Plánování výroby

Zajímavost ze světa 

Myšlenka systematického plánování výroby se ve velkém rozšířila s počítačovým plánováním materiálu MRP v 60. letech. Z něj se postupně vyvinulo MRP II a později celý podnikový systém ERP, který dnes plánování zastřešuje napříč firmou.[3] 

Co v článku najdete 

• Co je plánování výroby a k čemu slouží 
• Jaké jsou úrovně plánování výroby 
• Jaké jsou vstupy a výstupy plánování výroby 
• Jakou roli hraje ERP v plánování výroby 
• Jaké metody plánování výroby existují 
• Jaký je rozdíl mezi MRP a APS 
• Proč se plán a skutečnost ve výrobě liší 
• Jak plánování výroby souvisí s Průmyslem 4.0 
• Jaké chyby firmy v plánování výroby nejčastěji dělají 

Co je plánování výroby a k čemu slouží 

Plánování výroby je rozhodovací proces, který převádí poptávku na konkrétní plán toho, co se vyrobí. Odpovídá na tři základní otázky, tedy co vyrábět, kolik toho vyrábět a kdy to vyrábět [1]. Bez plánu by firma vyráběla nahodile, buď by jí chyběl materiál, nebo by sklady přetékaly hotovými výrobky. 

Smyslem plánování je sladit poptávku s dostupnými zdroji. Na jedné straně stojí objednávky zákazníků a předpověď prodeje, na druhé materiál, stroje a lidé. Plánování hledá rozvrh, který poptávku pokryje a přitom drží zásoby a náklady v rozumných mezích [1]. 

Plánování je třeba odlišit od samotného řízení výroby. Plán určuje, co se má stát, řízení výroby pak dohlíží na to, aby se to skutečně stalo, a reaguje na odchylky přímo na dílně. Obě činnosti na sebe navazují a sdílejí stejná data v podnikovém systému [3]. 

Jaké jsou úrovně plánování výroby 

Plánování se nedělá v jednom kroku. Rozkládá se do několika úrovní podle časového horizontu a míry podrobnosti [2]. Dlouhodobá úroveň pracuje s výhledem na měsíce a roky, operativní úroveň s dny a hodinami na konkrétních strojích. 

Úroveň	Horizont	Co řeší	Typický výstup
Dlouhodobá	Měsíce až roky	Strategie výroby, investice, kapacity	Souhrnný plán výroby
Střednědobá	Týdny až měsíce	Sladění poptávky a zdrojů	Hlavní plán výroby (MPS)
Operativní	Dny až hodiny	Rozvrh operací na strojích	Dílenský rozvrh

Zdroj: APICS (2019). APICS Dictionary. 16. vydání. ASCM.

Vyšší úrovně dávají rámec nižším. Souhrnný plán určuje, kolik se celkem vyrobí, hlavní plán to rozpadá na konkrétní výrobky a termíny a operativní rozvrh přiřazuje práci jednotlivým strojům [2]. 

Toto rozvrstvení má praktický důvod. Na dlouhý horizont chybí přesná data, proto nemá smysl plánovat do detailu jednotlivé operace. Naopak na nejbližší dny je třeba podrobný rozvrh, který řekne, co se kdy spustí na kterém stroji [2]. Každá úroveň tak pracuje s mírou podrobnosti, která odpovídá spolehlivosti dostupných dat. 

Jaké jsou vstupy a výstupy plánování výroby 

Plánování pracuje s daty z celé firmy. Aby plán dával smysl, mustí vycházet z aktuální poptávky a z reálných možností výroby [1]. Čím přesnější vstupy, tím spolehlivější plán. 

Vstupy	Výstupy
Objednávky a předpověď poptávky	Hlavní plán výroby
Kusovníky a technologické postupy	Plán potřeby materiálu
Stav skladů a rozpracované výroby	Objednávky materiálu a výrobní příkazy
Dostupné kapacity a kalendáře	Rozvrh operací na pracovištích

Zdroj: Monk, E., Wagner, B. (2013). Concepts in Enterprise Resource Planning. Cengage.

