Moderní přístupy k plánování a řízení výroby
Plánování materiálových požadavků (MRP)
 Prezentace
 Tisk

Princip plánování materiálových požadavků


Princip automatického plánování materiálových požadavků pochází ze šedesátých let minulého století. Je rozdíl, zda se jedná o kusovou nebo sériovou výrobu. Zatímco u kusové výroby jsou obvykle vstupem do plánování konkrétní obchodní případy, u sériové výroby jsou to obecně prognózy a marketingové požadavky. Konkrétní obchodní případy a prognózy tvoří hlavní plán výroby (MPS).


Definice MRP


Plánování materiálových požadavků (MRP) je metodika plánování materiálů vyvinutá v roce 1970 s využitím výpočetní techniky. Hlavní rysy MRP je vytvoření požadavků na materiál prostřednictvím rozpadu kusovníků, a časového posunu požadavků pomocí průměrné lhůty dodání. MRP II byl vyvinut jako druhá generace MRP, a to představuje systém uzavřené smyčky: plánování výroby odvozené z hlavního plánu výroby (MPS), který řídí plán materiálu, který je vstupem do kapacitního plánu.


Zpětnovazební smyčky zajišťují vstup do nižší úrovně jako rekurzivní proces. MRP techniky v podstatě řídily rozvoj standardního softwarových balíků řízení výroby s využitím integrované databáze. Tyto systémy se vyvinuly do toho, co je nyní známo jako systémy Plánování podnikových zdrojů (ERP).


V Plánování výrobních zdrojů (MRP II) jsou prognózy kombinovány a přizpůsobeny objednávkám zákazníků a jsou zdrojem modulu hlavního plánu. Jakmile je nastaven hlavní plán, proces MRP rozpadá kusovníky, obvykle přes noc nebo o víkendech, a vytváří požadavky na materiály. Požadavky na materiál jsou zdrojem pro modul plánování kapacit, který testuje plán vytvořený MRP proti současným kapacitám. Tato zpětná vazba smyčka vytvoří dvě alternativy: zvýšení kapacity nebo úpravu hlavního plánu. Započtení disponibilních zásob a rozpracované výroby je zahrnuto jako regenerativní proces.


Problémy


Plánování potřeb materiálu jakékoliv generace předpokládá jemně vyladěný systém dat, což se stává zřídka. Funguje také na základě průběžné (dodací) lhůty, což je chybný předpoklad, protože jak vnější, tak vnitřní dodací lhůty jsou dynamické a mění denně. MRP také předpokládá nekonečnou kapacitu, což je nereálné a obtížně se zajistí. Konečným výsledkem je obvykle zvýšení zásob, způsobené výrobou nesprávných dílů, což mělo být právě pomocí MRP řešeno. Jedním z důvodů vytváření nadměrných zásob je, že systém dat a jejich přesnost vyžadovaná pro správné spuštění MRP je obtížné dodržet, a systém MRP přehledů notoricky vede k tisku tun nepoužitelných přehledů materiálových požadavků.


To také vyžaduje odkládání (snížení priority) požadavků, aby se zabránilo nadměrnému množství zásob, což se málokdy podaří, neboť se to provádí s malou prioritou.


Konečně MRP, využívající metodiku posunutého bodu objednání, je tlakový systém, který spíše předpokládá požadavky, než reaguje na skutečné požadavky, jak je to v technologii toku požadavků.


Pokud je MRP spouštěn předpovědí, jak se předpokládá, reaguje na nejistotu prognózy a produkuje díly, které snad někdo bude potřebovat.


Pragmatické používání


Techniky plánování materiálových požadavků se ukázaly jako neefektivní na mikroúrovni. Pokud je však oddělena od exekutivního systému, poskytuje dobrou metodiku pro prognózování jak vnitřních tak i dodavatelských požadavků na kapacitu. Je třeba provádět "ostrý řez" mezi plánováním a prováděním. To znamená užívat MRP pro předpověď požadavků na vyšší úrovni, ale používat technologii toku požadavků s omezenými kapacitami a skutečnými tahovými systémy, jako je Kanban, pro potřeby denní výroby.


Základní schéma


Na obr. můžeme vidět základní schéma MRP.


Plánování materiálových požadavků výchozí z reálných obchodních příkladů a prognóz prodeje v budoucnosti (primární požadavky). Primární požadavky se týkají jak vrcholových výrobků, tak náhradních dílů a předem naplánovaných skupin a podskupin (výroba v předstihu bez uzavření obchodního případu).


Využívají se kusovníková data s vazbami vyšší - nižší úroveň, množství ve vazbě a průběžné doby jednotlivých stupňů výroby. Plánuje se do neomezených kapacit, zohlednění kapacitního zatížení v čase se provádí až následně.

