobního konceptu je pak možné provést vyexportováním modelu do některého z kompatibilních simulačních systémů, kterým je například OptQuest.

Závěr

Současné globální a dynamicky se měnící ekonomické prostředí klade mimořádné nároky na rychlost a přizpůsobivost výrobních konceptů a tím i na jejich plánování a řízení. Pojmy jako vizualizace, simulace, animace a optimalizace jsou nezbytnou součástí při prezentacích softwarových nástrojů pro plánování a řízení výroby. Tento článek si klade za cíl objasnit základní význam těchto pojmů, které se někdy prolínají, a případně usnadnit čtenáři orientaci v nich. Každá z popsaných metod umožňuje řešit určitý typ problému a jen důkladná předimplementační analýza pomůže nalézt správné řešení a zajistit efektivní vynaložení finančních prostředků.

Použitá literatura
Gedas ČR : Školicí materiály Delmia Process Engineer
Gemma Systems: SSA Baan