Výrobní logistika v systémech aplikaèního softwaru

Transkript

1 V úvodu èlánku je uvedena definice logistiky a její význam v souvislosti s øízením výroby. Dále jsou podrobnì rozebrány jednotlivé koncepce systémù pro a øízení výroby. Jsou popsána teoretická východiska i zásady realizace v praxi. Z rozboru vyplývá, že pro každý typ výroby je vhodný jiný systém øízení logistiky. Jako obecnì nejvhodnìjší se však jeví kombinace softwarových koncepcí MRP-II a. MRP-II je univerzální nástroj pro. Aby se mohl uplatnit i v prostøedí, je tøeba do nìj zavést nìkteré funkce, které jsou popsány v závìru èlánku. Výrobní v systémech aplikaèního softwaru n podnikové, n a øízení výroby. Úkolem ho podnikového je vytvoøit úèelnou strukturu podniku, která by pøi optimálních nákladech na Výrobní logistick etïzec Jak vyplývá ze souèasných definic, je proces integrovaného, realizování a kontrolování hmotných a s tím souvisejících informaèních tokù z místa pùvodu do místa užití pøi snaze minimalizovat náklady, maximalizovat efektivnost a míru uspokojení požadavkù zákazníka. Výrobní se obecnì zabývá úkoly logistiky v oblasti vnitropodnikových transformací materiálových tokù. Podnik pøedstavuje systém, který je souèástí logistického øetìzce sdružujícího dodavatele i odbìratele. Na konci logistického øetìzce je zákazník, a teprve uspokojení jeho potøeb je potvrzením úèelnosti materiálového toku. Cílem logistiky tedy je zajiš ovat v oblasti své pùsobnosti tuto úèelnost materiálového toku. Naprosto klíèovou skuteèností, vyplývající z definice, podle mého názoru je to, že tyto materiálové toky nejsou samoúèelné, jejich smyslem je uspokojení potøeb a požadavkù zákazníka. Definice je dosti obecná, podstatný ale je pøedmìt logistiky, kterým je materiál v nejširším smyslu slova tzn. veškeré druhy materiálu od surovin až po finální produkty, a to i v podobì nehmotných služeb. Tab. 1. Úrovnì úkolù øízení výroby (podle [2], upraveno) Úroveò strategické výroby (hledání konkurenèní výhody) taktické výroby (obsah koncepce) operativní výroby (realizace) dodavatelé podnik odběratelé nákupní dílů Pøedmìt logistiky montáž polotovarů soustruhy frézky lisy prostředek pracovní síla zařízení Obr. 1. Výrobní (podle [2], upraveno) Pøedmìtem logistiky kromì mnoha prùøezových úkolù spojených s pøepravou a skladováním jsou: Úkoly koncepce výrobek - trh koncepce zdrojù konkurenèní pozice program kapacity (stroje, lidé) organizace zajištìní zdrojù lhùty a kapacity sledování a evidence prodejní finální montáž management logistiky v robnì f ze v robnì provozy (dìlny) pracoviötï výrobu, manipulaci a øízení zajistila požadovaný výstup v podobì reálnì poptávaného produktu. Zatímco pøedmìtem ho podnikového je vytvoøit systém, zabývá se a øízení výroby øízením tohoto systému, a to pøedevším v taktické a operativní úrovni. Obì problematiky jsou spolu znaènì provázány, protože øídicí podsystém je souèástí ho systému tak, jak byl popsán v pøedchozím textu. Výrobní podnikové je souèástí øízení výroby na strategické úrovni. Plánování a øízení výroby Podle [2] jsou úkoly øízení výroby rozdìleny do jednotlivých úrovní managementu tak, jak je uvedeno v tab. 1. Pro plnìní úkolù a øízení výroby se podle [1] využívají nástroje oznaèované jako systémy pro a øízení výroby PPC (Production Planning and Control). V nìmecky mluvících zemích se oznaèují jako PPS (Produktionsplanung und Steuerung). Systémy PPC tvoøí jednu z komponent koncepce CIM (Computer Integrated Manufacturing), která vzájemnì integruje rùzné AUTOMA (2001) èíslo 4 41

