Řízení výroby

Zajímavost ze světa 

Tahový systém, který je jádrem štíhlé výroby, popsal Taiichi Ohno ve Výrobním systému Toyota. Výroba se spouští až podle skutečné poptávky, ne podle dopředného plánu [1]. 

Co v článku najdete 

• Co je řízení výroby 
• Jaký je rozdíl mezi plánováním a operativním řízením 
• Jaký je rozdíl mezi tahovým a tlačným řízením 
• Jakou roli v řízení výroby hraje ERP 
• Jakou roli v řízení výroby hraje MES 
• Jaké ukazatele se v řízení výroby sledují 
• Jak souvisí řízení výroby s omezeními a úzkými místy 
• Jak řízení výroby souvisí s neustálým zlepšováním 
• Jaké chyby firmy v řízení výroby nejčastěji dělají 

Co je řízení výroby 

Řízení výroby je soubor činností, kterými firma zajišťuje, aby se vyrobilo správné množství ve správný čas, v požadované kvalitě a za přijatelné náklady. Propojuje plánování s každodenní operativou na dílně [1]. 

Cílem řízení výroby je sladit poptávku, dostupný materiál a kapacitu strojů a lidí. Když některá z těchto složek chybí nebo se zpozdí, řízení výroby na to musí reagovat a plán upravit [1]. Výroba totiž zřídka běžní přesně podle plánu, stroje se porouchají, materiál dorazí pozdě a priority zakázek se mění. Dobré řízení s těmito odchylkami počítá a umí na ně rychle reagovat. 

Řízení výroby se proto netýká jen plánovačů. Zahrnuje mistry, operátory, technology i údržbu. Všichni pracují nad stejným plánem a stejnými daty o skutečném průběhu [3]. 

Dobré řízení výroby drží rovnováhu mezi několika protichůdnými cíli. Firma chce co nejvíce využít stroje, ale zároveň dodržet termíny a nehromadit zásoby. Tyto cíle se často perou a úkolem řízení výroby je najít mezi nimi rozumný kompromis podle situace [1]. 

Jaký je rozdíl mezi plánováním a operativním řízením 

Řízení výroby má dvě roviny, které na sebe navazují. Plánování se dívá dopředu a připravuje výrobu, operativní řízení reaguje na to, co se právě děje [1]. 

Hledisko	Plánování výroby	Operativní řízení
Otázka	Co a kdy vyrobit	Jak výroba právě běžní
Časový horizont	Týdny a měsíce dopředu	Dnes, tato směna, teď
Co řeší	Materiál, kapacity, termíny	Prostoje, kvalitu, odchylky
Typický systém	ERP	MES
Reakce	Úprava plánu	Okamžitý zásah na dílně

Zdroj: Hopp, W. J., Spearman, M. L. (2011). Factory Physics. 3. vydání. Waveland Press.

Obě roviny se potřebují navzájem. Plán bez operativy zůstává na papíře, operativa bez plánu jen hasí požáry [1]. 

Mezi plánováním a operativou často leží jemné plánování, tedy rozvržení zakázek na konkrétní stroje a směny. Hrubý plán z ERP říká, co se má vyrobit do konce týdne, jemné plánování pak určí pořadí operací na každém stroji tak, aby se minimalizovaly přeseřízení a prostoje [3]. 

Jaký je rozdíl mezi tahovým a tlačným řízením 

Výrobu lze řídit dvěma odlišnými principy. Tlačný systém vyrábí dopředu podle plánu a hotové výrobky tlačí dál bez ohledu na okamžitou poptávku. Tahový systém vyrábí až tehdy, když vznikne skutečná potřeba [1]. 

Hledisko	Tlačný systém	Tahový systém
Spouštěč výroby	Plán dopředu	Skutečná poptávka
Zásoby	Vyšší, vyrábí se na sklad	Nižší, vyrábí se na potřebu
Riziko	Nadvýroba a vázané zásoby	Citlivost na výpadky
Původ principu	Klasické plánování MRP	Toyota Production System

Zdroj: Ohno, T. (1988). Toyota Production System. Productivity Press.

Tahový systém je jádrem štíhlé výroby. Jeho principem je vyrábět jen to, co je potřeba, kdy je potřeba a v množství, které je potřeba, čímž se snižuje plýtvání a nadvýroba [1]. K řízení toku slouží nástroj kanban [6]. 

