Význam pružné automatizace ve výrobě a její přínosy

Při dnešním mezinárodním podnikání musí podnik přizpůsobit své nástroje podmínkám světového trhu a zároveň čerpat z mezinárodních zkušeností použitelné poznatky pro rozvoj vlastního managementu výroby.

Manažerské systémy se všude utvářely pod vlivem rozdílných podmínek, a proto se liší. Mezi typické manažerské modely patří:

• a) americký management výroby – vyznačuje se individualismem, racionalitou a pragmatismem.
• b) japonský management výroby – protipól amerického, je korporátní, participační a partnerský.
• c) západoevropský management výroby – kombinace amerického a japonského s důrazem na sociální aspekty.

Japonsko

Japonský management výroby charakterizují následující skutečnosti:

• rozvinutý zpracovatelský průmysl a zároveň chudé surovinové bohatství. Japonský management výroby se orientuje na strategii výroby především inteligentních výrobků vysoké kvality,
• mimořádná pozornost věnovaná zákazníkům,
• organizační a řídicí pružnost (autonomní vnitřní divize), která přináší tržní pružnost a dává příležitosti mnoha vedoucím pracovníkům k rozvoji jejich schopností a podnikání,
• společná koordinace, která spojuje výhody centralizace, např. poměrně vysoká míra centralizovaných zásahů státu (Ministerstvo zahraničního obchodu a průmyslu – MITI, jehož směrnicím se japonské firmy většinou dobrovolně podřizují),
• metody soustavného sjednocování vůle všech pracovníků v podniku – ringi systém – široká účast na spolurozhodování, realizovaná formou cirkulace návrhu rozhodnutí ve všech odděleních, která mají vztah k dané problematice, až do dosažení sjednoceného stanoviska. Tato praxe je sice zdlouhavá a složitá, ale zjednodušuje koordinaci následné realizace. Současně systém umožňuje využít moudrost celého kolektivu, stimuluje skupinovou spolupráci a poskytuje možnost seberealizace všem schopným pracovníkům. Jedná se o řízení zdola nahoru (Bottom Up Management), které na rozdíl od amerického řízení shora dolů (Top Down Management) začíná sběrem nápadů a končí konsenzem,
• systém stálého pracovního poměru (life time employment) spojený s principem seniority,
• pětistupňový vzdělávací systém, který zahrnuje:
  1. školní systém,
  2. státní systém doškolování řídicích pracovníků,
  3. vnitrofiremní systém přípravy manažerů i dalších zaměstnanců,
  4. univerzity v éteru – rozhlasové a televizní vzdělávání,
  5. systém sebevzdělávání,
• pružnou a racionální adaptaci světových poznatků vědy a techniky.

Charakteristika novodobých systémů managementu výroby (MV):

Benchmarking – metoda založená na porovnávání vlastních ukazatelů s konkurenty nebo s nejlepšími podniky ve svém oboru, která umožňuje rychle získat nejlepší manažerská řešení, a to exkurzemi a studiem osvědčených poznatků ze špičkových firem. Důležitý je výběr správného podniku pro porovnávací analýzy, metodika získávání poznatků a jejich adaptace do managementu vlastní firmy.

Just In Time (JIT) – optimální management výroby by měl zajistit výrobu bez zásob, bez chyb a bez ztráty zákazníků. JIT navazuje na systémy budované na bázi rozvrhování výroby (MRP systém). Podstatou JIT je vyrobit a dodat ve přesně stanoveném čase potřebné množství výrobků, v požadované sortimentní struktuře, předem určené kvalitě, na stanovené místo určení, konkrétnímu zákazníkovi, za předem kalkulovanou cenu. Tím se zajistí prosperita výrobce i spokojenost zákazníka. Jedná se o celistvý a zároveň pružný manažerský systém, který klade důraz na plánování celého logistického okruhu, nikoli na operativní zasahování do chodu výroby. Jde o autoregulační systém řízení. Základní principy a předpoklady, na kterých je JIT postaven:

1. Synchronizace výrobního procesu (věcná i časová),
2. Propojení předvýrobních, výrobních, obslužných i poprovozních procesů,
3. Využití výpočetní techniky ve všech výrobních i řídicích činnostech,
4. Uplatnění modulární a buněčné organizace,
5. Integrace celého výrobního systému na bázi CIM či jeho novějších verzí,
6. Aplikace logistiky,
7. Syntéza hmotných, informačních a finančních toků.