2 dílèí aplikace výpoèetní techniky v oblasti výroby a logistiky. Systémy pro a øízení výroby pøedstavují sadu dílèích nástrojù podporujících nìkterou obecnou koncepci (resp. metodiku) øízení výroby, které budou shrnuty v následujícím textu. Na trhu informaèních technologií jsou dostupné rùzné balíky aplikaèního softwaru, které tyto koncepce podporují implementací jednotlivých nástrojù. Jednotlivé druhy tìchto balíkù mohou být rozlišovány na základì podporovaných koncepcí (napø. MRP, KANBAN apod.). Je tøeba øíci, že zatímco nìkteré z tìchto koncepcí jsou urèeny pro využití výpoèetní techniky, jiné (napø. KANBAN) lze úspìšnì uplatnit i bez použití poèítaèù. Pro potøeby srovnání jednotlivých koncepcí v dalším textu je nejprve tøeba vymezit jednotlivé funkce, resp. nástroje, které jsou pøi a øízení výroby požadovány. vrcholov management podniku management v robnìho provozu dìlensk mistr, vedoucì smïny obchodnï provoznì pl nov nì (SOP) Obr. 2. Koncepce MRP-II (podle [3] a [4]) Tab. 2. Pokrytí funkcí PPC koncepcemi PPC; n plné pokrytí, q èásteèné pokrytí Funkce/koncepce MRP II KANBAN BOA hlavní plán výroby (MPS) n n množství n n pl nov nì hospod skèho v sledku pl nov nì prodeje pl nov nì v roby hlavnì v robnì pl nov nì (MPS) pl nov nì spot eby materi lu (MRP) rozvrhov nì kapacit operativnì (dìlenskè) ÌzenÌ v roby (SFC) OPT pl novan zisk, podnikatelsk strategie hrub pl n v roby strategick ch fin lnìch produkt pl nov nì zak zky a objedn vky komponent realizace a zpïtn hl öenì zak zek pøedchází odsouhlasení rozvrhu práce podle jednotlivých operací a jejich návazností. Zahrnuje také kontrolu disponibility materiálu a kapacit. Zakázka je uvolnìna, je-li rozvrh práce pevnì dán a jsou-li dostupné potøebné materiály, kapacity a pomocné prostøedky. Po uvolnìní je zakázka pøipravena k realizaci podle daného rozvrhu práce. kapacitní n n q q uvolòování zakázek n n n n n dílenské øízení výroby q q n q n sbìr dat o výrobì n n q n n nákup n n q q øízení kvality q n controlling q q Funkce a øízení výroby 1. Hlavní Hlavní (MPS) je objemù a termínù produkce finálních produktù tvoøících program. To je souèást ho programu, které dále souvisí i s m prodejù a m m na agregované úrovni. 2. Plánování množství Plánování množství, resp. sekundárních potøeb materiálù, které do výroby vstupují, jako díly, suroviny, sestavy, podsestavy apod. vstupující dávky pracoviště průměrná zátěž průměrná zásoba zásobník dávek na pracovišti 5. Dílenské øízení výroby Dílenské øízení výroby zahrnuje dispeèink, sledování stavu zakázky, kontrolu apod. 6. Sbìr dat ve m provozu Sbìr dat ve m provozu zahrnuje vytváøení tzv. zpìtných hlášení zakázek, evidenci spotøebovaného materiálu apod., tj. zajištìní zpìtné vazby pro øízení výroby. Mezi funkce, které výhradì nejsou v kompetenci a øízení výroby, ale jsou do průměrná doba zpracování průměrná zásoba průměrný průtok 3. Kapacitní Kapacitní je stanovení lhùt a kapacit pøi koordinování èasového prùbìhu zakázek. Zahrnuje pøedevším stanovení potøebné kapacity, pøidìlení disponibilních kapacit, rozhodování o poøadí atd. 4. Uvolòování zakázek Uvolòování zakázek je procedura, které zpracované dávky průměrný průtok potenciální kapacita využitá kapacita Obr. 3. BOA uvolòování zakázek podle vytížení (podle [1], upraveno) 42 (2001) èíslo 4 AUTOMA