V praxi mnoho firem oba principy kombinuje. Tlačně plánují materiál s dlouhou dodací lhůtou, ale samotnou montáž řídí tahově podle objednávek. Volba závisí na typu výroby, stabilitě poptávky a délce výrobního cyklu. Žádný princip není univerzálně lepší, jde o to vybrat ten vhodný pro danou výrobu [1]. 

Jakou roli v řízení výroby hraje ERP 

ERP je podnikový systém, který stojí na vrcholu řízení výroby. Plánuje zakázky, materiál a hrubé kapacity a propojuje výrobu se sklady a financemi [2]. Pracuje s delším horizontem, v týdnech a měsících. 

ERP odpovídá na otázku, co a kdy se má vyrobit a zda na to je materiál a kapacita. Výrobní příkaz pak předá dál [2]. Na českém trhu tuto roli plní například ERP Helios ve variantách Helios iNuvio a Helios Nephrite. 

ERP ale nevidí dílnu minutu po minutě. Plánuje na základě zadaných dat a norem, ne podle aktuálního stavu strojů [3]. Pro operativu proto potřebuje návaznost na systém řízení výroby. 

Jakou roli v řízení výroby hraje MES 

MES neboli systém řízení výroby přebírá operativní rovinu. Řídi a sleduje výrobu přímo na dílně v reálném čase, od jemného plánování operací po sběr dat ze strojů [3]. Podle směrnice VDI 5600 je řízení a sledování výroby jednou z hlavních úloh MES [4]. 

MES rozvrhne výrobní příkaz z ERP na konkrétní stroje, sleduje jeho průběh a okamžitě hlásí prostoje a odchylky. Mistr tak může zasáhnout hned, ne až po směně [3]. 

MES zároveň vrací data zpět do ERP, takže plánování v ERP může vycházet ze skutečných časů a stavů, ne jen z norem [4]. Tím se obě roviny řízení propojí. 

Jaké ukazatele se v řízení výroby sledují 

Řízení výroby se opírá o měřitelné ukazatele. Nejznámějším je celková efektivita zařízení OEE, která spojuje dostupnost, výkon a kvalitu do jednoho čísla [5]. 

Ukazatel	Co měří
OEE	Celková efektivita zařízení, tři složky v jednom čísle
Dostupnost	Podíl času, kdy stroj skutečně běžtel
Průběžná doba	Čas od zadání zakázky po její dokončení
Rozpracovanost	Množství zakázek právě ve výrobě
Zmetkovitost	Podíl vadných kusů na celkové výrobě

Zdroj: De Ron, A. J., Rooda, J. E. (2005). Equipment effectiveness. OEE revisited. IEEE Trans. Semicond. Manuf.

Aby ukazatele odpovídaly skutečnosti, potřebují přesná data z výroby. Proto se nejlépe počítají z dat sbíraných automaticky přes MES [3]. 

Důležité je sledovat několik klíčových ukazatelů, ne desítky čísel. Příliš mnoho ukazatelů odvádí pozornost a žádný se pak pořádně neřídí. Firma by měla vybrat ty, které nejlépe vystihují její úzká místa a cíle, a podle nich rozhodovat [1]. 

Jak souvisí řízení výroby s omezeními a úzkými místy 

Výkon celé výroby často určuje jediné úzké místo, tedy stroj nebo operace s nejmenší kapacitou. Tuto myšlenku popisuje teorie omezení, podle které je propustnost celku dána právě jeho nejslabším článkem [7]. 

Řízení výroby by se proto mělo zaměřit na úzké místo. Pokud úzké místo stojí, stojí celá výroba, i kdyby ostatní stroje běžtel naplno [7]. Najít úzké místo pomáhají právě data z dílny a ukazatele jako rozpracovanost a průběžná doba. 

MES tato úzká místa zviditelní v reálném čase, protože ukáže, kde se zakázky hromadí a kde vznikají prostoje [3]. 

Krok řízení podle úzkého místa	Co znamená
Najít úzké místo	Stroj nebo operaci s nejmenší kapacitou
Plně využít úzké místo	Zajistit, aby nikdy zbytečně nestálo
Podřídit zbytek úzkému místu	Ostatní operace pracují v jeho rytmu
Posílit úzké místo	Zvýšit jeho kapacitu, pak hledat další

Zdroj: Goldratt, E. M., Cox, J. (1984). The Goal. North River Press.

