Informační podpora řízení výrobních a logistických procesů

Transkript

1 Informační podpora řízení výrobních a logistických procesů garanti bloku: Roman Bobák, Petr Sodomka Základním požadavkem na podnikové informační systémy výrobních i obchodních organizací je informační podpora páteřních procesů, které koordinují materiálové, hodnotové a informační toky. Blok navazuje na téma předcházejícího bloku a jeho předmětem je integrace informačního zajištění,,logistické koordinace k vnějšímu okolí i směrem dovnitř výrobní či obchodní organizace. Klíčové otázky bloku: Jak koordinovat hmotné a informační toky po celé délce logistického řetězce od dodavatelů až po zákazníky? Jak predikovat a plánovat vývoj v logistických řetězcích ve vazbě na požadavky zákazníků? Jak integrovat transakční taktické a strategické vrstvy informačního systému podniku s IS partnerů? SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 1/

2 Informační podpora řízení výrobních a logistických procesů Roman Bobák, Petr Sodomka, Universita Tomáše Bati sodomka@fame.utb.cz, bobak@fame.utb.cz Několik slov úvodem Jedním z témat, která budou diskutována na letošní konferenci Systémová integrace 2005, je také Informační podpora řízení výrobních a logistických procesů. Bylo nám potěšením zhostit se garance tohoto bloku, neboť právě řízení výrobních a logistických procesů je klíčovou oblastí vědecko-výzkumné, odborné a publikační činnosti našeho mateřského pracoviště, Ústavu managementu výroby průmyslového inženýrství, FaME, UTB ve Zlíně i odborné sekce ČSSI Centra pro výzkum informačních systémů. Základním požadavkem na podnikové informační systémy výrobních i obchodních organizací je informační podpora páteřních procesů, které koordinují materiálové, hodnotové a informační toky. Náš blok jsme koncipovali právě v tomto duchu, navíc s přímou návazností na blok předcházející, Zvyšování výkonnosti a efektivnosti podnikových procesů. Pro úvodní přednášku jsme proto zvolili téma automatizace podnikových procesů založené na standardech. SOA mění svět Komplexnost dnešních výrobních a logistických procesů vyžaduje jejich stále důkladnější plánování, testování, sledování a neustálé modifikace podle aktuálních okolností. Pro společnost, která má podnikové procesy automatizovány, a tedy i monitorovány, je změna procesu výrazně jednodušší. Na procesním modelu lze rychle nalézt místa pro provedení změn, na stejném modelu lze otestovat případné vlivy na jiné části procesu nebo na další procesy, a modifikovaný proces lze následně aplikovat do produkčního prostředí. Pohled společnosti Oracle prezentovaný v úvodním příspěvku, je zajímavý zejména z pohledu prosazení a aplikace jazyka BPEL (Business Process Execution Language). Tento standard se stal základem pro vytvoření servisně orientované architektury (SOA - Service Oriented Architecture) a jejího uplatnění v praxi. SOA jako ucelený koncept vede společně s webovými službami k vývoji tzv. kompozitních aplikací, které slučují dosud dvě oddělené součásti vývoj aplikací a jejich integraci. Tvorba kompozitních aplikací spočívá v převedení stávající funkcionality do podoby webové služby a v koordinaci jejího využívání. To má za důsledek výraznou redukci nákladů na vývoj a provoz systému a rychlé zavádění nových služeb do praxe, mj. právě v oblasti logistiky. Efektivně řízené sklady K průřezovým podnikovým procesům, na jejichž řízení a správu pomocí otevřených standardů je zaměřen úvodní příspěvek, bezesporu patří také řízení 102 SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 1/2005

