Pokročilé plánování v praxi: plán a jeho simulace

Nazíráno z vrtulníku se zajištění efektivního provozu výrobního podniku může zdát snadno splnitelným úkolem. Vždyť nejde o nic jednoduššího než o zabezpečení těch správných zdrojů, ať už materiálů, výrobních či lidských kapacit. A je to − výroba může začít.

Navíc, má-li podnik dlouhodobě garantované zakázky − pak už vůbec není čeho se bát. Jenže ďábel vězí v detailech. Tu nám zákazník na poslední chvíli změní objednávku, navýší počty kusů, variabilitu výrobků nebo prostě zkrátí dodací lhůty. Jindy zase klíčoví pracovníci jedou s odboráři na poznávací zájezd nebo je skolí chřipková epidemie. Do toho všeho ještě vypadne linka, právě ta, co už je beztak citlivým místem celého podniku. A může se toho stát mnohem víc − a taky stává. Už toto ale úplně stačí k tomu, aby se vedení firmy nechalo okamžitě zavřít do místního blázince či uvažovalo o hromadném úprku z fabriky "do pryč".

Jak z toho ven? Dokonalejším plánováním, řeknete. Ale jak na něj? Systém ERP nám v tomhle směru pomůže jen velmi málo, o systémech APS se už moc nehovoří a systémy MES se soustřeďují především na technologickou obsluhu výrobních strojů a zařízení.

APS − Pokročilé plánování

Advanced Planning & Scheduling, vlastní kategorie podnikového softwaru, jako ERP nebo MES, pokrývá strategické, taktické i operační plánování. Název zahrnuje plánování, co přesně se má stát, a rozvrhování, kdy přesně to nastane. Plánování je tu realizováno do omezených kapacit. Cílem je vytvoření proveditelných plánů při minimalizaci zásob a radikálním zkrácení dodacích lhůt.

Hlavním konkurentem systémů APS nejsou, jak by se mohlo zdát, klasické podnikové ERP systémy, a dokonce ani systémy MES − jsou to firemní excely. V tom případě jistě nelze hovořit o "jedné verzi pravdy", Průmyslu 4.0 a rovněž tu může být problém s dokazováním shody, v případě výjimečných událostí při jakémkoli selhání vyrobených produktů po jejich expedici na trh. Tyto údaje se nezřídka dokazují po 15 a více letech.

MES − Výrobní informační systém

Systémy MES zajišťují integritu mezi systémy ERP a automatizací technologických procesů ve výrobě. Podle analytiků Gartneru bude do roku 2024 celá polovina MES aplikací zahrnovat průmyslové platformy internetu věcí synchronizované s aplikacemi pro řízení výrobních operací (manufacturing operations management, MOM) poskytujících správu transakcí v reálném čase, řízení sběru dat a pokročilou analytiku.

Existují MES aplikace bez jakékoli plánovací funkce, ale rovněž existuje MES software s plánovacími funkcemi (např. Oracle, Plex, Epicor Software, Honeywell Connected Plant). Ty však nebývají tak bohaté, jako je tomu u APS řešení. Vzhledem k tomu, že MES je typický transakční software, je velmi náročné implementovat přes něj všechny funkce plánování. Aplikace APS totiž vyžadují možnosti simulací tzv. "what-if" analýz pro rozhodovací procesy při zvažování různých výrobních scénářů.

Podnik v reálném čase

Integrací systémů MES a APS se otevírají široké možnosti k řízení podniků v reálném čase, tzv. "real-time enterprise". Pokud oba systémy podporují plánování více pracovišť a průmyslový internet, celý výrobně-dodavatelský řetězec lze plánovat, realizovat a monitorovat v reálném čase − globálně bez geografických omezení. Pokud je v Číně spuštěna výrobní operace, plánovač v ČR může v reálném čase sledovat průběh objednávky. Do aplikace MES/APS se může přihlásit i prodejce a sledovat, kdy bude objednávka zaslána zákazníkovi − bez telefonních hovorů a e-mailů.

