LOGISTIKA A NÁKLADOVOST PŘI VÝROBĚ ZA TEPLA VÁLCOVANÝCH PLECHŮ Pavel Szturc VÍTKOVICE Výzkum a vývoj,spol.s r.o.,pohraniční 31, 706 02 Ostrava - Vítkovice, ČR Abstrakt Vývoj výrobních technologií v současné době míří do stadia, které je možné charakterizovat plněním dvou základních úkolů vyrábět kvalitně a co nejlevněji. Rozhodujícím článkem celého výrobního řetězce se stává zákazník s požadavkem na takovou skladbu výrobků, která mu bude nejlépe vyhovovat. Jestliže výrobce nechce riskovat ztrátu konkurenceschopnosti, musí se těmto požadavkům přizpůsobit. A to nejen kvalitou, ale i termínem dodání a v neposlední řadě s ohledem na velmi tvrdé konkurenční prostředí i prodejní cenou. Obsah příspěvku se opírá o poznání, že cílem není snížit provozní náklady. Cílem není izolovaně zlepšit jeden ukazatel. Cílem je, aby produktivní byl celý systém. To lze zajistit optimalizací provozních nákladů v jednotlivých výrobních uzlech, optimalizací zásob a snahou o růst průtoku tedy v tomto případě prodeje plechů. Příspěvek nastiňuje některé vybrané východiska k zavedení integrálního logistického přístupu v řízení nákladovosti výroby za tepla válcovaných tlustých plechů. Abstract At present the development of manufacturing technology leads to point, which is possible characterize with two basic tasks first-rate and cheapest production at the same time. Consumer with various demands becomes the decisive chain link in the whole production string. If the producer will not risk losses competitive advantage, he must suit this requirements to consumer. Namely not only with qualities, but also with term of delivery and last but not least with selling price. This contribution come out from knowledge that we should try to optimize the whole system, not only operating costs. It it is possible ensure with optimalization of operating costs in the single production knot and with optimalization reserves. This contribution presents some possibilties for introduction of new integral logistic access in the process of hot forming flat production. 1. ÚVOD Hlavním motivem práce bylo posouzení možnosti použití výchozích předpokladů existujícího ekonomického modelu na ocelárně v podmínkách válcovny 3,5 Kvarto. Vstupní analýzy prokázaly a potvrdily naprosto odlišné podmínky u tohoto článku výrobního řetězce ve vztahu k problematice nákladovosti výroby tlustých plechů. S ohledem na téměř automatické řízení ohřevu v narážecích pecích a na velmi dobře propracovaný stávající systém sledování materiálu a časové koordinace válcování bylo od počátku zřejmé, že nebude příliš efektivní se zabývat pouze problematikou vlastních nákladů při výrobě tlustých plechů izolovaně v podmínkách trati Kvarto 3,5 bez zohlednění vazby na předcházející články výrobního řetězce. K vymezení těchto vazeb bude však nezbytný komplexní pohled na celý systém. Hlavní pozornost byla proto věnována analýze materiálového hospodářství tedy výrobní logistice, představující vlastní přípravu výrobu a v rámci možností řízení zásob. 1
2. RÁMCOVÝ POPIS VÁLCOVNY TLUSTÝCH PLECHŮ Válcovna Kvarto 3,5 je složena z pěti výrobních hal s potřebným technologickým vybavením. Dle charakteru jednotlivých činností během samotného procesu výroby tlustých plechů lze výrobní řetězec rozdělit na tři základní etapy: - příprava vsázky - ohřev a proválcování vsázky - úprava vývalků a expedice Každá z těchto etap je realizována na určitých výrobních úsecích válcovny. Tyto úseky jsou vybaveny patřičnými výrobními agregáty i potřebným vybavením pro zajištění požadovaných výrobních činností. 