3 skladů v dodavatelském řetězci, které bude prezentovat zástupce společnosti ICZ. Příspěvek názorně ukazuje, že se moderní logistika neobejde bez efektivní spolupráce mezi jednotlivými články logistického řetězce a její efektivní fungování závisí na integraci do podnikových informačních struktur (v tomto případě se jedná o řízení skladového provozu). Postupně se zvyšující komplexnost aplikací logistiky v průmyslových podnicích nabývá formu integrace dílčích řešení: integrace procesní, zabezpečení celého řízeného procesu (od první do poslední operace); integrace horizontální (v případě výroby od předvýrobních etap přes zásobování, vlastní výrobu, prodej, expedici výrobků, servisní služby); integrace vertikální od technologického procesu přes řízení výroby až po řízení organizace jako celku; integrace aspektová, integrované řešení technických, technologických, organizačních, ekonomických a sociálních aspektů řízeného systému; integrace řídící, propojení jednotlivých řídících činností (plánování, organizování, rozvrhování, operativního řízení, evidence a kontroly); integrace řízení a administrativních činností; integrace s prostředím, propojení organizace s prostředím, ve kterém působí (dodavatelé, odběratelé, peněžní ústavy, státní správa, specializované organizace, mezinárodní databáze). Pohled ICZ je zajímavý právě z tohoto hlediska. Poukazuje totiž na nutnost integrace řízených skladových procesů jak do několika řídících úrovní (vertikální integrace), tak do širšího okolí v rámci dodavatelského řetězce (horizontální integrace). Sofistikované plánování Příspěvek přednášejících ze společností GEMMA Systems a Buzuluk Komárov jsme do tohoto bloku zařadili s vědomím, že nepůjde jen o propagaci plánování a rozvrhování výroby na bázi TOC a DBR, ale také o reflexi uplatnění těchto metod v praxi včetně obecného doporučení pro české výrobní podniky. Jaké jsou tedy dlouhodobé praktické zkušenosti se sofistikovaným plánováním výroby? V této souvislosti není bez zajímavosti uvést názor na nasazení APS systému, který poskytl Centru pro výzkum informačních systémů vedoucí výroby Buzuluku Komárov, Pavel Rydrych při prvním uveřejnění této případové studie v roce 2003: Než jsme zavedli APS systém, byli jsme schopni určit úzká místa výroby. Problém ale spočíval v tom, že se tato úzká místa mění podle vyráběného sortimentu. Při plánování na měsíc dopředu nešlo na kapacitní omezení výroby včas reagovat. Dnes jsme proto přešli na týdenní a například ve slévárně až na denní plánování výroby. Po zavedení APS systému dosahuje dnes naše dodávková spolehlivost zhruba devadesát pět procent. Dříve se pohybovala kolem padesáti, šedesáti procent. V grafickém výstupu programu pak vidíme, u kterých zakázek je ohrožen termín dodání zákazníkovi a tak včas poznáme, že je třeba něco dělat. Například zavést na přetíženém pracovišti třetí směnu nebo hledat jiný výrobní postup. Lze říci, že systém předčil naše očekávání." SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 1/

4 Kybernetická regulace Informační podporu řízení výrobních a logistických procesů uzavírá přednáška vzácného hosta ze SRN, Thomase Plankeho, vedoucího vývoje společnosti Berghof Systeme. Pan Planke bude hovořit o uplatnění regulačních obvodů při řízení podnikových zdrojů ve výrobních firmách, nebo-li o kybernetické regulaci. Přizpůsobování parametrů v systému ERP je trvalý proces, který může být optimálně podporován vytvořením regulačních obvodů. Tyto regulátory jako softwarové moduly mohou porovnávat definované podnikové cíle se skutečností. Zároveň mohou propočítávat parametry pro vhodné nastavení ERP systému, čímž umožní velice rychle reagují na změny trhu. Rozhodující řídící veličinou je průběžná doba výroby produktu při požadované dodací spolehlivosti. Průběžná doba výroby se zde vztahuje na kompletní produkt, tedy včetně montážních skupin a jednotlivých dílů. Pomocí plně automatizované prognózy na bázi historických dat (spotřeby a vzniklých potřeb) a dat z budoucnosti (zakázky v budoucnosti, zpožděné zakázky) získáváme informace o budoucím vývoji potřeby a spotřeby, takže můžeme připravit systém ERP na případné poruchy. Kybernetická regulace podnikové logistiky může nejvíce přinést především středně velkým firmám s opakovaným typem výroby, ať už jde o sériovou výrobu nebo o zakázkovou výrobu se širokou škálou variant. Uplatní se také u obchodních firem, zejména v oblastech skladového hospodářství, nákupu, řízení dodavatelských řetězců, prodeje a podnikového plánování. Pro přiblížení obsahu tohoto logistického bloku je dále presentován stručný výtah z přednášky J. Plankeho a přednášky J. Černého. K přednášce Thomase Plankeho, Berghof Systeme a Jiřího Rakušana, IS Berghof Uplatnění systému regulačních obvodů při řízení podnikových zdrojů ve výrobních firmách Přizpůsobování parametrů v systému ERP je trvalý proces, který může být optimálně podporován vytvořením regulačních obvodů. Tyto regulátory jsou softwarové moduly, které porovnávají definované podnikové cíle se skutečností a počítají parametry pro vhodné nastavení systému ERP - tím velice rychle reagují na změny trhu. Systém ERP spolu s regulátorem SRM vytvářejí hierarchický systém regulačních obvodů (finanční cíle, průběžné doby, skladové zásoby), který účinně optimalizuje i výrobu s velkým počtem úrovní kusovníkových struktur tímto se regulační obvody realizované pomocí SRM liší od metody simultánního plánování u systémů APS. SRM průběžně reguluje definované podnikové cíle jako snižování skladových zásob, zkracování dodacích lhůt a zlepšuje dodací spolehlivost. Návratnost investic se zde zpravidla pohybuje kolem několika měsíců za současného zvýšení výkonnosti podniku. 104 SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 1/2005

