Řízení výrobního procesu
Výrobní proces
Výrobní proces je proces transformace vstupů na výstupy. Probíhá ve třech fázích:
- předdodávací fáze – zpracování suroviny na polotovary, součástky
- výrobní fáze – předmontáž, skupiny polotovarů
- dokoncovací fáze – finální montáž, výroba finálních výrobků
Jednotlivé fáze výrobního procesu jsou obvykle odděleny mezisklady (materiálu, polotovarů, výrobků), což závisí na organizaci výrobního procesu.
Širším pojmem je zhodnocovací proces, který zahrnuje i všechny předvýrobní aktivity, počínaje nákupem surovin a materiálu, a poprodejní aktivity spojené s prodejem výrobků.
Řízení celého zhodnocovacího a výrobního procesu vychází z vlastností, typů a forem organizace výrobního systému. Produktivní podnikovým systém lze popsat třemi prvky:
- vstupy – výrobní faktory, které dělíme na
- elementární, tvořící fyzickou podstatu výrobního procesu
- dispozitivní
- výstup – zboží materiální nebo nemateriální povahy odpovídající odbytu na trhu
- transformační proces – kombinace faktorů při dodržení stanoveného postupu
Typy výrobních systémů (uvádíme pouze některé typy výroby, je jich mnohem více):
Podle množství výrobků vyráběných najednou na základě daného projektu výroby:
- kusová výroba – individuální produkt na základě individuální zákaznické objednávky, 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 rozsahu s vysokým stupněm mechanizace a automatizace, výrobní faktory jsou vysoce specializované
Podle počtu výrobních jednotek:
- jednostupňová
- vícestupňová
Podle organizace výrobního procesu:
- dílenská – výkonový princip
- proudová – objektový princip
Podle stupně rozvoje výrobní techniky:
- ruční
- strojová
- částečně automatizovaná
- plně automatizovaná
Podle plynulosti materiálového toku:
- kontinuální – nepřetržitá
- diskontinuální
Z hlediska řízení mohou být uplatňovány dva řídicí okruhy výrobního procesu:
- zákaznický okruh – představuje režim fungování podniku, ve kterém probíhá výroba na zakázku. Nevznikají 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 podle zvolené odbytné koncepce.
Řízení výrobního procesu
Cílem řízení výroby je regulace, koordinace a kontrola průběhu výroby využívající nástroje managementu (označované také jako kontroling). Bezprostřední řízení výrobního procesu vychází ze zásad řízení podle odchylek a rozdílů, kdy se sleduje plnění krátkodobého operativního plánu výroby a zjistí se odchylky. Pomocí dočasných odchylek od plánu se postupně obnovuje shoda skutečnosti s plánem.
Vedoucí pracovník plní roli regulátora, který kontroluje dodržování termínů zadání, porovnává plánovaný a skutečný stav a při narušení výrobního procesu zajišťuje zpětné sladění s plánovaným průběhem – přesun pracovníků, změnu pořadí zadávání součástí a výrobků, použití náhradních zařízení, materiálů, technologií, případně zvýšení extenzivního využití strojů a pracovní síly formou přesčasové práce.
Výroba je dynamický proces, proto je nezbytné shromažďování údajů o průběhu výroby, což vyžaduje zapojení informační techniky do 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, když jsou k dispozici požadovaný materiál, výrobní prostředky a nástroje – údaje o tom, zda je vše k dispozici, se získávají ze skladového evidence nebo vnitropodnikové dopravy. Musí se přitom zohlednit i materiálová rezerva pro další zakázky a priorita zakázky z hlediska zákazníka.
Další činností před výrobou je rozvržení práce, kdy se zakázka přiděluje jednotlivým pracovníkům. Používají se následující opatření:
- termínování jednotlivých operací v daném časovém rámci,
- podnět k přípravě materiálu a jeho přepravě,
- přiřazení jednotlivých operací pracovištím,
- vydání pracovních příkazů,
- reakce na odchylky od plánovaného průběhu výroby,
- aktualizace krátkodobých a střednědobých plánovaných údajů.
Cílem rozvrhování práce je dodržení dohodnutých dodacích a plánovaných výrobních termínů, využití kapacit a vysoká obratovost kapitálu.
Rozlišujeme dvě základní formy rozvrhování práce:
- centrální rozvrhování práce, kdy vyšší stupeň řídí zakázky pracovištím na základě informací z centrálního plánování a výroby, které zpracovávají dispečeři s využitím počítačové podpory.
- decentralizované rozvrhování práce znamená přesun plánovacích a rozhodovacích pravomocí 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 nebo více řídicích 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 u jednoduchých méněstupňových výrob, kde nejsou vyžadovány vyšší nároky na kooperaci. Ani u rozvinutějších metod řízení však mistři nemohou být zbaveni odpovědnosti za organizaci a řízení výroby na svém úseku.