3 Tab. 3. Vhodná koncepce PPC podle typu výroby [3] Typ procesní Pøíklady produktù chemikálie, ocel, elektroinstalaèní materiál, nápoje s ériová automobily, telefony, textil kusová náøadí, speciální nástroje a mìøidla, pøístroje, pøípravky p rojekt budovy, továrny, silnice, lodì systémù PPC alespoò zèásti integrovány, dále patøí: n nákup rozumí se pokyn k externímu poøízení materiálù a surovin vstupujících do výroby, n øízení kvality v souvislosti s øízením výroby jde zejména o sledování stavu výroby, namátkovou kontrolu a mìøení, sbìr údajù v souvislosti s odpovìdností pracovníkù za kvalitu apod., n logistický controlling to je zajištìní aktualizace systému logistických ukazatelù, kalkulace nákladù a výnosù, které slouží pro logistické (tedy i výroby). Jednotlivé koncepce systémù pro a øízení výroby Každá koncepce je založena na urèitých teoretických východiscích. Vìtšinou se zamìøuje na nìkterou specifickou problematiku, spojenou napø. jen s urèitými typy ho systému. Žádná z teoretických koncepcí plnì nepokrývá všechny funkce vymezené v pøedcházejícím textu. Srovnávané koncepce plánovaní a øízení výroby jsou tyto: n MRP, MRP-II materiálových potøeb a ch zdrojù, n KANBAN, (just in time) smyèka s vlastní regulací, synchronizované zásobování, n BOA uvolòování zakázek podle vytížení, n OPT øízení úzkých míst. 1. MRP, MRP-II MRP (Material Requirements Planning) je dominantní koncepce a øízení výroby. Využívá kusovníky a stavy zásob pro navrhování a èasové rozvrhování ch zakázek. MRP-II (Manufacturing Resource Planning) je koncepce, která definuje jednotlivé úrovnì v podniku. Všechny úrovnì jsou propojeny zpìtnou vazbou. MRP-II sice je Charakteristiky automatizované stroje, èásteèná automatizovaná manipulace, montážní linky, nìkolik modelù produktu organizovaná centra, funkèní uspoøádání, velký podíl pracovní síly, univerzální stroje s delším dobou zahájení práce, manipulace není pøíliš automatizována, široký program na místì primárnì urèena pro výroby ve vìtších ch dávkách, využívající zakázky, její použití je ale univerzální. Pokrývá vìtšinu funkcí PPC, pøestože standardnì nemá konkrétní nástroje pro dílenské øízení. Nabízí se ale její kombinace s dalšími nástroji. s vlastní regulací s obìhem omezeného množství kart, které reprezentují pokyn k dodání urèitého množství materiálu. Techniku KAN- BAN lze realizovat i bez použití výpoèetní techniky. je obecnìji pojatá koncepce synchronizace zásobování s výrobou, která se zamìøuje pøedevším na udržování úzkých vztahù v rámci odbìratelsko-dodavatelského øetìzce a klade velký dùraz na kvalitu a øízení lidských zdrojù. Tyto koncepce se výraznì zamìøují na vylouèení zásob na skladì. Udržují se jen minimální zásoby pøímo na pracovišti v podobì rozpracované výroby. Využitelnost tìchto koncepcí je ovšem omezena na hromadné výroby s témìø stabilizovanou poptávkou (napø. automobilový prùmysl). Obì koncepce byly pùvodnì vyvinuty v Japonsku a po drobných úpravách našly své uplatnìní i ve Spojených státech a v Evropì. Koncepce v nìkterých ohledech poskytují