Download - A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Transcript
Page 1: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Přednáška č. 75.4. 2017

Katedra Kybernetiky K13133

Centrum znalostního managementu K13393

Page 2: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Plánovací struktura výroby

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 2

Zákaznickéobjednávky

Plán hlavnívýroby

Zásoby

Prognózy

Zdroje

Požadavkyna nákup

Nákup Dílenské řízeníPracovnípostupy

StrukturyvýrobkůPlán. materiálových

požadavků

Plán. materiálovýchpožadavků

Rozpracovanávýroba

Funkčnízprávy

Pracovnípříkazy

Plán. kapacitníchpožadavků

Plánovacídata artiklů

Strukturyvýrobků

Plánovacídata artiklů

Hrubé kapacitníplánování

Materiálna cestě

Zdroj: Minerva

Page 3: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Agenda

• Teorie omezení.

• Aplikace ve výrobě.

• Aplikace v projektovém řízení.

• Kritický řetěz.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 3

Page 4: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Teorie nebo praxe?„Nothing is as practical as a good theory“

Kurt Lewin

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 4

Page 5: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Teorie omezení

• Theory of Constraints (TOC)

o Ucelená manažerská filozofie

nabízející nový přístup k řízení

a trvalému zlepšování činnosti

organizací.

• Autor:

o Eliyahu Moshe Goldratt

o Izraelský fyzik

o * 31. 3. 2016 - 11. 6. 2011

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 5

Page 6: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Prosperující podnik

Nízké nákladyŘízení s cílem minimalizace

nákladů

Vysoký průchod

Řízení s cílem maximalizace

průtoku

Základní konflikt řízení podniku

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 6

Poznámka: konflikt je znázorněn tzv. „Stromem reality“

Page 7: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Náklady vs. průtok – realita dnešní doby

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 7

Page 8: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Srovnání možného zvyšování zisku

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 8

Snížení nákladů o 10 % růst zisku o 13%

Zvýšení produktivity o 20 % růst o 46,5%

http://www.dbrmfg.co.nz/Bottom%20Line.htm

Page 9: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Srovnání s jinými metodami?

• JIT (Just in Time) - zaměřeno na snížení materiálových zásob.

Doplňování správných zdrojů ve správném množství, ve správné

kvalitě a ve správný čas.

• TQM (Total Quality Management) – snaha o docílení potřebné

kvality výrobku. Řešení otázky, jaké ztráty plynou z nekvality

výrobků, procesů, služeb.

• TOC (Theory of Constraints) – zaměření na úzká místa v

systému. Není to ale mechanická optimalizační technika, nýbrž

způsob myšlení a řešení problémů!

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 9

Page 10: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Problém skupiny „skautů“

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 10

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 11: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Řešení problému?

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 11

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 12: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Synchronizace – „Fordova“ výroba

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 12

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 13: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Synchronizace – výroba „Toyota“

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 13

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 14: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Synchronizace – výroba „TCO“

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 14

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 15: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Reakce na vzniklé problémy?

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 15

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 16: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Princip pěti kroků TOC

Identifikace omezení

Maximalizace využití

omezení

Podřízení systému omezení

Odstranění omezení

Návrat do prvního kroku

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 16

Page 17: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Obecná struktura výroby

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 17

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 18: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

VATI analýza – základní topologie výroby

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 18

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Otázka: na který výrobek se zaměřit při maximalizaci zisku / obratu?

Page 19: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

DRUM – BUFFER - ROPE

DRUM • Hlavní plán výroby

BUFFER • Ochrana propustnosti

ROPE • Plán nekritických míst

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 19

Page 20: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Hlavní plán výroby - DRUM

• Základem jsou nalezené kritické zdroje – Critical Constraint

Resource (CCR)

• Podřízení průtoku kapacitě CCR (doporučeno vytěžovat na

maximum, ale ne 100%).

• Doplňující faktory:

o Priority výroby.

o Procesní velikost dávek.

o Přepravní velikost dávek.

• Komplikující faktory:

o Seřizování, různorodost výrobků na CCR, opakované zpracování…

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 20

Page 21: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Aplikace hlavního plánu výroby

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 21

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 22: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Zásobníky – ochrana omezení

• Málo vytížený x přetížený zdroj (kritický).

• Proč chránit kritické zdroje?

o Neděláme to, co máme dělat.

• dělejme to, co máme dělat.

o Děláme to, co nemáme dělat.

• nedělejme to, co nemáme dělat.

• Výrobní zásobníky (BUFFERs)

o Časový – „hodina“ je pořád „hodina“.

o Kusový - počet kusů se může lišit dle výrobku.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 22

Page 23: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Kusový zásobník

• Hotové výrobky

o dodávky „ze skladu“.

• Rozpracovaná výroba

o nestabilní procesy, nedostatek času pro spuštění nové dávky.

• Nakupovaný materiál

o nestabilita dodavatelů.

• Pozor na zvyšování zásob!

o Jen pro to, po čem je vysoká poptávka.

• Čím kratší doba výroby, tím méně je potřebujeme!

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 23

Page 24: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Časový zásobník

• Přídavná průběžná doba výroby, která umožňuje, aby materiál

dosáhl plánovaného bodu výroby o plánovaný úsek dříve.

• Vhodné umístění chrání průtok před neplánovanými problémy.

• Příklady

o Zásobník 1 den – všechny výrobní příkazy musí být na kritickém zdroji

nejpozději v den zpracování.

o Zásobník 4 dny – v daném dni musí být na kritickém zdroji všechny

výrobní příkazy na následující 4 dny.