- dispečerské řízení – znamená rozšíření systému řízení ve vícestupňové výrobě založené na kooperaci. Východiskem dispečerské činnosti je kontrola plnění zadání podle plánu a zajištění potřebné koordinace včetně odstraňování nedostatků. Dispečer odpovídá za prověření zajištěnosti zakázky. Organizace dispečerského řízení závisí na velikosti firmy a organizační struktuře. Základním nástrojem je operativní výrobní plán a plán pomocných a obslužných procesů.
- přímé řízení výroby – spočívá v centralizované činnosti řídicí složky pracoviště, která volí práci, zajišťuje 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 u nižších typů výroby. Vychází z vybilancovaných krátkodobých operativních plánů výroby, které nejsou příliš detailně rozpracované, a proto řídicí systém současně zpracovává zadání výroby a zajištění chodu obslužných procesů. Cílem je rovnoměrné vytížení pracovišť, dodržení plánovaných termínů, optimalizace doby výroby a objemu produkce.
- automatická regulace výrobního procesu – bezprostřední řízení výroby za pomoci technických zařízení, kde regulační roli zajišťuje řídicí počítač přímo zapojený do technologického procesu. Zajišťuje řízení podle předem stanoveného algoritmu v reálném čase včetně zabezpečení proti haváriím. Člověk však musí obstarávat dohled a volbu režimu regulace systému.
Prostorové a časové uspořádání výroby
Neoddělitelnou součástí organizace a řízení výrobního procesu je volba vhodného prostorového a časového uspořádání. Časové uspořádání je součástí plánování lhůt 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 přizpůsobit pohyb materiálu organizaci pracovišť a meziskladů a následnosti technologických operací.
Základním východiskem pro řešení prostorového uspořádání je znázornění hmotných vazeb mezi jednotlivými pracovišti, sklady, expedicí hotových výrobků, odsunem odpadů apod. Používá se řada jednoduchých analytických metod, například šachovnicová tabulka, trojúhelníková metoda, Sankeyův diagram, které slouží k zobrazení průběhu hmotných toků a rozmístění pracovišť. Na základě analýzy lze poté řešit nové racionálnější rozmístění rozhodujících bodů výrobního procesu tak, aby byl materiálový tok co nejkratší, minimalizoval zbytečné a zpětné přesuny, zabránil neracionálnímu křížení materiálových toků apod.
Z hlediska časového uspořádání je třeba dosáhnout co nejkratší celkové průběžné doby výroby a zároveň minimalizovat prostoje.
Při navrhování prostorového a časového uspořádání se využívají metody síťové analýzy (například metoda CRAFT), operačního výzkumu, optimalizační metody, simulační metody a heuristické přístupy.
Systémy řízení výrobního procesu
Snaha o racionalizaci výrobního procesu s cílem získání konkurenční výhody podle přijímané strategie podniku vede k hledání nových metod a postupů. Patří sem zejména:
- systémy MRP – zaměřené na plánování zabezpečení výroby materiálem integrací materiálového hospodářství; zajišťují časovou a kvantitativní vazbu mezi nákupem a odběrem
- systém BOA – vyťažovací řízení; hlavním úkolem je omezení zásob na pracovištích a zadávání správných zakázek do systému ve správném čase; zaměřuje se na vytížení kapacit
- systém KANBAN – zaměřený na účinné vytváření toků ve výrobě; jeho hlavní prvky jsou:
- samoregulační smyčka mezi vyrábějícím a odebírajícím místem
- princip „vezmi si“ pro následující spotřebitelský stupeň místo „přines“
- flexibilní nasazení lidí a výrobních prostředků
- přenesení krátkodobých řídicích funkcí na pracovníky
- použití karty KANBAN jako nosiče informací
- Cílem není primárně vysoké využití kapacit, ale schopnost pohotově dodávat na pracoviště za účelem co největšího snížení vázanosti oběžného kapitálu. Používá se v podmínkách velkosériové až hromadné výroby.
- systém postupových (směrových) čísel – využívá tzv. postupové charakteristiky, které informují k určitému okamžiku o průběhu zakázky – kolik je třeba vyrobit nebo dodat materiálu, výrobků, které se porovnávají se skutečným stavem a umožňují určit v daném okamžiku předstih nebo skluz výrobní jednotky
- systém řízení úzkých míst – identifikují se úzká místa, která mají zásadní vliv na průběh výroby, a jejich optimálním využitím, resp. využitím úzkých kapacit lze zlepšit využití výrobních zařízení, snížit průběžné doby výroby i stav pracovníků
- systém just-in-time