Tento postup je jádrem teorie omezení. Zlepšovat tam, kde není úzké místo, obvykle nepřinese vyšší výkon celé výroby, jen víc rozpracovaných zakázek [7]. 

Jak řízení výroby souvisí s neustálým zlepšováním 

Řízení výroby není jednorázové nastavení, ale soustavná práce. Štíhlá výroba k tomu používá princip neustálého zlepšování, kdy firma postupně odstraňuje plýtvání a zlepšuje tok [8]. 

• Měřit skutečný stav výroby pomocí dat a ukazatelů 
• Odhalit plýtvání, prostoje a úzká místa 
• Zavést malou změnu a ověřit její dopad 
• Změnu zafixovat a hledat další zlepšení 

Bez dat z výroby je zlepšování jen dohad. Proto spolu řízení výroby, sběr dat a MES úzce souvisí. Data ukazují, kde zlepšovat, a měří, zda změna pomohla [3]. 

Štíhlá výroba klade důraz i na zapojení lidí přímo u strojů. Operátoři nejlépe vidí, kde výroba vázne, a jejich podněty jsou cenným zdrojem zlepšení. Řízení výroby by proto mělo data nejen sbírat, ale i sdílet zpět na dílnu, aby lidé viděli výsledky své práce [8]. 

Jaké chyby firmy v řízení výroby nejčastěji dělají 

• Plánují podle norem a odhadů místo podle reálných dat z dílny 
• Řeší operativu bez plánu a jen hasí požáry 
• Vyrábějí na sklad a hromadí zásoby místo řízení podle poptávky 
• Nesledují žádné ukazatele výkonu výroby 
• Nezaměří se na úzké místo a zlepšují tam, kde to nepomáhá 

Většině těchto chyb se firma vyhne, když propojí plánování v ERP s operativním řízením a daty v MES a řídi výrobu podle skutečnosti, ne podle odhadů [3]. 

Řiďte výrobu podle skutečnosti, ne odhadů 

Dobré řízení výroby spojuje plán s reálnými daty z dílny. Společnost NVSP dodává systém MES Manta pro operativní řízení i ERP Helios pro plánování a oba propojí. Prohlédněte si nabídku produktů NVSP a proberte, jak řídit vaši výrobu podle reálných dat a ukazatelů. 

Shrnutí 

Řízení výroby je soubor činností, kterými firma plánuje, spouští a kontroluje výrobu tak, aby vyrobila správné množství ve správný čas a kvalitě. Dělí se na plánování, které určuje co a kdy vyrobit, a operativní řízení, které hlídá skutečný průběh na dílně. Pro plánování slouží ERP, pro operativu a sledování v reálném čase MES. Výrobu lze řídit tlačně podle plánu dopředu, nebo tahově podle skutečné poptávky, jak to popsal Toyota Production System. Úspěch se měří ukazateli jako OEE. Klíčem je řídit výrobu podle reálných dat, ne podle odhadů. 

Časté otázky 

Co je řízení výroby 

Soubor činností, kterými firma plánuje, spouští a kontroluje výrobu, aby vyrobila správné množství ve správný čas a kvalitě. Dělí se na plánování a operativní řízení [1]. 

Jaký je rozdíl mezi tahovým a tlačným systémem 

Tlačný systém vyrábí dopředu podle plánu, tahový až podle skutečné poptávky. Tahový princip popsal Toyota Production System a je jádrem štíhlé výroby [1]. 

Jaké systémy se používají k řízení výroby 

Pro plánování zakázek a materiálu slouží ERP [2], pro operativní řízení a sledování dílny v reálném čase systém MES [3]. 

Použité zdroje a literatura 

Knihy a učebnice 

[1] Ohno, T. (1988). Toyota Production System. Beyond Large-Scale Production. Productivity Press. ISBN 0-915299-14-3. 

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

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

[6] Anderson, D. J. (2010). Kanban. Blue Hole Press. ISBN 978-0984521401. 

[7] Goldratt, E. M., Cox, J. (1984). The Goal. North River Press. ISBN 0-88427-061-0. 

[8] Liker, J. K. (2004). The Toyota Way. McGraw-Hill. ISBN 0-07-139231-9. 

Normy a standardy 

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

Studie 

[5] De Ron, A. J., Rooda, J. E. (2005). Equipment effectiveness. OEE revisited. IEEE Trans. Semicond. Manuf., 18(1), 190–196.