konkrétní návody na øízení, pøièemž poèítají se znaènì decentralizovaným øízením a pøenesením odpovìdnosti na jednotlivé provozy. Koncepci just in time je vìnována jedna z dalších kapitol v tomto texkusovnìky pl nov nì kritick ch aktivit Nástroje øízení plná automatizace, malý podíl pracovní síly, velký objem, vše zamì- øeno na jeden produkt metody lineárního programo- vání, KANBAN MRP, MRP II, simulace s íová analýza, PERT, CPM pracovnì postupy OPT za ÌzenÌ sìùov anal za sìùov diagram rozdïlenì ÌzenÌ v roby SERVE Obr. 4. OPT øízení úzkých míst (podle [1], upraveno) Implementace systému MRP-II mùže pomoci k pozitivní zmìnì podnikových procesù, ale zavedení MRP-II samo o sobì zmìnou není, a mùže dokonce nìkteré neefektivní vnitropodnikové procesy zakonzervovat ve výchozí podobì. V tom vidím nejvìtší možné riziko spojené s implementací systémù MRP-II. 2. KANBAN, KANBAN je japonská koncepce øízení výroby. Podstatou je vytvoøení tzv. smyèky z soby anal za zatìûenì kritick cesta v robnì pl n pl nov nì nekritick ch aktivit tu, kde je i její detailnìjší srovnání s koncepcí MRP-II. 3. BOA uvolòování zakázekpodle vytížení BOA (Belastungsorientierte Auftragsfreigabe uvolòování zakázek podle vytížení) je koncepce vyvinutá na univerzitì v Hannoveru. Podle [1] a [2] se zamìøuje na zásoby na pracovišti a proces je modelován trychtýøem (obr. 3). Vyústìní trychtýøe pøedstavuje disponibilní kapacitu pracovištì, AUTOMA (2001) èíslo 4 43

4 Tab. 4. Srovnání koncepcí MRP-II a [GODDARD, W.: Kanban vs. MRP2] Charakteristika zásoby MRP II žádoucí; ochrana pøed chybami pøedpovìdí, výpadkem výroby, pozdními dodávkami; vìtší zásoba znamená bezpeèí velikost dávky optimalizace fixních nákladù a ná- kladù na pøepravu fixní náklady dodavatel kvalita prùbìžná doba pracovníci nejsou tak dùležité, protože jsou rozpuštìny ve velkém objemu výstupu druhá strana, více vzájemnì konkurujících dodavateù vstup pøedstavují èekající zakázky nebo dávky. Koncepce vychází z pøedpokladu, že pøílišné snižování zásob na pracovištích mùže vést k obrovskému nárùstu prùbìžné doby výroby. Na základì tohoto modelu je pro daný èasový úsek vytvoøen diagram prùbìhu výroby. Aby bylo dosaženo cíle, kterým je rovnomìrnì plánovaný prùbìh výroby, musí být prùbìžná doba na všech pracovištích stejná. Podle [2] je celý princip charakterizován dvìma kroky: 1. Výrobní úkoly jsou zadávány do výroby tehdy, jestliže jejich termín zaèátku leží v intervalu termínových hranic a jestliže jejich pracnost nezpùsobí pøekroèení vytìžovací hranice na jednotlivých pracovištích. 2. Vytìžování pracoviš je tøeba trvale pøehodnocovat s ohledem na budoucí stav systému v dalších obdobích. 4. OPT øízení úzkých míst OPT (Optimized Production Technology) je koncepce založená na algoritmu, který byl patentován ve Spojených státech amerických. Výchozí je úvaha, že nìkteré prvky ho systému pøedstavují úzká místa, která mají si podstatný vliv na úèelné materiálové toky ve výrobì. Smyslem je tedy pomocí metod sí ové analýzy prvkù ho systému identi- Tab. 5. Pøehled významných charakteristik koncepcí MRP-II a z hlediska funkce IS/IT Charakteristika kusovníky umístìní zásob sestavení hlavního plánu výroby (MPS) expedice nežádoucí; snahou je zásoby nemít malá dávka; vyrábí okamžitì odebráno informace požadované managementem