Automatizace

Zajímavost ze světa 

Pojem čtvrté průmyslové revoluce, který automatizaci a propojení strojů a dat staví do centra moderní výroby, zavedla německá iniciativa Industrie 4.0 ve své zprávě z roku 2013. Termín se od té doby rozšířil po celém světě.[1] 

Co v článku najdete 

• Co je automatizace a jak ji chápat 
• Jaké druhy automatizace ve firmě existují 
• Co se ve firmě vyplatí automatizovat 
• Jaké přínosy automatizace firmě přináší 
• Jaká je role ERP v automatizaci procesů 
• Jakou roli hraje MES v automatizaci výroby 
• Jak souvisí automatizace s průmyslem 4.0 
• Kde má automatizace své hranice 
• Jak ve firmě s automatizací začít 

Co je automatizace a jak ji chápat 

Automatizace je nahrazení opakované lidské práce stroji, řídicími systémy nebo softwarem. Místo aby člověk znovu a znovu prováděl stejný krok, nastaví se postup jednou a dál běží sám [2]. Cílem není propustit lidi, ale přesunout je od rutiny k práci, kde je potřeba úsudek a rozhodování. 

Automatizovat lze tři roviny firmy. Fyzickou výrobu na dílně, tok dat a procesů mezi systémy a samotnou administrativu v kanceláři. Každá rovina má jiné nástroje, ale stejný princip. Opakovaný a předvídatelný úkol se popíše pravidly a stroj nebo software ho převezme [3]. 

Důležité je rozlišit automatizaci od pouhé digitalizace. Digitalizace znamená převést papír a ruční evidenci do elektronické podoby. Automatizace jde dál a nechává systém samostatně provádět kroky, které by jinak dělal člověk [3]. Teprve obojí dohromady dává firmě skutečný přínos. 

V praxi se s automatizací setká i menší firma, aniž by používala roboty na lince. Stačí, když objednávka v systému sama založí výrobní příkaz nebo když faktura po schválení automaticky doputuje do účetnictví. Právě tyto drobné kroky tvoří většinu přínosu, protože odbourávají opakované ruční zadávání a chyby z něj [3]. 

Jaké druhy automatizace ve firmě existují 

Automatizace se ve firmě objevuje v několika podobách. Liší se tím, co automatizují a jaké nástroje k tomu používají [3]. Pro přehled je užitečné rozdělit je do základních kategorií. 

Druh automatizace	Co automatizuje	Typický nástroj
Výrobní automatizace	Stroje, linky, manipulace s materiálem	Roboti, PLC, řídicí systémy
Procesní automatizace	Tok dat a kroky napříč systémy	ERP, workflow, integrace
Administrativní automatizace	Opakované úkoly v aplikacích	Software, softwaroví roboti
Datová automatizace	Sběr a vyhodnocení dat z výroby	MES, senzory, reporting

Zdroj: Schwab, K. (2016). The Fourth Industrial Revolution. World Economic Forum.

Jednotlivé druhy se v praxi prolínají. Robot na lince patří do výrobní automatizace, ale data o jeho běhu sbírá MES a navazuje na ně procesní automatizace v ERP [4]. Síla je v tom, když na sebe roviny navazují. 

Co se ve firmě vyplatí automatizovat 

Ne každý úkol je vhodný k automatizaci. Nejvíc se vyplatí automatizovat činnosti, které se často opakují, řídí se jasnými pravidly a nevyžadují lidský úsudek [2]. Naopak práce, která se mění případ od případu a vyžaduje rozhodování, zůstává na lidech. 

Vhodné k automatizaci	Spíše ponechat lidem
Opakované úkoly podle pravidel	Nestandardní rozhodování
Vysoký objem stejných případů	Ojedinělé a složité případy
Přepisování dat mezi systémy	Kreativní a strategická práce
Předvídatelný postup bez výjimek	Práce s velkým podílem výjimek

Zdroj: van der Aalst, W., van Hee, K. (2004). Workflow Management. MIT Press.

Dobrým vodítkem je sledovat, kde lidé tráví čas opakovanou rutinou a kde vznikají chyby z přepisování. Právě tam má automatizace nejrychlejší návratnost [2]. Než firma automatizuje, měla by ale proces nejdřív narovnat, jinak jen zrychlí stávající nepořádek. 