5 K přednášce Josef Černý, ICZ a.s. Řízený sklad v dodavatelském řetězci V tomto článku je diskutována problematika řízeného skladu jako důležitého prvku moderního logistického řetězce.efektivní provoz řízeného skladu je podmíněn nasazením vhodného informačního systému pro řízení skladového provozu (Warehouse Management System) v kombinaci s ostatními logistickými technologiemi (skladování, manipulace, identifikace) vybranými s ohledem na daný typ materiálových toků a průběh souvisejících obchodních procesů. Při realizaci řízeného skladu je zapotřebí vymezit jeho úlohu a místo v logistickém řetězci, navrhnout jeho organizaci a technologickou dispozici a vytvořit podrobný procesní model skladu i jeho okolí. Při posuzování vhodného informačního systému je třebat vzít v úvahu nejen rozsah jeho funkcionality, ale i jeho schopnost horizontální a vertikální integrace. Klíčová slova dodavatelský řetězec, řízení zásob, řízení skladu, systém řízení skladového provozu (WMS), podnikový informační systém (ERP), klíčové ukazatele výkonnosti (KPI), skladovací strategie, integrace aplikací Sklad v dodavatelském řetězci Sklad je důležitou součástí každého logistického řetězce. Zatímco v minulosti byl sklad považován spíše za pasivní úložiště více či méně potřebných zásob, hraje v současné době stále více aktivní roli ve schopnosti podniku reagovat nejen na požadavky trhu a svých zákazníků, ale zajišťovat rovněž potřebnou plynulost výroby a její efektivnost za situace, kdy se objem dodávek snižuje, ale zároveň roste jejich frekvence a variabilita. Při posuzování logistického výkonu skladu se většinou neobejdeme bez nutnosti stanovit a vyhodnotit alespoň některé z jeho klíčových výkonových indikátorů (Key Performance Indicators, KPI)m mezi které například patří: stupeň úplnosti, přesnosti a spolehlivosti dodávek, průměrná dodací lhůta, průměrná doba obratu skladové zásoby resp. průměrná hodnota velikosti zásob ve vztahu k poskytované úrovni disponibility a stupni využití poskytované skladové kapacity, velikost provozních nákladů skladu ve vztahu k celkovým logistickým nákladům v řetězci, výše přidané hodnoty služeb poskytovaných v rámci skladu. Mezi důležité faktory ovlivňující logistický výkon skladu patří rovněž způsob podpory vnitřních procesů informačním systémem a míra aktivity či pasivity systému v oblasti plánování a řízení skladového provozu. Řízený sklad SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 1/