výroby zjiš ování a aktualizace stavu zásob se jen to, co bude neustálý tlak na jejich minimalizaci, protože se vyrábí v malých dávkách partner, souèást týmu zamìøeno na stanovenou toleranci neustále øízení jakosti, protože zhor- šená jakost mùže ochromit celou výrobu nákupèí a obchodní agenti na prodlužování doby pùsobí direktivní hierarchická struktura øízení n ástroje hlavní plán výroby (MPS), kusovníky (BOM), stav zásob na skladì pøístup ke zmìnì zamìøení požadovaná data provozování krátká - rychlost odezvy odbìratele je klíèová na požadavek kolektivní øízení na základì konsensu hlavní plán výroby (MPS), KANBAN pasivní - konzervuje výchozí stav aktivní - motivuje k neustálému zdo- konalování, vylouèení plýtvání a zásob a øízení odstranìní plýtvání, neustálé zdokona- lování detailní a pøesná s využitím IS/IT nižší požadavky, ovìøení jednoduché øízení napø. KANBAN (i bez IT) preferuje vizuální kartami MRP-II více úrovní sklady, pracovištì pevný plán období pro následující minimální plánovací cyklus: jeden týden vychází z poptávky a pøedpovìdi princip push princip nulové zásoby na sklad on-line, detailní okamžité a detailní fikovat kritickou cestu. Právì v meziskladech u tìchto úzkých míst je tøeba udržovat vìtší zásoby rezerv, aby bylo garantováno plné využití kapacit. Podstatou a rozvrhování kapacit je rozdìlit zakázky podle toho, zda si nárokují úzká místa. Takové zakázky jsou plánovány pøednostnì (obr. 4). Podle [3] lze principy koncepce OPT shrnout do tìchto bodù: 1. Pøi se primárnì optimalizuje tok, ne využití kapacit. 2. Stupeò užití jedné výkonné jednotky, která nepøedstavuje úzké místo, není dán její vlastní kapacitou, ale je odvozen od ho toku v úzkých místech ho systému. 3. Pohotovost a užití kapacity rùzných zaøízení nemají stejný význam. 4. Jedna hodina kapacity nebo prùbìžné doby ztracená na jednom úzkém místì znamená ztrátu hodiny pro celý systém. 5. Jedna hodina ušetøená na pracovišti, které není úzkým místem, je bezvýznamná. 6. Úzká místa urèují jak prùbìh, tak zásobu. 7. Transportní dávka by nemìla být identická s dávkou. 8. Výrobní dávka by mìla být pohyblivá, nikoliv fixní. 9. Když jsou plány sestaveny, musí být všechny pøedpoklady souèasnì pøezkoušeny. Prùbìžné doby jsou výsledkem plánu a nemohou být pøedem urèeny. 10. Suma jednotlivých optim není rovna celkovému optimu. Srovnání koncepcí a øízení výroby V tab. 2 jsou popsané koncepce srovnány podle toho, do jaké míry plní jednotlivé døí- jedna úroveò pracovištì plán denní produkce adaptabilní podle zmìn poptávky minimální plánovací cyklus: jeden den vychází výhradnì z poptávky princip pull princip minimální zásoby okamžitý odbìr produkce pozorování, systém kart periodická inventura 44 (2001) èíslo 4 AUTOMA

5 ve vymezené funkce a øízení výroby. V tabulce byly oddìleny koncepce KAN- BAN a, protože KANBAN je jen jednou z možných technik implementace. Z tabulky vyplývá dominantní postavení koncepce MRP-II i skuteènost, že pro efektivní oblast dílenského øízení výroby je vhodné uvážit i kombinaci této koncepce s ostatními, pøedevším japonskými koncepcemi. Další srovnání koncepcí PPC je v tab. 3, která uvádí nejvhodnìjší koncepci podle typu výroby a charakteru dávky. Pøi srovnání koncepcí PPC je podle mého názoru úèelné zamìøit se speciálnì na srovnání