Kusovník popisuje, z čeho se výrobek skládá, technologický postup zase, jak a na kterých pracovištích vzniká. Bez těchto dat plánování nemůže spočítat potřebu materiálu ani zatížení strojů [3]. 

Jakou roli hraje ERP v plánování výroby 

ERP je podnikový systém, který drží data o zakázkách, skladech, kusovnících a kapacitách na jednom místě. Právstě nad těmito daty plánování probíhá [3]. Když obchodník zadá zakázku, plánování v ERP z ní odvodí potřebu materiálu i práce. 

Historicky se v ERP nejdřív prosadilo plánování materiálu MRP, ze kterého se celý systém vyvinul [3]. Dnes ERP zvládá hlavní plán výroby, rozpad na materiál i základní kapacitní propočty. Jak to vypadá v praxi, ukazuje optimalizace výrobních procesů s Heliosem. 

ERP plánuje na úrovni podniku, tedy zakázky, materiál a zdroje. Pro online řízení dílny se propojuje se systémem MES. Toto rozdělení rolí popisuje norma ISA-95, která řadí podnikové plánování a výrobní provoz do oddělených úrovní [4]. 

Bez tohoto propojení plánuje firma poslepu. ERP sice ví, co se má vyrobit, ale nevidí, jak dílna skutečně běží, kde stroje stojí a které operace se zpozdily. Když plánování dostává reálná data z výroby, dokáže plán opravit dřív, než se zpoždění promítne do termínů zákazníka [4]. 

Jaké metody plánování výroby existují 

Plánování není jen jedna technika. Podle situace firma kombinuje plánování materiálu, plánování kapacit a pokročilé rozvrhování [1]. Každá metoda řeší jinou část úlohy. 

Metoda	Co plánuje	Kdy se hodí
MRP	Potřebu materiálu z kusovníků	Sériová a opakovaná výroba
Kapacitní plánování	Zatížení strojů a pracovišť	Provozy s úzkými místy
APS	Materiál i konečné kapacity najednou	Složitá zakázková výroba
Tah (Kanban)	Doplňování podle spotřeby	Stabilní a vyrovnaná poptávka

Zdroj: APICS (2019). APICS Dictionary. 16. vydání. ASCM.

MRP počítá potřebu materiálu, ale předpokládá neomezené kapacity. Proto se doplňuje o kapacitní plánování a sběr dat z dílny, které ukáže, zda jsou stroje vůbec volné [3]. Pokročilé plánování APS řeší obojí v jednom kroku. 

Jaký je rozdíl mezi MRP a APS 

MRP a APS se často staví vedle sebe, protože obojí plánuje výrobu. Liší se ale v tom, jak nakládají s kapacitou. MRP počítá potřebu materiálu, jako by stroje byly vždy volné, takže vznikne plán, který nemusí jít v praxi splnit [3]. 

APS naopak pracuje s konečnými kapacitami. Plánuje materiál i zatížení strojů současně a hledá rozvrh, který je reálně proveditelný [1]. Cenou za to je vyšší nárok na kvalitu dat o normách, kalendářích a dostupnosti pracovišť. 

Hledisko	MRP	APS
Kapacity	Nekonečné, stroje vždy volné	Konečné, respektuje limity
Výsledek	Plán potřeby materiálu	Proveditelný rozvrh dílny
Náročnost na data	Nižší	Vyšší, nutné normy a kalendáře
Typické nasazení	Sériová výroba	Složitá zakázková výroba

Zdroj: APICS (2019). APICS Dictionary. 16. vydání. ASCM.

V mnoha firmách obě metody spolupracují. ERP s MRP připraví hrubý plán materiálu, APS ho pak doladí na úroveň proveditelného rozvrhu dílny. Tomuto tématu se podrobně věnuje samostatné heslo o pokročilém plánování. 

Proč se plán a skutečnost ve výrobě liší 

Žádný plán se nesplní do puntíku. Výrobu provázejí poruchy strojů, výpadky materiálu i kolísání poptávky. Teorie Factory Physics ukazuje, že variabilita a zatížení spolu úzce souvisejí a že vysoké vytížení zdrojů přirozeně prodlužuje průběžnou dobu [5]. 