Jaké přínosy automatizace firmě přináší 

• Méně ruční práce a více času na úkoly s vyšší hodnotou 
• Nižší chybovost u opakovaných a předvídatelných činností 
• Rychlejší zpracování zakázek a kratší průběžné doby 
• Lepší dohledatelnost díky záznamu o každém kroku 
• Vyšší stabilita výstupu, protože postup běží vždy stejně 

Oblast přínosu	Bez automatizace	S automatizací
Rutinní práce	Lidé opakují stejné kroky	Postup běží sám podle pravidel
Chyby	Vznikají při ručním přepisu	Nižší, postup je vždy stejný
Rychlost	Závisí na vytížení lidí	Stabilní průběžná doba
Dohledatelnost	Roztříštěná v tabulkách	Záznam o každém kroku

Zdroj: Schwab, K. (2016). The Fourth Industrial Revolution. World Economic Forum.

Přínosy se ale nedostaví automaticky. Automatizace má smysl tehdy, když na ni firma napojí dobře popsané procesy. Pokud automatizuje zmatek, dostane jen rychlejší zmatek [3]. Proto se vyplatí začít analýzou toku práce a teprve potom vybírat nástroj. Důležité je také počítat s tím, že část úspory pohltí nastavení a údržba řešení. Návratnost se proto nejjistěji projeví u procesů s vysokým objemem, kde se počáteční náklad rozloží do mnoha opakování. 

Jaká je role ERP v automatizaci procesů 

ERP je v automatizaci centrální mozek firmy. Drží data o objednávkách, skladech, výrobě a financích v jedné databázi, takže se údaj zadá jednou a automaticky se promítne všude, kam patří [5]. Tím odpadá opakované přepisování mezi odděleními. 

Příkladem je objednávka od zákazníka. ERP podle ní automaticky rezervuje materiál na skladě, založí výrobní příkaz a připraví podklad pro fakturaci. Člověk jen potvrzuje a řeší výjimky [5]. Jak takové propojení vypadá v praxi, ukazuje optimalizace výrobních procesů s Heliosem. 

Bez ERP zůstává automatizace procesů ostrůvkovitá. Jednotlivá oddělení mají sice své programy, ale data mezi nimi přenáší člověk. Teprve společná databáze umožní, aby krok jednoho oddělení automaticky spustil krok dalšího [5]. 

Jakou roli hraje MES v automatizaci výroby 

Zatímco ERP plánuje na úrovni podniku, automatizaci přímo na dílně řeší výrobní informační systém MES. Sbírá data ze strojů v reálném čase, řídí výrobní operace a hlásí zpět, jak výroba skutečně běží [6]. Tím se výroba stává průhlednou. 

Vztah ERP a MES popisuje norma ISA-95, která rozděluje řízení podniku do úrovní. ERP plánuje zakázky a zdroje, MES tyto pokyny převádí na konkrétní operace a sbírá z nich data [7]. Automatizovaný tok dat mezi oběma rovinami je základem chytré výroby. 

Hledisko	ERP	MES
Úroveň řízení	Celý podnik	Výrobní dílna
Čas	Plánování dopředu	Reálný čas
Co řeší	Zakázky, zdroje, finance	Operace, stroje, sběr dat
Přínos pro automatizaci	Propojení procesů firmy	Online řízení a data z výroby

Zdroj: ČSN EN 62264 (ISA-95). Integrace podnikových a řídicích systémů.

Jak souvisí automatizace s průmyslem 4.0 

Automatizace je jedním z pilířů takzvaného čtvrtého průmyslového směru. Ten staví na propojení strojů, řídicích systémů a dat do jednoho celku, kde spolu zařízení komunikují a samostatně reagují [1]. Automatizace je tedy stavební kámen, na kterém chytrá výroba stojí. 

Klíčový rozdíl proti starší automatizaci je v datech. Dříve stroj jen vykonával naprogramovaný úkol. V moderní výrobě stroj navíc hlásí svůj stav a systémy podle těchto dat upravují plán [1]. Vzniká tak smyčka, kde data z výroby zpětně řídí rozhodování. 

Pro většinu českých výrobních firem ale neznamená průmysl 4.0 skokovou výměnu celé továrny. Jde o postupné kroky, kde se nejdřív propojí ERP a MES a teprve potom přidávají senzory a hlubší automatizace [6]. 