Když hovoříme o pokročilém plánování, jde tady vždy ruku v ruce plánování výroby s plánováním logistického řetězce − oba tvoří jeden podnikový organismus.

Případová studie: Siemens IT

Odštěpný závod Industrial Turbomachinery společnosti Siemens v Brně je významným producentem průmyslových parních turbín, jenž důsledně naplňuje firemní vizi Průmyslu 4.0.

Proces dlouhodobého plánování zde byl generován pomocí maker v MS Excel a kapacitní plán tvořen z dat výrobních zakázek podnikového ERP SAP. Tyto postupy byly vysoce neefektivní z důvodů časové náročnosti a složitosti zpracovávaných maker, jejichž parametry byly obtížně modifikovatelné. Oblast krátkodobého plánování se rovněž řešila v prostředí MS Office s důrazem, jak jinak, na úzkou komunikaci mezi plánovači, což bylo provázeno chybovostí a potažmo nepřesnostmi v plánování. Žádný systém totiž nelze nahradit lidským faktorem. Zefektivnění plánovacích procesů se v Siemensu rozhodli řešit zavedením vlastního APS řešení Preactor s konzultační podporou firmy Minerva. Cílem projektu bylo získat přehled, sladit všechny plány a vytvořit jeden centrální výrobní plán detailně postihující všechna pracoviště.

Imlementací APS se významně zefektivnila náplň práce plánovačů. Jako velká výhoda se rovněž ukázalo dodržení návaznosti jednotlivých operací, o kterých měli dosud jen velmi matné představy. Náhrada maker pro výpočet kapacit včetně modelování zátěže pro nabídky a nezpracované zakázky je dalším neocenitelným přínosem APS Proactoru. Velkou přednost pak představuje generování kapacitního zatížení projektů. V oblasti krátkodobého plánu došlo k zpřehlednění a zpřesnění plánů pro všechna výrobní pracoviště.

Případová studie: Valio

Společnost Valio je s ročními tržbami přes dvě miliardy eur lídrem finského trhu mlékárenských výrobků. Tady použili APS software Delfoi Planner ke zcela jiným výrobním účelům.

Potvrzení investice s pomocí simulace: Při plánování zbrusu nové fabriky na sušené mléko v Lapinlahti byl její provoz detailně prověřen již ve fázi předběžného plánování. Simulace APS byly použity k nalezení správného návrhu rozestavění a sladění činností strojů a zařízení. Modely vizuálních zařízení schopné rychle ověřit různé pohledy významně usnadnily diskuse v rámci plánovacích týmů. Prověřili zde i celoroční simulační běhy ve virtuálním závodě, což umožnilo vidět předem chování plánovaného závodu v různých výrobních situacích.

Zvýšení kapacit přes plánování a optimalizaci výroby: V závodě v Joensuu byla kapacita sýrárny výrazně navýšena s pomocí APS nalezením optimální velikosti šarží a optimalizací variací výrobků při zohlednění kapacitních limitů stávajícího vybavení.

U většího množství současně vyráběných mlékárenských produktů se značně liší doba solení. Nalezení správného produktového mixu je velmi náročné. Ve hře je celá řada proměnných a je snadné při nevhodném mixu ztratit většinu kapacity solicích zařízení. Prostřednictvím simulací tu však byli schopni najít správné řešení ještě předtím, než bylo zavedeno do výroby. Výrobní plány jsou nejprve ověřovány v simulátorech. Relativně malé modifikace zde způsobily velké změny. Najednou měli další volné prostory ve svém vždy přeplněném skladu. Skladové zásoby ve skladu čerstvých produktů poklesly po přijetí nových pravidel o celých 40 procent.

Článek byl publikován v komerční příloze Hospodářských novin a týdeníku Ekonom.