koncepce MRP-II a, protože to jsou koncepce, o nichž se nejèastìji diskutuje, a v nìkterých aspektech jsou naprosto rozdílné. Srovnání podle charakteristik hlavního zamìøení koncepcí shrnuje tab. 4. Další tabulka porovnává nìkteré charakteristiky MRP-II a, které vyplývají z jejich zamìøení a mají dopad na požadovanou funkci IS/IT (tab. 5). Smìøováním koncepce je neustále odstraòovat plýtvání, èímž se rozumí vše, co nepøidává hodnotu vyrábìného produktu. Prùzkumy ve Spojených státech amerických ukazují, že mimoøádných úspìchù v tomto smìru dosahují spoleènosti, které souèasnì s úspìšnì využívají MRP-II. Spoleèným cílem koncepcí MRP-II a je stát se konkurenceschopným podnikem a tuto konkurenceschopnost udržet. Koncepci MRP-II je vyèítáno, že sama o sobì netlaèí na omezování plýtvání a zlepšování ch procesù. MRP-II ale poskytuje univerzální nástroje pro. Tato robustnost a široká využitelnost, které jsou výhodou a dùvodem velkého množství aplikací, jsou zároveò i nevýhodou v tom smyslu, že jsou využitelné i pro špatnì øízený podnik. Integrace MRP-II a : ERP Z pøedešlého srovnání koncepcí vyplývá, že ideálním zpùsobem a øízení výroby by v nìkterých pøípadech mohlo být kombinování nìkterých vlastností obou koncepcí. Domnívám se, že vhodnou platformou pro takové øešení by bylo možné využít nìkteré balíky typového aplikaèního softwaru typu ERP (Enterprise Resource Planning), které jsou postaveny na koncepci MRP-II, ale zároveò poskytují funkce k realizaci prostøedí. Aby byl software primárnì vytvoøený na základì MRP-II schopen uplatnit se i v prostøedí, mìly by být jeho funkce rozšíøeny v tìchto smìrech: 1. denní nebo ještì kratší èasová období (time buckets), 2. úrovnì nebo objemu výstupu (místo použití zakázek), 3. aktualizace on-line, 4. automatické zaúètování výdeje komponent kusovníku, 5. sledování celkové zásoby jako souhrnu rozpracované výroby na jednotlivých pracovištích, 6. dílenské øízení nezávislé na zakázkách, 7. možnost pøe s denní nebo ještì kratší periodou, 8. rozvrhování dodávek na týdenním i denním základì, 9. zmìnové kapacitní s možností simulace, 10. funkce umožòující využít klasické zakázky pouze jako rámcovì plánovaný objem výroby pro dané období, 11. rozhraní pro systémy úèetnictví, øízení jakosti, preventivní údržba, 12. možnost využití EDI pro spojení s dodavateli, 13. funkce pro práci s kartami KANBAN. Èlánek vznikl jako souèást autorovy diplomové práce. V uvedené práci ([5], lze si ji vypùjèit v knihovnì VŠE) lze nalézt podrobnìjší rozbor úlohy logistiky i jednotlivých softwarových systémù. V práci je obsažena také pøípadová studie, která podporuje závìry teoretické èásti. Tato studie vychází z osobní úèasti autora v projektovém týmu implementace podnikového informaèního systému SAP R/3 v èeské poboèce nadnárodní spoleènosti. Literatura: [1] SCHULTE, C.: Logistik (èeský pøeklad). Victoria Publishing [2] TOMEK, G. VÁVROVÁ, V.: Øízení výroby. Grada [3] CHASE, R. AQUILANO, N.: Production and Operations Management. Irwin [4] VASAK, P. J.: Modern Management in Manufacturing. In: Intertechno 90, sborník International Conference on the Factory of the Future to Realise [5] ŠILER, J.: Výrobní v systémech aplikaèního software. [Diplomová práce.] Praha KIT VŠE. Ing. Jiøí Šiler, Mibcon s. r. o. AUTOMA (2001) èíslo 4 45