• Realita vznik děr v zásobnících (penetrace zásobníku).

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 24

Page 25: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Obsah časového zásobníku

• Jaký smysl mají zásobníky naplněné na 100%?

• Eliminujme nadbytečné zásobníky!

• Nezapomínejme na roli zásobníků

o Ochrana průtoku.

o Čím vyšší naplněnost, tím vyšší cena a průběžná doba.

o Pro první etapu je dostatečné naplnění i na 95%.

o Pro finální etapu téměř nulová.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 25

Page 26: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Cyklus aplikace TOC ve výrobě

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 26

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 27: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Velikost časového zásobníku

• Empirické pravidlo

o Startovací velikost = ½ aktuální průběžné doby výroby.

o Rozděleno na 2 části

• Před kritickým zdrojem (CCR buffer).

• Před zákazníkem (Shipping Buffer).

• Rozdělení zásobníků do zón o velikosti 1/3 velikosti zásobníku:

o Bezpečná zóna (zelená) – nejvzdálenější budoucnost.

o Pozorovací zóna (žlutá) – dochází k narušení průběhu výroby.

o Urgentní zóna (červená) – okamžitý manažerský zásah.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 27

Page 28: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Aplikace časového zásobníku

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 28

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 29: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Monitorování zásobníků

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 29

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 30: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Rope (lano)

• Zajištění synchronizace nekritických zdrojů.

o Vhodné vytížení nekritických zdrojů.

o Uvolňování materiálu způsobem, který podporuje plánovaný průtok.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 30

http://www.dbrmfg.co.nz/Production.htm

Page 31: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Splnění „trojimperativu“

Udělat vše pro splnění cíle

Kompenzovat chybné odhady

Neohrozit žádné jiné cíle

Nekompenzovat chybné odhady

Konflikt řízení projektů

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 31

Page 32: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Hustota pravděpodobnosti splnění cíle v čase (odhadu)

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 32

http://www.dbrmfg.co.nz/Projects%20Project%20Buffers.htm

Výroba

Projekt

Page 33: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Důvody složitosti projektů

• Neznalost na počátku (viz. „kužel nejistoty“):

o Existuje „variabilita“ toho, co je známé.

o Existuje „nejistota“ toho, co je neznámé.

• Psychologické aspekty projektů:

o Studentský efekt.

o Parkinsonův zákon.

o nevhodné využití rezerv (zásobníků) projektu.

• Heuristika odhadu projektů

o Nejčastější odhady se pohybují kolem 80% celkového času.

o Z grafu hustoty plyne, že tato doba je dvojnásobek 50% času dobu úkolu

stanovíme jako polovinu času a zbylou polovinu ochráníme pomocí zásobníku.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 33

Page 34: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Projekt versus výroba

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 34

http://www.dbrmfg.co.nz/Projects%20Project%20Buffers.htm

Page 35: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Role zásobníků v projektu

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 35

http://www.dbrmfg.co.nz/Projects%20Project%20Buffers.htm

Page 36: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Příklad použití TOC v projektu

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 36

http://www.dbrmfg.co.nz/Projects%20Project%20Buffers.htm

Page 37: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Další omezení

• Standardní metody projektového řízení

o Metoda kritické cesty (Critical Path Management).

o Program Evaluation and Review Technique (PERT).

• Problém?

o Omezené zdroje!

o Multitasking kritických zdrojů?

• Metoda kritického řetězce (Critical Chain Project Management)

o Nejdelší cesta závislých událostí, ale s ohledem na závislost zdrojů.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 37

Page 38: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Práce se zdroji

• Celkový čas můžeme zkrátit na 75%.

o dalších 25% je lokální rezervou.

• Lokální plánování!

o Kde to jde, snažíme se o paralelismu.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 38

Page 39: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Multitasking zdrojů

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 39

http://www.dbrmfg.co.nz/Projects%20Critical%20Chain.htm

Page 40: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Ochrana omezení

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 40

http://www.dbrmfg.co.nz/Projects%20Critical%20Chain.htm

Page 41: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Příklad použití kritického řetězu I.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 41

http://www.dbrmfg.co.nz/Projects%20Critical%20Chain.htm

Page 42: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Příklad použití kritického řetězu II.

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 42

http://www.dbrmfg.co.nz/Projects%20Critical%20Chain.htm

Page 43: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Hlavní myšlenky TOC

• V každém systému existují omezení.

• Omezení brání dosažení maximálního

výkonu.

• Podřízení systému maximálnímu

využití omezujících míst stabilizuje

systém a maximalizuje průchod.

„Systém je tak silný, jako jeho nejslabší článek“

”Posilování jiných článků je zbytečné a ztrátové”

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 43

Page 44: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

ZávěrDotazy, připomínky, názory…

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 44

Page 45: A0M33PIS - Průmyslové informační systémy

Doporučená literatura

• Eliyahu M. Goldratt , Cíl (The Goal), INTERQUALITY, 2001

• Eliyahu M. Goldratt , Cíl II (It's not Luck) , INTERQUALITY, 2006

• Eliyahu M. Goldratt , Kritický řetěz (Critical Chain), ,

INTERQUALITY, 1999

• Josef Basl, Pavel Majer, Miroslav Šmíra, Teorie omezení v

podnikové praxi, Grada , 2003

• www.goldratt.cz

• http://www.dbrmfg.co.nz/

A0M33PIS (C) Ing. Pavel Náplava 45