2.1 Úsek pro přípravu a skladování vsázky V tomto úseku dochází k veškeré manipulaci se vsázkou, která je zde dopravována na železničních vozech. K výrobě plechů jsou převážně využívány plynule odlévané bramy, popřípadě válcované, nebo kované bramy sázené ve studeném stavu ze skladu bram (příčné haly) nebo v teplém stavu přímou cestou z ocelárny. Bramy z výše legovaných a speciálních ocelí musí být při poklesu venkovních teplot pod 0 C před sázením temperovány v halách. Nedělené bramy jsou dopravovány na železničních vozech do haly V., kde jsou ukládány jeřáby do hromad. Na základě objednávky a instrukcí přípravy výroby jsou zde tyto dlouhé bramy děleny na požadované rozměry pálením. Dělené bramy jsou následně ukládány klešťovými jeřáby v příčné hale do konkrétních hromad, z nichž jsou v pořadí dle sázecího předpisu ukládány klešťovými jeřáby do předpecního prostoru. Vlastní ukládání bram na sázecí valník je zajištěno magnetovým jeřábem s pojízdným mostem, vybaveným váhou. Při vážení a ukládání bram na sázecí valník probíhá automatické předávání technologických údajů o vsázce a vývalku mezi systémem SŘHV (systém řízení hutní výroby) a MVS (automatický systém řízení), jež řídí celý teplý úsek válcovny 3,5m Kvarto. 2.2 Teplý úsek válcovací tratě Teplý úsek zahrnuje dvě dvojřadé narážecí narážecí pece NP 2 a NP 3, vozovou pec, hydraulický odokujovač, válcovací stolici 3,5m Kvarto, nůžky pro dělení vývalku za tepla, rovnací stroje za tepla RT-13 a RT-40 a razicí stroj za tepla. Ohřev v NP 3 může probíhat automaticky a poloautomaticky pomocí systému automatizovaného systému řízení narážecích pecí (ORS) příp. manuálně. Ohřev NP 2 je pouze manuální a systém ORS se používá pouze pro sledování. Ohřev bram je možný na max. teplotu 1300 C. Vozová pec slouží k ohřevu vsázky ze speciálních ocelí se zvláštními režimy ohřevu nebo vsázky rozměrově nevyhovující pro narážecí pece NP 2 a NP 3. ( jedná se o ohřev paketů, rozvalků, ingotů atd.). Po vytažení teplé vsázky z ohřívacích pecí probíhá průchod přes odokujovač. Hydraulický odokujovač slouží k odstranění hrubých primárních okují před válcováním. Válcovací stolice je složena ze dvou pracovních a dvou opěrných válců zasazených ve stojanu. Proces válcování probíhá vratným způsobem a je řízen v automatickém či poloautomatickém režimu pomocí procesního počítače válcovací stolice (PRG), který sestavuje úběrové plány pro každý vývalek. Po odválcování je vývalek dopraven k nůžkám pro dělení vývalků za tepla. Následuje rovnání vývalků za tepla rovnacími stroji RT-13 a RT-40. Posledním pracovištěm teplého úseku je razicí stroj za tepla. Razič je výsuvný, jednostranný, razí číslo vývalku a pořadové číslo plechu. 2
2.3 Úsek úpraven a expedice Na teplý úsek navazují dvě kotoučové chladící pole, které slouží k vychlazování na teplotu vhodnou pro další technologické zpracování. Oboustranné okrajovací nůžky a podélné dělící nůžky jsou používány k bočnímu ostřižení a podélnému dělení vývalků za studena. Odpad je upravován na šrotovacích nůžkách a dopravován pomocí pásu do železničních vagónů. Linka pro zkoušení ultrazvukem slouží ke zjišťování vnitřní homogenity vývalků v tloušťkách 6 až 50 mm dle požadovaných norem. Následuje razič za studena, který je jednostranný, a slouží ke značení plechů ražením na každý jednotlivý kus v určitém místě. Stříhací linka slouží ke stříhání plechů za studena, je tvořena tandemem oboustranných a dělicích nůžek. Příčné dělicí nůžky slouží k dělení vývalků na jednotlivé kusy s požadovanou jmenovitou tloušťkou. Průběžná kroková žíhací pec je osmizónová a je určena k tepelnému zpracování plechů. V této peci je možno tepelně zpracovávat plechy v režimech normalizačního žíhání, žíhání na měkko, popouštění, rozpouštěcí žíhání, žíhání k odstranění vnitřního pnutí. Značkovací stroje jsou určeny k automatickému značení plechů barvou s doplněním skutečné hmotnosti plechu (toto zařízení je umístěno bezprostředně za střihací linkou a příčnými dělícími nůžkami). Rovnací stroje za studena slouží k rovnání hotových plechů. Na Obracedlech je prováděna oboustranná kontrola povrchové kvality a současně jsou případné vady odstraňovány broušením. Pracoviště paličů slouží k rozměrovým opravám plechů za použití řezání kyslíko-acetylenovým plamenem. Přesun vývalků (plechů) mezi jednotlivými pracovišti je zabezpečován prostřednictvím válečkových dopravníků s využíváním mostových jeřábů opatřených elektromagnety. Posledním článkem tohoto výrobního úseku a celé válcovny 3,5m Kvarto je expedice plechů. Ta je v převážné míře realizována prostřednictvím otevřených železničních vozů, dle požadavků odběratele je možné zakrytí plachtami. V omezené míře je možná také expedice formou kamionové silniční dopravy. K nakládce jsou používány mostové jeřáby s elektromagnety. 3