Kanban – japonská verze JIT – manažerský systém řízení v podstatě bez zásob, bez skladů, podle konkrétních požadavků zákazníka a hlavně přesně načas. Zatímco v americkém systému je výroba tlačena shora rozpisem až na nejnižší jednotky – autokratický přístup, přístup tlaku (push), tento japonský systém využívá participační systém – přístup tahu (pull). To znamená, že je budován tak, aby se postupně dotvořila celá hierarchie zdola až po přesné a včas uspokojený finální poptávkový požadavek. Vše do sebe zapadá, finální výrobek „táhne“ produkci, takže se nevyrábí nic navíc, jen tolik, kolik absorbuje finální produkce přesně definovaného určení. Řízení je organizováno jako dvojitý, avšak protisměrný tok. Od výstupů zpět pokračuje informační tok (fakticky probíhá jako postup kanbanů, tj. kontejnerů, krabic, palet a dalších přepravek s tzv. kanbankartami, na nichž je označen obsah) a z jeho podnětu opačným směrem pokračuje výrobní tok (materiálový tok v dopravních dávkách až do výrobní finálnosti). Jedná se tedy o synchronizovaný proces bez neustálých operativních zásahů vedoucích pracovníků. Iniciativní podněty se realizují permanentně v každé fázi autonomním způsobem při respektování finálních komerčních potřeb poptávky. Negativem tohoto systému je přesun mnoha dopravních a skladovacích nákladů z výrobců na dodavatele, subdodavatele a samotný veřejný sektor, spolu s ekologickými dopady.

Kaizen – manažerský systém založený na filozofii neustálých, malých, postupných zlepšení – všude a ve všem. Je postaven na třech hlavních atributech:

1. zkvalitňovat pomocí vlastních zdrojů,
2. vycházet z vlastních možností a dispozic,
3. čerpat vlastní prostředky, náklady a další reálie.

Z obsahového hlediska je Kaizen charakterizován pěti „S“:

1. Systém ve všem,
2. Systémová organizace,
3. Systematické udržování čistoty, systematická obsluha, údržba, bezpečnost,
4. Průběžná kontrola,
5. Okamžité odstraňování ztrát.

Výhodou tohoto systému je, že menší inovační změny vyžadují menší investice a představují nižší riziko neúspěchu.

Lean production – výroba bez všeho nepotřebného (štíhlá výroba). Jedná se o razantní snížení prostoru, času, chyb i nákladů ve výrobě. Nezaměřuje se však pouze na samotnou výrobu, ale na celý podnik a dokonce i jeho vnější infrastrukturu. Subsumuje poznatky CIM, JIT, Kaizen a TQM (Total Quality Management). Je maximálně orientována na zákazníka, úzce s ním i dodavateli spolupracuje a komunikuje. Charakterizují ji decentralizace, autonomnost výrobních jednotek, vysoká profesionalita pracovníků, vysoká kvalita, bezchybnost a spolehlivost, skupinová práce, flexibilní výroba, dobře organizovaný a přehledný informační systém a kvalitní management.

Expertní systémy (ES) – manažerské systémy podporované výpočetní technikou, které obsahují:

1. Bázi znalostí – soubor obecných znalostí z dané problematiky či oblasti,
2. Bázi dat – aktuální znalosti o daném problému, tvořenou údaji získanými z odpovědí uživatele,
3. Inferenční mechanismus – jádro expertního systému, který využívá bázi znalostí a bázi dat k vytvoření aktuálního modelu problému a hledání řešení,
4. Vysvětlovací systém – pomocné algoritmy, které pomáhají uživateli sledovat rozhodnutí a celý proces řešení i systému získávání znalostí.

Rozdělení expertních systémů:

– Z hlediska obecnosti stavby:

• a) problémově orientované – určeny jen pro konkrétní oblast,
• b) prázdné – problémově nezávislé, bez báze znalostí,
• c) obecné nástroje pro tvorbu prázdných ES,
• d) hotové (uzavřené) aplikace ES.

– Z hlediska charakteru řešených úloh:

• a) diagnostické – mají zabudované sady předem vypracovaných variantních řešení či návrhů, ze kterých na základě porovnání s diagnostikovanými symptomy vybírají to nejvhodnější,
• b) plánovací – vytvářejí nová řešení.