6 Skladový provoz je možné označit za řízený v případě, že jeho všechny základní vnitřní procesy jsou plánovány a řízeny na takové úrovni podrobnosti, aby mohly být provozními pracovníky skladu snadno a jednoznačně interpretovány a dostatečně efektivně vykonávány, případně aby bylo možné nahradit tyto pracovníky automatickými zařízeními všude tam, kde je to účelné. To v praxi znamená, že sklad je vybaven takovou skladovací technologií, která umožňuje umísťovat skladované položky do systému ukládacích míst (skladových lokací) tak, aby každé místo bylo možné jednoznačně identifikovat a určit jeho obsah, skladová evidence je vedena do podrobnosti odpovídající zvolenému systému ukládacích míst a manipulačních nebo skladových jednotek (palety, přepravky, kartony, svazky, cívky, apod.), ve skladu jsou aplikována jednoznačná pravidla pro přidělování ukládacích míst pro položky do skladu přicházející (zaskladňovací strategie), ve skladu jsou aplikována jednoznačná pravidla pro výběr položek určených k vyskladnění (vyskladňovací a vychystávací strategie), základní provozní procesy probíhající ve skladu jsou popsány formou pracovních postupů s definovanými kroky, nutnými podmínkami jejich provedení a přidělenými rolemi jednotlivých profesí, provozní parametry skladu (klíčové indikátory jeho výkonnosti) jsou průběžně vyhodnocovány a v případě jejich neplnění jsou přijímána odpovídající opatření (zejména v organizaci a řízení). Do řízeného skladu je třeba zahrnout i jeho významné okolí, tj. provozní soubory, které se skladem bezprostředně souvisejí (prostor vykládky a příjmu nakupovaného zboží a jeho vstupní kontroly, předávací prostor z a do výroby, prostor přípravy a kompletace zakázek a jejich výstupní kontroly, prostor expedice a nakládky expedovaného zboží, apod.). Informační systém Je zřejmé, že výše uvedené požadavky na organizaci a řízení skladu lze efektivně zajistit jen za pomoci vhodného informačního systému umožňujícího evidovat a řídit skladový provoz na úrovni tzv. manipulačních kvant, které jsou určeny svým obsahem (zboží, množství, status zásoby, šarže, exspirace, apod.) a místem uložení (lokace v některé části skladového provozu), jednoznačně určovat způsob manipulace s jednotlivými manipulačními kvanty v každé fázi jejich průchodu skladem, přímo a v reálném čase řídit činnost skladových pracovníků prostřednictvím vhodných technických prostředků (pevné nebo mobilní terminály, zařízení typu pick-to-light, hlasové komunikační systémy, apod.), případně pomocí průběžně vytvářených interních dokladů (tiskových sestav), přímo a v reálném čase spolupracovat s řídicími systémy automatizovaných technologických celků (zakladače, dopravníky, paternosterové systémy, apod.) v případě, že jsou součástí skladového provozu, pro evidenci a řízení pohybu manipulačních kvant využívat prostředků automatické identifikace čárový kód, RFID). 106 SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 1/2005

7 Vzhledem k tomu, že uvedené požadavky nelze v řadě případů zabezpečit podnikovými aplikacemi určenými pro evidenci, plánování a řízení zásob, je otázka výběru vhodného skladového informačního a řídicího systému (Warehouse Management System, WMS) pro dosažení požadovaných provozních parametrů skladu poměrně významná. Na trhu lze nalézt v zásadě čtyři skupiny dodavatelů systémů tohoto typu. Jsou to: společnosti specializované na aplikace orientované na řízení dodavatelského řetězce, dodavatelé automatizovaných skladovacích a manipulačních technologií, dodavatelé technologií a systémů automatické identifikace, dodavatelé ERP systémů, kteří mají ve své nabídce i vlastní nebo add-on řešení pro oblast řízeného skladu. Dodavatelé podnikových aplikací se v posledních letech na oblast WMS stále více zaměřují a lze předpokládat, že v dalším vývoji bude zřejmě překonáno určité zaostávání ERP systémů za funkcionalitou speciaizovaných WMS aplikací, které je v současnosti stále ještě patrné. Na druhé straně lze však rovněž očekávat, že dlouholeté zkušenosti dodavatelů logistických aplikací na vymezeném segmentu trhu umožní rychlejší implementaci nových logistických technologií (RFID, EPC) jak do vlastních aplikací, tak do logistických procesů u jejich zákazníků a v důsledku toho i udržení konkurenční výhody na trhu SCM řešení. Možnosti a formy integrace Integraci aplikací typu WMS do podnikových informačních struktur je třeba řešit z horizontálního i vertikálního hlediska. Vertikální pohled umožňuje přiřadit řízené skladové procesy do několika řídicích úrovní, pohled horizontální je důležitý pro integraci skladového provozu do širšího okolí v rámci dodavatelského řetězce. Vertikální integrace Interní podnikové procesy spadající do kompetence řízeného skladu je možné rozdělit do tří základních úrovní. Jsou to: úroveň podniku (L3), úroveň skladového a expedičního provozu (L2), úroveň automatizovaných technologických celků (skladovacích a manipulačních systémů) označovaná v dalším textu jako L1. Výše uvedená koncepce organizace a řízení skladového provozu je v logistických systémech obdobného charakteru obvyklá a umožňuje: ponechat úrovni L3 (ERP systém) takovou úroveň evidence zásob, která je potřebná pro zajištění stávajících výrobních, obchodních a ekonomických procesů, na úrovni L2 rozšířit tuto evidenci do takové podrobnosti, která je nezbytná pro zajištění řízeného pohybu manipulačních kvant skladovým provozem a navazující částí distribučního řetězce, na úrovni L2 využít pro podporu skladových manipulací a zpětnou dosledovatelnost hmotného toku čárového kódu nebo jiné technologie automatické identifikace, s úrovní L2 plně propojit dílčí automatizované technologické celky a to i v případě, že jsou řízeny samostatně. SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 1/