4. OBECNÝ KONCEPT BODU ROZPOJENÍ V PRŮMYSLOVÉM PODNIKU Bod rozpojení objednávkou zákazníka se vztahuje vždy k určité kombinaci výrobku a trhu, to znamená k určitému výrobku (či rodině výrobků, výrobkové řadě) a k určitému okruhu zákazníků na jistém území. Stanovení polohy bodu rozpojení v materiálovém toku je velmi závažným rozhodnutím managementu podniku. Toto rozhodnutí vytváří základnu pro celou logistickou organizaci, jakož i pro plánování a řízení materiálového toku. V principu lze bod rozpojení umístit do každého místa zásoby v materiálovém toku. V literatuře [2] se navrhuje pět základních poloh bodu rozpojení označovaných BR 1 až BR5, které jsou patrné ze značně zjednodušeného schématu podnikového materiálového toku na obr.2. 5 4 3 2 1 Dodavatelé Zákazníci výroba sklad mezisklad sklad distribuční surovin fin.produktů sklad Obr. 2 Základní polohy bodu rozpojení objednávkou zákazníka [2] úpravna V případě BR 1 se konečné výrobky expedují do sítě distribučních skladů, odkud se pak dodávají zákazníkům. Tento bod rozpojení předpokládá existenci vlastní podnikové (národní nebo nadnárodní) distribuční sítě. V případě BR 2 se konečné výrobky soustřeďují v podniku na jednom místě. Objednávka zákazníka proniká do skladu hotových výrobků výrobního závodu, případně do centrálního skladu, odkud jsou pak výrobky expedovány. Ve schématu znázorněný BR 3 před konečnou montáží reprezentuje umístění bodu rozpojení někde uvnitř výrobního a montážního procesu. Možných poloh s charakterem BR 3 může popřípadě existovat i několik, a to v závislosti na struktuře konkrétního výrobku a na počtu jeho výrobních a montážních fází. V případě BR 3 se některé díly či montážní komponenty vyrábějí na sklad; objednávka zákazníka proniká k jejich zásobě. Další výrobní a montážní operace proběhnou teprve po přijetí konkrétní objednávky. V případě BR 4 se skladují pouze suroviny, materiály a nakupované díly; objednávka zákazníka proniká až k této zásobě. Výroba se zahajuje teprve na základě konkrétní objednávky; každá objednávka je obvykle realizována samostatnou výrobní zakázkou. V případě BR 5 se zásoby trvale vůbec neudržují; s opatřováním surovin, materiálů a nakupovaných polotovarů se začíná až po přijetí objednávky zákazníka. Každá zakázka představuje specifický projekt, často spojený i s vývojovými a konstrukčními pracemi. Bod rozpojení objednávkou zákazníka odděluje oblasti materiálového toku s odlišným způsobem řízení - a tím i s rozdílnými požadavky na metody plánování - a s různou povahou rozhodování: "Po proudu" materiálového toku (směrem od bodu rozpojení k trhu) jsou činnosti řízeny na základě přijatých (potvrzených) objednávek zákazníků. Hlavní rozhodnutí se týkají 4
koordinace všech činností pro konkrétní zakázky. Přidělování kapacit je určováno přijatými zakázkami. Výrobní či montážní dávky se obvykle rovnají velikosti zakázky (nejde-li o - trvalou - hromadnou linkovou výrobu). V této oblasti materiálového toku bývá výroba řízena pomocí systémů pull (tzv. tažných systémů). V nich vychází řídící impuls od zákaznické objednávky, resp. od poslední operace: zákazníci a jednotlivá pracoviště "vytahují" (vyžadují si) z předcházejících pracoviště to, co právě potřebují. Řízení výroby je do značné míry autonomní. "Proti proudu" materiálového toku (směrem od bodu rozpojení k dodavatelům) je řízení činností založeno na plánech sestavovaných na základě předpovědi nezávislé poptávky. Obvykle se sestavuje hlavní výrobní plán, který představuje časový program doplánování zásoby položek v bodu rozpojení objednávkou zákazníka. Na základě tohoto plánu se pak vypočítává závislá potřeba podřízených položek v kusovnících (materiálů a dílů). Hlavní rozhodnutí se týkají vypracovávání plánů a přijímání (potvrzování) objednávek. Kapacity se plánují pro odhadnutou budoucí poptávku. Vyrábí se v dávkách, snahou bývá co nejlépe využít kapacity. V této oblasti materiálového toku bývá výroba řízena převážně pomocí systémů push (tzv. tlačných systémů). V nich se termíny zahájení a dokončení všech operací předem centrálně plánují. Bod rozpojení objednávkou zákazníka je spojen s různými druhy podnikatelského rizika. Jde o riziko spojené s investováním do výrobních zdrojů (strojů, budov, pracovníků) a s investováním do zásob, o riziko ztráty nebo zrušení objednávek v důsledku nedodržování přislíbené dodací lhůty a o riziko překročení plánovaných nákladů. Tato rizika jsou rozdílná pro jednotlivé základní polohy bodu rozpojení; všimneme si krajních případů. U BR 5 je riziko nepoužitelnosti zásob nulové. Převažuje zde riziko ztracených či zrušených zakázek (kvůli dlouhým dodacím lhůtám anebo nespolehlivým termínům dodávek) a riziko překročení předběžné kalkulace nákladů na projekt. Existuje i riziko chybného dimenzování kapacity výrobních zdrojů. Tato rizika se snižují při posouvání bodu rozpojení směrem "po proudu". Naproti tomu u BR 1 dominuje riziko neprodejnosti zásob: v zásobách hotových výrobků, které jsou rozptýleny ve skladech distribuční sítě, je vázáno mnoho finančních prostředků. Riziko neprodejnosti, resp. nepoužitelnosti zásob se snižuje při posouvání bodu rozpojení směrem "proti proudu". "Po proudu" od bodu rozpojení by se neměly nacházet žádné volné zásoby, tj. zásoby, o jejichž určení se teprve bude rozhodovat. Samozřejmě mohou - a často budou - v této oblasti čekat položky kvůli synchronizačním problémům (například na další operaci, na kompletaci, na dopravu), avšak ty už mají určení pro konkrétní zakázku. Ke snížení zásob s určením je nezbytné dobře koordinovat všechny činnosti vyvolané objednávkami. Při BR 4 a BR 5 se u složitých zakázek obvykle používají metody síťového plánování, například PERT. "Proti proudu" od bodu rozpojení se vytvářejí volné zásoby v souvislosti s plánováním a řízením výroby (vznik zásoby je důsledkem nákupu a výroby v dávkách). Pro plánování činností a k řízení zásob se obvykle používají deterministické metody, vycházející z údajů hlavního výrobního plánu; u složitých výrobků při BR 1 až BR 3 bývá vhodný systém MRP-I (plánování potřeby materiálu). Pojistná zásoba by se v této oblasti měla vytvářet jen zcela výjimečně, a to kvůli procesům s nejistou průběžnou dobou či s nejistým výtěžkem (zde je třeba připomenout, že nejistota v poptávce po konečných výrobcích je tlumena pojistnou zásobou v bodu rozpojení objednávkou zákazníka). 5
5. LOGISTICKÉ SCHÉMA VÁLCOVNY 3,5 KVARTO A NÁKLADY Na základě předchozí obecně pojaté kapitoly byla další pozornost věnována problematice zásob a jejich řízení ve společnosti V-Steel, potažmo ve válcovně plechu. Cílené řízení zásob by v konečném důsledku mělo vést k optimální výši těchto zásob. Jedná se v podstatě o hledání a nalezení optimálního vztahu mezi tím, jak zásoba plní své funkce, a tím, jak vysoké náklady je třeba vynaložit na její pořizování a držení. Znamená to nalézt optimální vztah mezi jednotlivými druhy nákladů, které jsou ve spojitosti se zásobami vynakládány. Poznamenejme, že při optimalizaci nebývají náklady jediným kritériem; obvykle je třeba do rozhodování zahrnout také některá jiná hlediska, většinou ve formě předepsaných okrajových podmínek. Systém řízení zásob souvisí nejen s konkrétními podmínkami společnosti V-Steel, to znamená se skladbou a délkou jeho výrobního procesu a s výší a strukturou zásob, nýbrž i se systematickou evidencí zásob a s její nepřetržitou aktualizací na základě existujících reálných podmínek. Bod rozpojení objednávkou zákazníka se vztahuje vždy k určité kombinaci výrobku a trhu, to znamená k určitému výrobku (či rodině výrobků, výrobkové řadě) a k určitému okruhu zákazníků na jistém území. Stanovení polohy bodu rozpojení v materiálovém toku je velmi závažným rozhodnutím managementu podniku. Toto rozhodnutí vytváří základnu pro celou logistickou organizaci, jakož i pro plánování a řízení materiálového toku. Běžná praxe bohužel ve většině případů dosud nedává logistickým požadavkům dostatečnou prioritu. Standardizace výrobků a jejich modulární struktura vedou k omezení počtu jednotlivých kombinací, ke snížení zásob a k lepší predikci jejich potřeby, zvyšují pružnost podniku a snižují riziko nepoužitelnosti či neprodejnosti zásob. V konkrétních podmínkách výroby tlustých plechů je standardizace a modulární struktura nutně spojena s potřebou zajištění větší variability výroby finálního polotovaru. Stávající koncepce, kdy bod rozpojení se nachází na samotném počátku výrobního cyklu, přináší kromě výhody relativně nízkých zásob i značnou nevýhodu v podobě přílišné svázanosti s určitou zakázkou. V případě jakékoliv odchylky od smluvních podmínek této zakázky či zrušení této zakázky (z různých důvodů) je další uplatnění už hotového výrobku velmi problematické. Schéma na obrázku 3 vymezuje možnosti úspor nákladů v rámci provozu válcovny kvarto 3,5 m. Další práce budou zacíleny do oblasti kvantifikace předpokládaných úspor s využitím matematického modelování. Obr.3 Zjednodušené nákladové schéma logistického článku válcovny 3,5 kvarto [7] 6
6. ZÁVĚR Tradiční způsoby řízení a tradiční organizační struktury, o které se opíraly v minulosti úspěšné podniky, ztrácejí dnes na účinnosti. Chce-li být podnik úspěšný i v nových podmínkách, musí vytvořit takový řídící systém a takovou organizační strukturu, které budou věnovat dostatečnou pozornost vzájemným vztahům a souvislostem a budou koordinovat všechny činnosti. Musí řídit materiálový tok integrálně s cílem minimalizovat celkové náklady při optimální úrovni služeb poskytovaných zákazníkům. V předložené práci byly nastíněny výchozí podmínky k řešení optimalizace nákladovosti s důrazem na integrovaný logistický přístup, tedy se snahou komplexního řešení a koordinace veškerých hmotných i nehmotných operací v rámci výrobních i oběhových procesů s ohledem na jejich rychlost, pružnost a mobilnost s cílem plně uspokojit zákazníka při vynaložení přiměřených, tedy ne za každou cenu minimálních, nákladů. Je to přístup, který podtrhuje vzájemnou úzkou souvislost mezi jednotlivými procesy, přičemž každý z nich by měl plnit optimálně své úkoly pouze v souvislosti s ostatními. Nevyváženost jednotlivých procesů pak nutně vede k poruchám v celém systému. Literatura [1] Goldratt, Eliyahu M.:The Goal, The North River Press, Great Barrington, 1999, ISBN 80-902770-1-2 [2] Líbal, Vladimír: ABC logistiky v podnikání, NADATUR-ČSVTS, Praha, 1994, ISBN 80-85884-11-9 [3] Lieferantenbewertung: Feuer am Dach. Logistik Heute, 1996, čís.9, s.46-48 [4] Bilstein, P.: Einkaufsmanagement Neue Standards fur die Materialwirtschaft, Logistik Spektrum, 1997, čís.5, s. 10-11 [5] Horáková, Helena: Řízení zásob, Profess Consulting s.r.o.,praha, 1998, ISBN 80-85235-55-2 [6] Tomek, Gustav: Řízení výroby, Grada Publishing, Praha, 2000, ISBN 80-7169-955-1 [7] Szturc, P.: Operativní řízení nákladů výroby plechů válcovaných v NS 260, studie S3/2002, VÍTKOVICE - Výzkum a vývoj, spol. s r.o., strava-vítkovice, 2002 [8] Goldratt, Eliyahu M.: Critical Chain, The North River Press, Great Barrington, 1997, ISBN 80-902770-0-4 [9] Miller, Ivan: Podporuje logistika cíl našeho podnikání?, článek z WWW stránek firmy Goldratt CZ Praha [10] Kornáš, Ivo, Krčmařík, Jan: Válcovna plechů 3,5 kvarto a.s.vitkovice, Hutnické listy, 7-8/1998, ročník LIII, s.24-34 [11] Purmenský,Jaroslav: Věda a výzkum na pomoc českému ocelářství, Technický týdeník ze dne 26.11.2002, ročník 50, č.48, s.21 [12] Jeřábek, Karel: Logistický management Fyzická distribuce, studijní materiál, ICV s.r.o., Praha, 2002 [13] Simeonov, Simeon: Logistický management Materiálový management, studijní materiál, ICV s.r.o., Praha, 2002 7