Plánování může nebo nemusí zohledňovat konkrétní odbytové zakázky, tj. plánovat zakázkově nebo neutrálně.


Dispoziční a výrobní stupeň výroby


V rámci kusovníku se může součást, díl nebo montážní podskupina a skupina vyskytnout na různých místech a úrovních. Při plánování se požadavky z těchto stupňů sčítají.


Na obr. a můžeme vidět příklad různého uvažování stupňů ve výrobě. Nakupované díly jsou značeny kolečky, vyráběné díly, podskupiny a skupiny jsou značeny čtverečky.


Výrobní stupně (montážní úroveň) představují takový model, který ukazuje, na jaké se ve struktuře výrobku vyskytuje daný díl, podskupina, skupina. Obvyklá představa výrobku je ve formě stromečkového grafu, vidíme ovšem, že pokud se určitá skupina nebo podskupina opakuje ve struktuře výrobku, tak se opakují i jí podřazená struktura. Strukturu výrobku lze bez opakování znázornit z pohledu dispozičních stupňů (kód nízké úrovně - low level code) i ve formě acyklického orientovaného grafu .


Pokud nás zajímá jen spotřeba položek, bez ohledu na jejich umístění v kusovníku, použijeme pro jeho zobrazení tzv. souhrnný kusovník .

Pro plánování materiálových potřeb se používá speciální formy kusovníku tzv. Gozinto graf . Na obrázku vidíme strukturu výrobku a rozplánování jeho materiálových potřeb. Hrany jsou ohodnoceny množstvím, vrcholy obsahují jména položek a plánované hodnoty množství, v našem případě na základě požadavku na 100 ks I a 40 ks A.

Pozn.: Gozinto graf je pojmenován na počest geniálního fiktivního italského matematika, současníka našeho génia Járy da Cimrmana, který se jmenoval Zepartzet Gozinto (The part that goes into).


Generování sekundárních potřeb a tvorba výrobních a nákupních objednávek


Při běhu MRP jsou postupně na jednotlivých úrovních sčítány primární potřeby s již vygenerovanými sekundárními potřebami . Vznikne tak hrubý požadavek. Pokud je tento hrubý požadavek menší než součet položek na skladě, potvrzených a generovaných výrobních a nákupních objednávek, jsou generovány další návrhy nákupních objednávek a návrhy výrobních příkazů. Z návrhů výrobních příkazů jsou vypočítávány na základě kusovníkových vazeb a průběžných dob výroby další sekundární potřeby. Začíná se všemi položkami na dispoziční úrovni 0 a postupuje se až na maximální úroveň.

Každá plánovaná položka (nakupovaná nebo vyráběná) má stanovenu průběžnou dobu výroby (zadanou nebo stanovenou na základě technologického postupu a přechodových časů mezi pracovišti).


Je-li potřeba pro krytí primárních a sekundárních požadavků položky A v čase T s průběžnou dobou výroby P X jednotek položky B, potom je těchto X jednotek potřebných v čase T - P . Tento kusovníkový rozpad v čase si lze modelovat třírozměrným grafem (s nezávislými proměnnými čas a číslo položky a závislou proměnnou množství) nebo soustavou dvourozměrných grafů pro každou položku (závislost množství požadavků na čase). Požadavky na odběr a rezervované zásoby jsou zobrazeny jako záporné množství, skladová zásoba, potvrzené a naplánované požadavky na nákup a výrobu (nákupní a výrobní příkazy) jako kladné množství.


Výsledkem plánování je doplnění plánovaných požadavků do grafu tak, aby kumulativní součet všech požadavků na odběr, skladových zásob, plánovaných a potvrzených nákupních a výrobních příkazů nebyl v žádném okamžiku záporný.


Plánovací úloha má řešení jen pokud lze všechny nákupní a výrobní příkazy zadat v budoucím čase (po okamžiku rozvrhování). Pokud tomu tak není, plánovací úloha nemá řešení a musí se provést korekce plánu:



Zkrácení průběžných dob výroby lze provést zkrácením přechodových časů mezi pracovišti (při postupném způsobu předávání mezi pracovišti až na dobu převozu nebo změnou postupného předávání na souběžný nebo smíšený). Toto plánované zkrácení může způsobit obtíže při kapacitním vyvažování a zvýší nároky na dílenské řízení (zvýšení priorit vyráběných položek s takto zkrácenou průběžnou dobou).


Pozn.: Kromě primárních požadavků (z obchodního případu) a sekundárních požadavků (vzniklých jednostupňovým kusovníkovým rozpadem) se někde uvažují i tzv. terciární požadavky daných jako interní potřeba provozních a pomocných materiálů. Tyto požadavky lze plánovat stejně jako primární nebo sekundární.