Řízení výrobního procesu
Výrobní proces
Výrobní proces je procesem transformace vstupů na výstupy. Probíhá ve třech fázích:
- předpřípravná fáze – zpracování suroviny na polotovary, součástky
- výrobní fáze – předmontáž, skupiny polotovarů
- dokončovací fáze – finální montáž, výroba finálních výrobků
Jednotlivé fáze výrobního procesu jsou obvykle odděleny mezisklady (materiálu, polotovarů, výrobků), přičemž záleží na organizaci výrobního procesu.
Širším pojmem je zhodnocovací proces, který zahrnuje i všechny předvýrobní aktivity, počínaje nákupem surovin a materiálu, a povýrobní aktivity spojené s prodejem výrobků.
Řízení celého zhodnocovacího a výrobního procesu vychází z vlastností, typů a forem organizace výrobního systému. Produktivní podnikový systém lze popsat třemi prvky:
- vstupy – výrobní faktory, které se dělí na:
- elementární, tvořící fyzickou podstatu výrobního procesu
- dispozitivní
- výstup – trhu odpovídající zboží materiální nebo nemateriální povahy
- transformační proces – kombinace faktorů při dodržení určitého postupu
Typy výrobních systémů
(Uvádíme jen některé typy výroby, je jich mnohem více)
Podle množství výrobků vyráběných současně na základě daného výrobního projektu:
- kusová výroba – individuální produkt na základě individuální zákaznické zakázky, výrobní zařízení má vysoký stupeň flexibility
- seriová výroba (malosériová, středněsériová, velkosériová) – na připraveném zařízení se vyrobí omezený počet stejných výrobků, přičemž jednotlivé varianty se liší tvarem, kvalitou apod., výroba musí být flexibilní, protože při každém druhu dochází k novému uspořádání strojů
- druhová výroba – speciální případ hromadné výroby, kdy se vyrábí více variant hromadně vyráběného výrobku
- hromadná výroba – stálá, časově neomezená výroba výrobku v masovém měřítku s vysokým stupněm mechanizace a automatizace, výrobní faktory jsou vysoce specializované
Podle počtu výrobních jednotek:
- jednostupňová
- vícestupňová
Podle organizace výrobního procesu:
- dílnická – výkonnostní princip
- proudová – objektový princip
Podle stupně vývoje výrobní techniky:
- ruční
- strojová
- částečně automatizovaná
- plně automatizovaná
Podle plynulosti materiálového toku:
- kontinuální – nepřetržitá
- diskontinuální
Z hlediska řízení mohou být uplatňovány dva řídící okruhy výrobního procesu:
- zákaznický okruh – představuje režim fungování podniku, ve kterém probíhá výroba na zakázku. Nevytvářejí se zásoby výrobků, vychází se pouze z výrobní kapacity podniku – zakázka se přijme, pokud je vyrobitelná. V praxi se uplatňují různé přístupy tohoto režimu – rámcové dohody o výrobní kooperaci, rámcové objednávky (např. čtvrtletní), přímé objednávky na termín apod.
- prognostický okruh – představuje řízení založené na očekávání budoucí poptávky. Výrobní úseky pracují na základě plánu, přičemž výroba jde na sklad a prodává se na základě zvolené odbytové koncepce.
Řízení výrobního procesu
Cílem řízení výroby je regulace, koordinace a kontrola průběhu výroby, která využívá nástroje managementu (označováno také pojmem controlling). Bezprostřední řízení výrobního procesu vychází ze zásad řízení podle odchylek a rozdílů, při kterém se sleduje plnění krátkodobého operativního plánu výroby a zjišťují se rozdíly. Pomocí dočasných odchylek od plánu se postupně vytváří opětovná shoda skutečnosti s plánem.
Vedoucí pracovník zde plní úlohu regulátora, který kontroluje dodržování termínů zadání, porovnává plánovaný a skutečný stav a při narušení výrobního procesu zajišťuje zpětnou shodu s plánovaným průběhem – přesunem pracovníků, změnou pořadí zadávání součástí a výrobků, použitím náhradních zařízení, materiálů, technologií, případně zvýšením extenzivního využití strojů a pracovní síly formou přesčasové práce.