8 Vzájemnou spolupráci všech tří úrovní lze zajistit prostřednictvím obousměrných datových rozhraní stručně popsaných dále a dílčími úpravami stávajících pracovních postupů. Horizontální integrace Jedním z cílů horizontální integrace je propojení skladového informačního a řídicího systému s logistickými aplikacemi v jeho nejbližším okolí: plánováním a řízením dopravy (Transport Management System, TMS), provozním systémem pro plánování a řízení pohybu vozidel uvnitř skladového provozu (Yard Management System, YMS), systémem správy celních skladů, apod. Většina situací vyžaduje vybudování obousměrného rozhraní pro předávání nebo sdílení potřebných dat v souladu s nastaveným procesním modelem a odpovědnostmi přiřazenými jednotlivým aplikacím. Lze předpokládat, že význam horizontální integrace se bude zvyšovat v souvislosti s růstem požadavků na sdílení informací v rámci logistického řetězce a snah o efektivní plánování a řízení činnosti řetězce jako celku i jeho článků. V souvislosti s tím můžeme specifikovat následující základní oblasti sdílených dat. Jsou to: data o struktuře dodavatelského řetězce a jeho organizaci (prvky, funkce, procesy), základní (katalogové) informace o výrobcích procházejících řetězcem, požadavky jednoho článku řetězce na zdroje (zboží, dopravní prostředky, služby) jiného článku, informace o způsobu (průběhu) realizace jednotlivých požadavků, data o skutečném průběhu hmotného toku řetězcem (důležitá například pro zajištění legislativních podmínek dosledovatelnosti produkce). Uvedené oblasti budou patrně vyžadovat různé integrační nástroje a technologie. Některé z nich jsou již k dispozici dnes (například podnikové portály nebo workflow systémy vhodné pro procesní integraci, či komunikační standardy podporující výměnu obchodních dat), jiné jsou ve fázi vývoje nebo realizace pilotních projektů (například sdílení a výměna informací o produktech v rámci uvažované standardizace EPC Global). Zkušenosti z realizace Každý přechod k řízenému skladu znamená obvykle zásadní změnu v úloze člověka a informačního systému při realizaci skladových operací. Nasazení moderních prostředků mobilní komunikace a automatické identifikace do skladových procesů a transakcí v rámci stávající organizace a za podpory stávajícího podnikového informačního systému vede často jen dosažení vyšší aktuálnosti dat (ne vždy však k jejich vyšší přesnosti a spolehlivosti), většinou však nepřináší vyšší výkon a efektivnost skladového provozu. Rovněž řešení výjimečných situací, které v neřízeném skladu probíhá většinou mimo informační systém (a často vyžaduje od provozním pracovníků velkou schopnost improvizace), přináší při zachování dosavadních postupů více práce a vede často k odmítání principů řízeného skladu nebo k jejich obcházení. Řízený sklad je jen obtížně realizovatelný bez aplikace typu WMS (ať už dodané jako součást či rozšíření podnikového ERP systému nebo jako specializovaný produkt). Dodavatelé podnikových aplikací svým zákazníkům často uvádějí, že pro 108 SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 1/2005

9 zajištění potřeb řízeného skladu je postačující jen určité rozšíření funkčnosti modulu odpovídajícího v jejich systému za evidenci a řízení zásob. Příklady realizovaných nebo dosud ještě rozpracovaných projektů ukazují, že pro skladové provozy s vyšší úrovní organizace nebo automatizace interních procesů je takové řešení z dlouhodobého hlediska nákladnější a v řadě případů dokonce nevede k cíli. Na druhou stranu je zřejmé, že i nabídka WMS aplikací obsahuje produkty na různé úrovni vyspělosti. Při volbě dodavatele je však třeba posuzovat kromě funkčnosti jím nabízeného produktu také jeho zkušenost s obdobnými projekty a schopnost spolupracovat na činnostech uvedených na začátku této kapitoly. Jedině v takovém případě je naděje na úspěch projektu reálná. SYSTÉMOVÁ INTEGRACE 1/