Další zahraniční systémy a nové trendy:

• Reengineering (znovuzpracování procesů),
• Return on Quality (návrat ke kvalitě),
• Renginering (radikální obnova),
• Turnaround (obrat situace znovu),
• Budování tzv. dutých korporací, tj. firem, které prodávají výrobky pod svým jménem, ale nevyrábějí je. Například Nike, Benetton. Hlavní činností těchto firem je design, modelování a marketing, zatímco samotné zhotovení výrobků zadávají externím firmám dle teritorií s největším odbytem, aby uspořily na dopravě a skladování,
• Agile Manufacturing (agilní výroba) – její jádro spočívá v rychlé rekonfiguraci výrobků, výrobního procesu, softwaru, pracovníků, organizační struktury a celého managementu výroby. Je pokračováním štíhlé výroby a zabezpečuje úspěch výroby i v nejistých turbulentních podmínkách,
• Budování trvalých transfiremních vazeb; společná tvorba nových produktů (Comakership); společný návrh (Codesign).

Pružné výrobní systémy představují technologii, která zajišťuje snižování nákladů na jednotku výroby a vyšší kvalitu při současném zdokonaleném managementu a zajištění vyšších výnosů. Tyto systémy tvoří jeden nebo více počítačů, jejichž úkolem je přenos řídicích pokynů, pokynů realizace dopravy, kontrola aktivit na více pracovištích i systém ovládání materiálového toku. Pružné výrobní systémy představují v současnosti nejefektivnější výrobní systém, jenž zabezpečuje zvýšenou konkurenceschopnost v průmyslu.

V současnosti rozeznáváme tři stupně pružné automatizace definované následovně:

• a) pružná výrobní jednotka (Flexible Manufacturing Unit – FMU) – tvoří ji jeden stroj, schopný pracovat částečně samostatně,
• b) pružná výrobní buňka (Flexible Manufacturing Cell – FMC) – tvoří ji dva nebo více strojů. Všechny operace řídí počítač – přímé číslicové řízení (DNC – Direct Numeric Control),
• c) pružný výrobní systém (Flexible Manufacturing System – FMS) – sestává ze dvou či více pružných výrobních buněk propojených automatickým dopravním systémem. Celý systém je řízen přímo počítačem (DNS).

Základní charakteristiky pružných výrobních systémů:

• Jsou to automatizované výrobní systémy pro obrábění středně sériové výroby při minimálním čase nastavení,
• Skládají se z řady NC strojů propojených automatickým systémem manipulace s obrobky a nástroji,
• Řídí je centrální počítač,
• Automaticky vykonávají tyto funkce: rozvrh výrobní činnosti, výběr součástkových programů, přeprava palet, automatické měření.

Aspekty pružnosti jsou:

1. Schopnost systému přizpůsobit se změnám vyráběného sortimentu výrobků, případně i jeho rozšíření,
2. Schopnost systému rozšířit počet typů vyráběných součástek,
3. Schopnost systému rychle reagovat na nové požadavky na vlastnosti výrobků nebo měnící se pracovní postupy.

Podle způsobu uplatnění těchto vlastností rozeznáváme následující úrovně pružných systémů:

1. Nepružná automatizovaná výroba – úzce specializovaná, vázaná na jeden výrobní program,
2. Automatizované stroje a zařízení – jejich použití je možné pouze při vysokých nákladech,
3. Automatizovaná řešení na základě pevného programu – program je zadáván pomocí vyměnitelných nosičů (NC stroje),
4. Automatizovaná řešení s možností volby více programů – neřeší však optimalizační úlohy,
5. Automatizovaná řešení, která sama na základě zadaných údajů rozhodují o pracovních postupech, uskutečňují jejich optimalizaci a kontrolu – jsou řízena centrálním počítačem.

Skutečná pružnost výrobních systémů je dána počtem reálných změn (přestavení) strojů, náklady spojenými s těmito pracemi a časem potřebným k uskutečnění nezbytné změny.

Hlavním cílem zavádění pružné automatizace je růst produktivity práce, zlepšení kvality výrobků, uvolnění pracovních sil, snížení fyzické námahy nebo psychické únavy práce, snížení nákladů, snížení rozpracovanosti výroby, zásob a podobně.

Konkrétní typy pružných výrobních systémů: