Studijní opora: Řízení výroby (NEW)

1. Úvod ke kapitole Řízení výrobního procesu

Nové možnosti rozvoje vzdělávání na Technické univerzitě v Liberci

Specifický cíl A3: Tvorba nových profesně zaměřených studijních programů

NPO_TUL_MSMT-16598/2022 

 Řízení výroby

Studijní opora

 Ing. Magdalena Zbránková, Ph.D. 

Studijní cíle

Studující po nastudování tématu dokáže

• definovat pracoviště,
  
• vysvětlit pojmy pracovní operace, úkon a pohyb,
• vysvětlit pojmy výrobní dávka, série, průběžná doba výroby,
• vysvětlit pojem směnnost z pohledu zaměstnavatele i zaměstnance.

Klíčová slova

Výrobní operace, pracoviště, výrobní dávka, průběžná doba výroby, směna.

Požadované vstupní znalosti

Požadovány jsou znalosti z předmětu nauka o podniku a předchozích kapitol.

Časové požadavky ke studiu

Celkový doporučený čas k prostudování kapitoly je 6 hodin.

2. Řízení výroby

Úspěšné řízení výroby spočívá ve správné odpovědi na 6 otázek (metoda 6W) (Gros, 2016).

• Proč má podnik vyrábět? (Why)
• Co je potřeba vyrábět? (What)
• Kdo to bude vyrábět? (Who)
• Jak to bude podnik vyrábět? (Which method)
• Kde to bude vyrábět? (Where)
• Kdy to bude vyrábět? (When)

Prioritním problémem řízení výroby je rozhodování o tom, zda má smysl vyrábět a nabízet uvažované výrobky na trhu. Tento problém se sice netýká přímo řízení výroby, ale celkového zaměření aktivit podniku, ale kladná odpověď je výchozím předpokladem. Je jasné, že cíle výroby se odvozují od celopodnikových cílů.  

Druhým problémem je volba výrobního programu, která je dána hlavně požadavky zákazníků a předpokladů ohledně vývoje poptávky v budoucnu. 

Následuje rozhodování o tom, kdo bude v rámci podniku požadavky plnit, které závody, útvary či dílny budou výrobky vyrábět. Zároveň je potřeba vybrat vhodný postup, metodu, z dostupných technologií výroby, pracovních postupů, variant metod řízení a organizace práce, vč. velikosti výrobní dávky. 

Následuje lokalizace výroby plánovaných výrobků na jednotlivá pracoviště, stroje, výrobní linky a v souladu s požadavky zákazníků určit termíny pro zahájení výroby, aby byly splněny termíny vyřizování objednávek. Jedná se o problematiku tzv. lhůtového plánování výroby.

Snahou je zajistit výrobu, která, jak uvádí Tomek (1999), bude:

• Kapacitně vyhovující.
• Vybavená vhodnou technologií.
• Schopná zajistit požadovanou jakost.
• Otevřená neustálému snižování výrobních nákladů.
• Organizována tak, aby byla zajištěna potřebná přizpůsobivost.
• Zajištěná výrobními faktory na požadované úrovni v požadovaném množství a v požadované kvalitě.
• Vybavená pracovníky s náležitou kvalifikací.
• Dosahovat požadované úrovně produktivity práce. 
• Inovativní.

3. Hierarchická struktura řízení výroby

Řízení výroby je možné chápat na třech úrovních, na úrovni:

• strategické (dlouhodobé plánování),
• taktické
• a operativní (krátkodobé plánování).

Základní úkoly, kterým se věnují jednotlivé úrovně řízení, jsou patrné z obrázku.

Obr. Základní úkoly jednotlivých úrovní řízení

4. Organizační uspořádání výrobních útvarů

Organizace výroby je souhrnem vztahů mezi činiteli výroby a činnost která tyto vztahy vytváří a usměrňuje. 

Úkolem organizace výroby je:

• uspořádat činitele výroby v jednotný ucelený systém,

•  vytvořit věcné, časové a prostorové uspořádání výrobního procesu a strukturu.

Protože výrobní systém je velice složitý, je pro potřeby řízení nutné rozčlenit výrobní proces na dílčí části. Lze odlišit jednotlivé výrobní stupně, které jsou charakteristické uceleným počtem operací realizovaných skupinou pracovníků na jednom nebo několika pracovištích umístěných ve vymezeném prostoru. 

Rozeznáváme tyto stupně řízení výroby:

• pracoviště (základní článek),
• dílna (první stupeň),
• provoz (druhý stupeň),
• závod (třetí stupeň).
• podnik (čtvrtý stupeň) atd.

Zobrazení úrovní řízení v podniku v organigramu (tj. zobrazení organizační struktury podniku) je patrné z následujícího obrázku.

Obr. Stupně řízení tradičního výrobního podniku (zpracováno podle Hádek, 2005)

4.1. Pracoviště

Pracoviště

Pracoviště jsou základním prvkem prostorové struktury výrobního procesu a jsou tvořena pracovníkem a strojním zařízením (což je daný dlouhodobý hmotný majetek), které využívá pracovník k přetváření materiálu. 

Pracoviště je vymezený prostor, který je uzpůsobený pro provádění konkrétní výrobní operace. Pracoviště je vybaveno potřebnými pracovními prostředky a organizováno tak, aby operace bylo možno provádět v co nejkratším čase, s nejmenšími náklady i pracovním úsilím, požadované jakosti, při dodržení bezpečnosti práce (Gros, 2016).

Na pracovištích jsou realizovány výrobní operace, které jsou dále děleny na dílčí úkony a pohyby.

Operace je souvislá nepřerušovaná práce, kterou vykonává jeden pracovník (příp. skupina pracovníků) na určitém předmětu (skupině předmětů) na jednom pracovišti ve stanoveném rozsahu. Příklady operace: svaření 2 kusů materiálu k sobě, ohoblování prkna síly 30 mm na sílu 25 mm, přišití knoflíku na košili.

Pracovní úkon je jednoduchá souvislá, přesně ohraničená, ukončená činnosti, která se uskutečňuje v rámci operace. Je zaměřen na činnost určitým nástrojem (stříhání, řezání, lisování, ad.), nebo na umístění obrobku (např. vložení materiálu, upnutí, vyjmutí součásti apod.).

Pracovní pohyb je dále nedělitelná (pozorovatelná a měřitelná) část pracovního úkonu pracovníka (např. uchopení součásti, přemístění, aj.).

Možnosti využití tohoto členění se dozvíte v tématu věnovanému standardizaci výrobního procesu.

Výrobní úsek je tvořen soustavou několika pracovišť, které jako celek umožňují výrobu určitého souboru dílů výrobku. 

4.2. Další stupně uspořádání

Dílna je vyšším stupněm řízení a vzniká seskupením pracovišť. Seskupení může být podle charakteru výrobků (předmětného principu), nebo podle technologické podobnosti pracovních operací (technologického principu), jak už bylo uvedeno dříve. 

Provoz se zpravidla skládá z několika dílen a zahrnuje větší, jasně ohraničený úsek, zpravidla v rozsahu určité výrobní fáze.

Závod je ucelená výrobní jednotka, která se skládá z provozů a dílen soustředěných obvykle na jednom místě. Může zahrnovat i místně odloučené dílny.

Podnik se může skládat z několika závodů. Další stupně řízení mohou vzniknout na základě kooperace či koncentrace.

Stupně řízení v tradičním výrobním podniku jsou znázorněny na následujícím obrázku.

Obr. Stupně řízení ve strojírenském podniku

5. Plánování výroby

Plánování výroby je jedním z úkolů dispozitivního faktoru - managementu podniku. Účelem plánování výroby je koordinovat výrobu, odbyt a financování, tak aby bylo možné dosahovat podnikových cílů. 

Předmětem plánování výroby je formování výrobního procesu z hlediska věcného, časového a prostorového. 

Zahrnuje plánování:

• výrobního programu,

• výrobního procesu,

• připravenosti výrobních faktorů (tj. plánování nákupu, dopravy a skladování; úzce souvisí s logistikou).

Prvním dvěma oblastem se věnuje další text.

6. Plánování výrobního programu

Výrobní program spolu s výrobním profilem podniku tvoří základ věcné struktury výrobního procesu.

Plánování výrobního programu se zabývá hledáním odpovědí na 3 základní otázky:

• CO? Které druhy produktů se mají vyrábět.

• KOLIK? V jakém množství.

• KDY? V jakém období se mají vyrobit.

Výrobní program daného podniku je tvořen výrobky (druhy, typy), které jsou v určitém období vyráběny. V čase se výrobní program mění. Měl by být v souladu s výrobním profilem podniku. Výrobní profil podniku je dán počtem a strukturou pracovníků a dlouhodobého hmotného majetku.

Podkladem pro plánování jsou informace z oblasti odbytu (poptávka, cena), výroby (kapacita výroby), nákupu (kapacita skladů, disponibilní materiál).

Při plánování má významnou roli časový horizont - rozlišuje se dlouhodobé a krátkodobé plánování.

Dlouhodobé plánování výrobního programu se zabývá základní strukturou výrobního programu, plánováním inovací, nových produktů, výrobních postupů. Výrobní postupy zahrnují jak plány pro výrobní zařízení (tj. dlouhodobý hmotný majetek), zabývají se i plánováním počtu a kvalifikační struktury pracovníků.

Krátkodobé plánování výrobního programu konkretizuje dlouhodobý plán. S ohledem na dostupný dlouhodobý hmotný majetek a pracovní sílu se zaměřuje na zavádění variant výrobků a stanovení objemu výroby jednotlivých druhů výrobků. 

Při plánování se vždy usiluje o:

• optimální (ideálně stálé) využití dlouhodobého hmotného majetku a pracovních sil,

• optimální (ideálně minimální) stav zásob.

7. Plánování výrobního procesu

Plánování výrobního procesu hledá odpověď na otázky:

• JAK? Jakými výrobního postupy plánované množství výrobků vyrábět.

• KDY? Ve kterém období.

• KDE? Ve kterých výrobních stupních řízení. 

Hledá se optimální kombinace výrobních faktorů, která povede k co nejnižším výrobním nákladům (jedná se o základní princip štíhlé výroby, která bude tématem dalších přednášek). Pomoci při plánování mohou informační technologie, bez nich už se řízení výroby neobejde. Při plánování by se nemělo zapomínat ani na ochranu životního prostředí. 

Plánování výrobní procesu je základem pro časovou a prostorovou strukturu výrobního procesu.

Dlouhodobé plánování výrobního procesu má určit výrobní postup, který umožní vyrábět s co nejnižšími náklady, vymezit potřebný dlouhodobý hmotný majetek a stanovit potřebu pracovníků. Typologii výrobního procesu se věnuje samostatná kapitola.

Krátkodobé plánování výrobního procesu vymezuje výrobní proces z hlediska času a zahrnuje:

• plánování velikosti výrobní dávky,

• lhůtové plánování,

• plánování výrobních kapacit.

7.1. Plánování velikosti výrobní dávky

Výrobní dávka (série) je konkrétní množství výrobků (součástí, dílů) jednoho druhu, které jsou vyráběny v těsném sledu za sebou, bez přestavby nebo přerušení výrobního procesu. (Tomek, 2014)

Pozn. V chemickém průmyslu či potravinářském se jedná o várky či šarže.

Z organizačních důvodů se v průběhu výroby mohou výrobní dávky dále dělit na dopravní dávky, tj. skupiny součástí dopravovaných mezi operacemi najednou. (Váchal, 2013)

Plánování velikosti výrobní dávky se používá v podnicích, které na stejném výrobních zařízení vyrábí více typů výrobků. Počet výrobků v dávce není náhodný a jeho volba má vliv na nákladovou i časovou optimalizaci výroby (ovlivní výši zásob, využití výrobního zařízení i průběžnou dobu výroby). 

Se stanovením velikosti výrobní dávky souvisejí složky výrobních nákladů:

1. Náklady na přípravu a zakončení výrobní dávky (náklady na seřízení stroje, čištění, zahřátí na provozní teplotu, přestavbu linky apod.) nezávisí na velikosti výrobní dávky, jsou fixní, takže s růstem velikosti dávky na jednotku klesají.

2. Ostatní náklady spojené s výrobou dávky (náklady na udržování zásob, např. náklady na skladování polotovarů mezi výrobními stupni, operacemi) rostou, jsou proporcionální objemu produkce. Při plánování velikosti výrobní dávky se hledá její optimální velikost.

Pro stanovení optimální velikosti výrobní dávky se hledá takové množství, u kterého vznikají nejnižší celkové jednotkové náklady. Viz následující obr.

Obr. Optimální výrobní dávka

Vzorec pro výpočet optimální výrobní dávky má následující tvar:

Obr. Vzorec pro výpočet optimální výrobní dávky

7.2. Časový průběh výrobního procesu

Časové uspořádání výrobního procesu se týká stanovení posloupnosti operací, které je nutno postupně zpracovat jednotlivými pracovišti, a dále stanovení předpokládaných termínů realizace operací na předepsaných pracovištích. (Váchal, 2013)

Základní pojmy jsou:

• průběžná doba výroby,
• průběžná doba výrobku,
• výrobní takt.

Základním časovým ukazatelem při hodnocení výroby je průběžná doba výroby. Průběžná doba výroby se týká pouze vlastního výrobního cyklu, tj. doby od provedení první operace až po předání na sklad hotových výrobků. Zahrnuje dobu trvání technologických operací, dobu trvání technologických operací a časy přerušení (přestávek) (Tomek, 2014).

Technologické časy zahrnují:

• ruční operace,
• strojní operace,
• strojně-ruční operace,
• automatické operace,
• přírodní (biochemické) operace.

Netechnologické časy zahrnují:

• přípravu pracoviště,
• seřízení stroje,
• přepravní operace,
• časy technologické manipulace,
• nakládání, skladování,
• kontrolu jakosti.

Časy přerušení jsou časy:

• vyvolané organizací práce (režim dne, směnnost, dávky materiálu, synchronizace, režim obsluhy, kompletace),

• vyvolané stavem technického zařízení (technologická synchronizace, poruchy strojů, údržba),

• vyvolané technicko-organizačními nedostatky (nedostatky manipulace, nedostatek energie a materiálu),

• vyvolané subjektivními příčinami ze strany pracovníka (osobní ztráty, zbytečná práce v důsledku nedostatečné přípravy) apod. 

Snahou při řízení výroby je redukovat či zcela odstranit činnosti, které nepřidávají hodnotu. 

• Přidaná hodnota je  soubor všech činností, které vedou k fyzické změně struktury, tvaru nebo složení výsledného produktu. Zákazník je ochoten jejich hodnotu uznat a zaplatit. 

• Nepřidaná hodnota jsou činnosti, které sice hodnotu nepřidávají, zákazník za ně většinou není ochoten platit, ale v současných technologických podmínkách se nedají zcela eliminovat. Může se jednat např. o přestavbu strojního zařízení.

• Plýtvání představují činnosti, za které zákazník není ochoten zaplatit a z pohledu technologie se vůbec nic nestane, pokud se zcela odstraní. Jedná se například o zbytečnou manipulaci, čekání, zbytečnou chůzi apod.

V sériových výrobách je průběžná doba výroby závislá na tom, zda zvolíme postupný, průběžný, nebo smíšený způsob výroby. Na následujícím obrázku je znázorněn časový průběh výroby dávky o velikosti 6 kusů procesem se 4 operacemi. Pro záznam průběhu operací a jednotlivých výrobních a manipulačních časů je na harmonogramech použito úseček ve tvaru:

Délka úseček je úměrná trvání operací.

Obr. Časový průběh výrobního procesu (Gros, 2016)

Průběžná doba výrobku představuje celý cyklus od prvního impulsu k vývoji výrobku, přes jeho technickou přípravu výroby, ověření ve výrobním procesu, vlastní výrobní cyklu (průběžnou dobu výroby) až po ukončení expedice, popř. i včetně dalších odbytových činností.

Další charakteristikou časové struktury výrobního procesu je výrobní takt. Výrobní takt je časový interval mezi odvedením dvou po sobě následujících součástí (výrobků). (Tomek, 2014) Od něj se pak odvíjí rytmus práce a stupeň synchronizace (časového souladu) u jednotlivých pracovišť.

7.3. Plánování výrobních kapacit

Výrobní kapacita je maximální objem výroby, který může být v dané výrobní jednotce, na daném zařízení či stroji, při dané technologii vyroben za stanovenou dobu.

Je potřeba zdůraznit, že celková kapacita výrobní jednotky není dána prostým součtem kapacit jednotlivých složek, ale je ovlivněna např.:

• disponibilním počtem strojů a zařízení, jejich výkonem,
• počtem pracovníků,
• směnností,
• plochami,
• časovými efektivními fondy.

Některé z výše uvedených pojmů, vč. výpočtů výrobní kapacity, budou zmíněny v dalších tématech.

Úkolem řízení výroby je sladit výrobní kapacitu a kapacitní poptávku. Cílem je plné (stoprocentní) využití dostupných kapacit - neměly by vznikat ani úzká místa, ani by nemělo docházet k chodu naprázdno. Využití výrobních kapacit výrazně ovlivňuje ekonomiku výrobních procesů. 

K vybilancování kapacit lze využít:

• přizpůsobení výrobních kapacit,
• přizpůsobení vytíženosti.

Přizpůsobení kapacit znamená zvýšení nebo snížení kapacit, a to změnou směnnosti, počtu pracovníků, zásahy do přesčasové práce, změnami ve vybavení dlouhodobým hmotným majetkem atd.

Přizpůsobení vytíženosti se děje zvýšením či snížením vytížení. Zvyšení je možné dosáhnout pomocí využití rezervních pracovišť, racionalizací údržby a oprav, dodatečnými zakázkami atd. Naopak snížení je možné využitím subdodávek, či změnou termínů.

7.4. Směnnost

Směnnost vyjadřuje, v kolika pracovních směnách pracovního dne je výroba uskutečňována. Jedním z dílčích cílů řízení výroby je co nejvyšší směnnost, při níž je dosahováno maximálního využití výrobních kapacit. 

V nepřetržitém provozu je směnnost dána charakterem technologického procesu, který zpravidla musí probíhat nepřetržitě. V přerušovaných výrobách je směnnost nižší, ale ekonomické důvody vedou ke zvyšování směnnosti i v těchto výrobách. Zvyšování směnnosti umožňuje efektivní využití strojního zařízení, zkracování průběžné doby výroby, snižování nákladů a zvyšování efektivnosti výroby. Je možné zvýšit objem výroby a zajistit rychlejší obměnu výrobního zařízení.

Podmínky pro práci ve směně jsou vymezeny v zákoníku práce.  

Směna je předem stanovená pracovní doba.

Pracovní doba je doba (čas), po kterou je zaměstnanec povinen pro svého zaměstnavatele vykonávat práci.

Doba odpočinku je doba (čas), která není pracovní dobou.

Pokud se zaměstnanci střídají vzájemně po 12 hodinách v rámci 24 hodin, které jdou po sobě, jedná se o dvousměnný pracovní režim. Pokud se však zaměstnanci střídají po 8 hodinách v rámci 24 hodin, které jdou po sobě, jedná se o třísměnný pracovní režim.

Stanovená týdenní pracovní doba u zaměstnanců podle zákoníku práce činí 40 hodin týdně, přičemž existují i výjimky, kdy nemusí být tato doba dodržena. Dle §79 odstavec 2 a 3, u zaměstnanců:

• s třísměnným a nepřetržitým pracovním režimem 37,5 hodiny týdně,
• s dvousměnným pracovním režimem 38,75 hodiny týdně.

Nepřetržitý pracovní provoz vyžaduje, aby byla práce prováděna 24 hodin denně, 7 dní týdnu, tudíž se zaměstnanci střídají pravidelně ve směnách v nepřetržitém provozu v rámci 24 hodin, které jdou po sobě.

Zaměstnavatel je povinen sestavit řádný rozpis směn a dodržet všechny náležitosti stanovené zákoníkem práce, zejména pracovní přestávky – na jídlo a oddech, pro bezpečnost provozu a zejména pro nepřetržitý odpočinek v týdnu a mezi dvěma směnami.

Přestávka v práci na jídlo a oddech je doba, která se nezapočítává do pracovní doby (nejdéle po 6 hodinách nepřetržité práce, musí trvat nejméně 30 minut v kuse). Bezpečností přestávka se započítává do pracovní doby. Je dána dle zvláštních předpisů (např. pokud je pracovník vystaven vysoké fyzické zátěži, hluku, dlouhodobě zatěžuje zrak – práce na PC).

8. Seznam použitých zdrojů

GROS, Ivan. 2016. Velká kniha logistiky. Praha: VŠCHT. ISBN 978-80-7080-952-5.

KEŘKOVSKÝ, Miloslav. 2009. Moderní přístupy k řízení výroby. 2. vyd. Praha: C.H. Beck. ISBN 978-80-7400-119-2.

TOMEK, Gustav a Věra VÁVROVÁ. 2014. Integrované řízení výroby: Od operativního řízení výroby k dodavatelskému řetězci. Praha: Grada Publishing. ISBN 978-80-247-4486-5.

TOMEK, Gustav a Věra VÁVROVÁ. 1999. Řízení výroby. Praha: Grada Publishing. ISBN 80-7169-578-5.

VÁCHAL, Jan a Marek VOCHOZKA. 2013. Podnikové řízení. Praha: Grada Publishing. ISBN 978-80-247-4642-5.