Proto se plánování nedělá jednou a navždy. Plán se průběžně přepočítává podle skutečného stavu výroby, který do systému hlásí dílna. Zpětná data o tom, co se skutečně vyrobilo, sbírá MES a posílá je do ERP [6]. 

Dobrý plán proto počítá s rezervou. Kdo plánuje na sto procent kapacity, vystavuje se riziku, že každá drobná porucha rozhodí celý rozvrh [5]. Rozumná rezerva dělá plán odolnějším vůči běžným výkyvům provozu. 

Jak plánování výroby souvisí s Průmyslem 4.0 

S digitalizací výroby se plánování opírá o stále aktuálnější data. Koncept Průmysl 4.0 spojuje stroje, systémy a data do propojeného celku, ve kterém plánování reaguje na dění ve výrobě téměř v reálném čase [7]. 

V praxi to znamená, že stroje hlásí svůj stav do MES, MES posílá data do ERP a plánování se přepočítá podle skutečnosti, ne podle odhadu. Propojení podnikové a výrobní úrovně přitom stále popisuje norma ISA-95 [4]. Roli MES v tomto obrazu rozebírá samostatné heslo, na které toto tema navazuje. 

Jaké chyby firmy v plánování výroby nejčastěji dělají 

• Plánování bez aktuálních dat o skladech a rozpracované výrobě 
• Předpoklad neomezených kapacit, plán pak nejde splnit 
• Plánování na sto procent vytížení bez jakékoli rezervy 
• Nezohlednění úzkých míst, která určují skutečný výkon 
• Žádná zpětná vazba z dílny, plán se neopravuje podle skutečnosti 

Většina těchto chyb pramení z toho, že plán a skutečnost spolu nekomunikují. Pokud plánování běžím nad daty z dílny a počítá s reálnými kapacitami, výroba je předvídatelnější a plán bližší realitě [5]. 

Naplánujte výrobu v systému Helios 

Plánování výroby stojí a padá s kvalitou dat a s propojením plánu se skutečností na dílně. Společnost NVSP dodává ERP Helios a navazující výrobní řešení, která plánování spojují s reálným provozem. Prohlédněte si nabídku produktů NVSP a proberte nezávazně, jak nastavit plánování podle vašich procesů. 

Shrnutí 

Plánování výroby určuje, co, kolik a kdy se bude vyrábět a z jakých zdrojů. Probíhá na úrovni dlouhodobé, střednědobé a operativní. Vstupem jsou objednávky, předpověď, kusovníky a kapacity, výstupem hlavní plán výroby, plán materiálu a dílenský rozvrh. Plánování drží pohromadě ERP, pro online řízení dílny se propojuje s MES podle normy ISA-95. Mezi metody patří MRP, kapacitní plánování a pokročilé rozvrhování APS. Klíčem je počítat s reálnými kapacitami, rezervou and zpětnou vazbou z výroby. 

Časté otázky 

Co je plánování výroby 

Plánování výroby je proces, kterým firma rozhoduje, co, kolik a kdy se bude vyrábět a z jakých zdrojů, aby pokryla poptávku při rozumných nákladech [1]. 

Jaký je rozdíl mezi plánováním a řízením výroby 

Plánování určuje, co se má vyrobit. Řízení výroby pak dohlíží na to, aby se to skutečně stalo, a reaguje na odchylky přímo na dílně [3]. 

Stačí na plánování výroby ERP 

ERP zvládne hlavní plán a plán materiálu. U složité zakázkové výroby s úzkými místy se hodí doplnit pokročilé plánování APS, které počítá s konečnými kapacitami [1]. 

Použité zdroje a literatura 

Knihy a učebnice 

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

[5] Hopp, W. J., Spearman, M. L. (2011). Factory Physics. 3. vydání. Waveland Press. ISBN 978-1577667391. 

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

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

Standardy a slovníky 

[1] APICS (2019). APICS Dictionary. 16. vydání. ASCM. 

[2] VDI 5600 Blatt 1:2016. Manufacturing Execution Systems. 

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