Kde má automatizace své hranice 

Automatizace není všelék. Má smysl jen tam, kde je proces stabilní a popsatelný pravidly. U práce, která se mění případ od případu nebo vyžaduje lidský úsudek, automatizace naráží na hranici [2]. Snaha automatizovat za každou cenu vede k drahým a křehkým řešením. 

• Procesy s mnoha výjimkami se automatizují obtížně a draho 
• Špatně popsaný proces po automatizaci jen zrychlí chyby 
• Příliš mnoho úprav na míru prodraží údržbu řešení 
• Automatizace bez měření přínosu nedokáže prokázat návratnost 

Platí jednoduché pravidlo. Nejdřív proces narovnat a popsat, pak teprve automatizovat [3]. Automatizace dobře nastaveného procesu přináší zisk, automatizace zmatku jen zvyšuje náklady. 

Jak ve firmě s automatizací začít 

• Zmapujte procesy a najděte opakovanou rutinu a místa chyb 
• Narovnejte proces dřív, než ho začnete automatizovat 
• Začněte u činností s vysokým objemem a jasnými pravidly 
• Propojte systémy přes společnou databázi ERP, ne ručním přepisem 
• Měřte přínos po nasazení, abyste věděli, zda se vyplatil 

Automatizace je nejúspěšnější tehdy, když k ní firma přistupuje jako k projektu změny procesů, ne jako k nákupu technologie [3]. Technologie je až ten poslední krok, který narovnaný proces zrychlí a zlevní. 

Jak automatizovat procesy ve vaší firmě 

Automatizace má smysl tam, kde nejdřív narovnáte procesy a propojíte data. Společnost NVSP dodává ERP Helios ve variantách iNuvio a Nephrite a výrobní systém MES, které tvoří základ automatizace od kanceláře po dílnu. Prohlédněte si nabídku produktů NVSP a proberte, kde má automatizace ve vaší firmě nejrychlejší návratnost. 

Shrnutí 

Automatizace nahrazuje opakovanou lidskou práci stroji a softwarem. Probíhá ve výrobě, v procesech mezi systémy i v administrativě. Nejvíc se vyplatí u činností, které se opakují a řídí se jasnými pravidly, naopak nestandardní rozhodování zůstává lidem. Centrální roli v automatizaci procesů hraje ERP, na dílně pak výrobní systém MES, jejichž vztah popisuje norma ISA-95. Automatizace je jedním z pilířů čtvrtého průmyslového směru. Má ale své hranice. Smysl dává jen u stabilního a dobře popsaného procesu, proto se vyplatí proces nejdřív narovnat a teprve potom automatizovat. 

Časté otázky 

Jaký je rozdíl mezi automatizací a digitalizací 

Digitalizace převádí papír a ruční evidenci do elektronické podoby. Automatizace jde dál a nechává systém samostatně provádět kroky, které by jinak dělal člověk [3]. 

Co se ve firmě vyplatí automatizovat nejdřív 

Činnosti, které se často opakují, řídí se jasnými pravidly a mají vysoký objem. Tam má automatizace nejrychlejší návratnost [2]. 

Nahradí automatizace lidi 

Cílem není propouštět, ale přesunout lidi od opakované rutiny k práci, kde je potřeba úsudek a rozhodování. Práce s výjimkami a kreativní úkoly zůstávají lidem [2]. 

Použité zdroje a literatura 

Knihy a učebnice 

[2] van der Aalst, W., van Hee, K. (2004). Workflow Management. Models, Methods, and Systems. MIT Press. ISBN 978-0262720465. 

[4] Kletti, J. (2007). Manufacturing Execution System – MES. Springer. ISBN 978-3540497448. 

[5] Monk, E., Wagner, B. (2013). Concepts in Enterprise Resource Planning. 4. vyd. Cengage. ISBN 978-1111820398. 

[6] Kletti, J. (2007). Manufacturing Execution System – MES. Springer. ISBN 978-3540497448. 

Standardy a normy 

[7] ČSN EN 62264 (ISA-95). Integrace podnikových a řídicích systémů. 

Zprávy a publikace 

[1] Kagermann, H. a kol. (2013). Recommendations for implementing Industrie 4.0. Acatech. 

[3] Schwab, K. (2016). The Fourth Industrial Revolution. World Economic Forum. ISBN 978-1944835002.