Výroba je dynamický proces, proto je nezbytné shromažďování údajů o průběhu výroby, což vyžaduje zapojení informačních technologií do procesu řízení. Umožňuje také podrobnější zpracování operativních plánů z hlediska věcného, časového i prostorového uspořádání výroby.
Předpokladem zahájení výrobního procesu je etapa uvolnění zakázky, která může mít charakter dávky nebo kusu, zakázky odvozené od zákaznické objednávky nebo zakázky jako výrobní požadavky.
Zakázka může být uvolněna, pokud je k dispozici požadovaný materiál, výrobní prostředky, nástroje – údaje o tom, zda je vše k dispozici, se získávají ze skladové evidence případně z vnitropodnikové dopravy. Přitom je třeba brát v úvahu materiálovou rezervu pro další zakázky a prioritu zakázky z hlediska zákazníka.
Další činností předcházející výrobě je rozvrh práce, kdy se zakázka přiřazuje jednotlivým pracovníkům, k čemuž se využívají následující opatření:
- terminování jednotlivých operací v daném časovém rámci,
- podnět k přípravě materiálu a jeho dopravě,
- přiřazení jednotlivých operací pracovištím,
- vydání pracovních příkazů,
- reakce na odchylky od plánovaného průběhu výroby,
- aktualizace krátko- a střednědobých plánovaných údajů.
Cílem rozvrhování práce je dodržení dohodnutých dodacích a plánovaných výrobních termínů, využití kapacit a vysoká obrátkovost kapitálu.
Rozlišujeme dvě základní formy rozvrhování práce:
- centrální rozvrhování práce, ve kterém vyšší stupeň řídí zakázky pracovištím na základě informací z centrálního plánování a výroby, které zpracovávají dispečeři při využití počítačové podpory.
- decentralizované rozvrhování práce znamená přesunutí plánovacích a rozhodovacích kompetencí na vykonávací útvary (dílny), které tak krátkodobě disponují zakázkami, mohou optimálně využít pracovníky a přímo a rychle odstraňovat vzniklé odchylky.
Metody řízení výrobního procesu
Z hlediska toho, do jaké míry je řízení soustředěno v jednom či více řídících orgánech a do jaké podrobnosti jsou řízeným jednotkám předávány výrobní úkoly, rozlišujeme:
- řízení mistrem – vychází z jeho odpovědnosti jako jediného vedoucího, který sám vykonává všechny řídicí činnosti na svěřeném úseku výroby. Tento způsob je vhodný při jednoduchých méněstupňových výrobách, kde nejsou vyžadovány vyšší nároky na kooperaci. I při rozvinutějších metodách řízení však mistři nemohou být zbaveni odpovědnosti za organizaci a řízení výroby na svém úseku.
- dispečerské řízení – představuje rozšíření systému řízení ve vícestupňové výrobě založené na kooperaci. Výchozím bodem dispečerské činnosti je kontrola plnění zadání podle plánu a zajištění potřebné koordinace včetně odstraňování nedostatků. Dispečer odpovídá za prověření zajištění zakázky.
- přímé řízení výroby – spočívá v centralizované činnosti řídicí složky pracoviště, která zajišťuje volbu práce, obsluhu výrobního procesu a spojení s dílčími pracovišti řízené jednotky. Využívá informační a výpočetní techniku a pružné výrobní systémy pro komplexní řízení výrobního procesu na daném výrobním úseku tak, aby se zvýšilo využití kapacit, vytížení manipulačních prostředků a snížily zásoby nedokončené výroby. Uplatňuje se zejména v nižších typech výroby.
- automatická regulace výrobního procesu – bezprostřední řízení výroby pomocí technických zařízení, kde řídicí roli zajišťuje řídicí počítač přímo zapojený do technologického procesu. Zajišťuje řízení podle stanoveného algoritmu v reálném čase, včetně zabezpečení proti haváriím. Člověk však musí zajišťovat dozor a možnosti volby regulace systému.
Organizace dispečerského řízení závisí na velikosti firmy a organizační struktuře. Základním nástrojem je operativní plán výroby a plán pomocných a obslužných procesů.
Vychází z vybilancovaných krátkodobých OPV (operativních plánů výroby), které nejsou tak podrobně rozpracovány, proto řídicí systém současně zpracovává zadávání výroby a zajišťování chodu obslužných procesů. Cílem je rovnoměrné vytížení pracovišť, dodržení plánovaných termínů, optimalizace doby výroby a objemu výroby.
Prostorové a časové uspořádání výroby
Neoddělitelnou součástí organizace a řízení výrobního procesu je volba vhodného prostorového a časového uspořádání. Časové uspořádání je součástí termínového plánování výroby. Prostorové uspořádání je součástí komplexní organizace materiálového toku, jehož východiskem je analýza materiálových toků v podniku. Touto oblastí se zabývá logistika; z hlediska výrobního procesu je nutné přizpůsobení pohybu materiálu organizaci pracovišť, meziskladů a posloupnosti technologických operací.
Základním východiskem pro řešení prostorového uspořádání je znázorňování hmotných vazeb mezi jednotlivými pracovišti, sklady, expedicí hotových výrobků, odsunem odpadů apod. K tomu se využívá řada jednoduchých analytických metod, například šachovnicová tabulka, trojúhelníková metoda, Sankeyův diagram, které slouží k znázornění průběhu hmotných toků a rozložení pracovišť. Na základě analýzy je možné navrhnout nové racionálnější rozmístění klíčových bodů ve výrobním procesu tak, aby byl celkový materiálový tok co nejkratší, minimalizoval zbytečné a zpětné cesty, nedocházelo k neracionálnímu křížení materiálových toků apod.
Z hlediska časového uspořádání je třeba dosáhnout, aby celková průběžná doba výroby byla co nejkratší a zároveň se minimalizovaly prostoje.
Při navrhování prostorového a časového uspořádání se využívají metody síťové analýzy (např. metoda CRAFT), operačního výzkumu, optimalizační metody, metody simulace a heuristické přístupy.
Systémy řízení výrobního procesu
Snaha o racionalizaci výrobního procesu s cílem získání konkurenční výhody dle přijaté strategie podniku vede k hledání nových metod a postupů. Patří mezi ně zejména:
- systémy MRP – zaměřené na plánování zabezpečení výroby materiálem integrací materiálového hospodářství – zajišťuje časovou a kvantitativní vazbu mezi nákupem a odběrem
- systém BOA – vytěžovací řízení – hlavním úkolem je omezení zásob na pracovištích a zadávání správných zakázek do systému ve správný čas – zaměřuje se na vytížení kapacit
- systém KANBAN – zaměřený na účinné vytváření toků ve výrobě, jeho hlavní prvky jsou:
- samoregulační řídicí okruh mezi vyrábějícím a odebírajícím místem
- princip „vezmi si“ pro následující spotřebitelský stupeň místo „přines“
- flexibilní nasazení pracovníků a výrobních prostředků
- přenesení krátkodobých řídících funkcí na pracovníky
- použití karty KANBAN jako nosiče informací
Cílem není v prvé řadě vysoké využití kapacit, ale schopnost rychle dodávat na pracoviště s cílem co nejvíce snížit vázanost oběžného kapitálu. Používá se v podmínkách velkosériové až hromadné výroby.
- systém pořadových (směrových) čísel – využívá tzv. pořadové charakteristiky, které informují k určitému okamžiku o průběhu zakázky – kolik je třeba vyrobit nebo dodat materiálu, výrobků – tyto údaje se porovnávají se skutečným stavem a tím lze určit v každém okamžiku předstih nebo skluz výrobní jednotky
- systém řízení úzkých míst – identifikují se úzká místa, která mají podstatný vliv na průběh výroby, a jejich optimálním využitím, resp. využitím úzkých kapacit, může být zajištěno zlepšení využití výrobních zařízení, snížení průběžné doby výroby, ale také snížení stavu pracovníků
- systém just-in-time
