#06 Projektovanie výrobných systémov a procesov

Projektovanie výrobných systémov a procesov predstavuje zložitú a cieľavedomú činnosť, ktorá je ovplyvňovaná veľkým množstvom faktorov.

V súčasnosti sa s touto prácou podrobne zaoberajú hlavne priemyselní inžinieri, ktorí projektujú, implementujú, plánujú a riadia komplexné integrované výrobné systémy a zabezpečuje ich vysokú výkonnosť, spoľahlivosť, plnenie termínov a riadenie nákladov v nich.

Hlavná práca priemyselných inžinierov pozostáva aj z plánovania, riadenia, zlepšovania a tvorenia. Projektovanie výrobných systémov sa dnes uskutočňuje v tíme. Nie je vhodné, tak ako v minulosti, oddeľovať od seba napr. projektovanie technologickej časti, materiálového toku a informačného toku. Dôležitou súčasťou projektovania je dnes práve projektovanie ľudí, ktorí dnes pracujú v samostatných výrobných tímoch, ktoré nevzniknú aicky, samovoľne, ale treba ich starostlivo projektovať. V projekčnom tíme je potrebné počítať predovšetkým so špecialistami z oblasti technológie, konštrukcie, výrobných a dopravných zariadení, s informatikmi, odborníkmi na štatistické spracovanie údajov, simulácie, ale aj s pracovníkmi marketingových oddelení, obchodu a investičného plánovania. Pre lepšie pochopenie súvislostí je vhodné si na začiatok zadefinovať čo znamená slovíčko systém a proces. Toto pochopenie je kľúčové z pohľadu ďalšieho nabaľovania informácií z predmetných oblastí.

Čo je systém a čo proces?

Systém je možné definovať ako určitý celok prvkov resp. častí, medzi ktorými sú vzťahy. A tieto časti sledujú určitý cieľ. Na obrázku 1 sa nachádza základné zobrazenie výrobného systému. Tu môžeme vidieť, že systém je určitý komplexný celok, v ktorom sa nachádza veľa prvkov, resp. častí. Konkrétne sú to:

• pracoviská, ktoré sú reprezentované strojmi a zariadeniami vo výrobe a montáži,
• materiálové toky, ktorý zabezpečuje prepravu materiálu a výrobkov medzi pracoviskami, manipuláciu s nimi na pracoviskách a ich skladovanie,
• informačné toky, ktorý zaisťuje prenos, uchovávanie a spracovanie informácií,
• technický servis, ktorý predstavuje v hlavnej časti údržbu strojov a zariadení, následne aj nástrojové hospodárstvo, zásobovanie, starostlivosť o pracovníkov – ochranné pracovné prostriedky, spracovanie odpadov, energetiku a mnohé iné,
• ľudia, ktorí reprezentujú všetkých pracovníkov v továrni, t. j. manažéri, majstri, operátori, údržbári, zásobovači, personál logistiky, upratovací personál, strážnici (SBS) a pod. Práve od ich spôsobu práce, organizácie, komunikácie, dodržiavania noriem a dohovorených pravidiel závisí najviac, ako efektívne bude celý systém pracovať.

Obr. 1 Zobrazenie výrobného systému

Proces je možné definovať ako nejakú dielčiu časť systému. Je to sled prirodzenej alebo skonštruovanej postupnosti operácií či udalostí. Keď sa pozrieme na obrázok 1, v tomto výrobnom systéme sa nachádza veľmi veľa procesov, napr. výrobné procesy, montážne procesy, procesy údržby, procesy zaobstarania materiálu, procesy zlepšovania, logistické procesy a pod.

Odporúčame prečítať: Čo je to priemyselné inžinierstvo? 

Projektovanie výrobných systémov - charakteristika

Tradične sa pod výrobným systémom chápe systém, ktorý premieňa materiál na výrobky..

...avšak pri určitom zovšeobecnení by sme mohli za výrobný systém považovať napríklad aj systém, ktorý pridáva hodnotu k informáciám (napr. firma na spracovanie údajov), k peniazom (napr. banka), alebo k službám (napr. obchodný dom). Návrh efektívneho výrobného systému si vyžaduje okrem zručností projektanta aj podporu riešiteľov reprezentujúcich viaceré podnikové oblasti, t. j. od nákupu až po distribúciu. Tvorba výrobného systému je z časového hľadiska veľmi náročná. Pri návrhu výrobného systému je potrebné vždy uplatňovať multidisciplinárny prístup, ktorý si vyžaduje aplikáciu poznatkov, vedomostí, zručností a najlepších praktík z rôznych oblastí. Tieto oblasti sú reprezentované predovšetkým: výrobnými technológiami, logistikou či intralogistikou, ergonómiou, bezpečnosťou práce, technickým servisom, informačnými technológiami, ekonomikou a mnohými inými.

Cieľom takéhoto projektovania je navrhnúť už v predrealizačnej fáze taký výrobný alebo montážny systém, ktorý bude dosahovať všetky požadované technické ako aj ekonomické parametre, bez potreby dodatočných úprav a zásahov do reálneho systému v jeho fáze implementácie a prevádzky. Technické parametre predstavujú výrobný výkon, úroveň rozpracovanosti výroby, kvality produkcie a pod. Ekonomické parametre sú charakterizované návratnosťou investícií, výrobnými nákladmi, produktivitou, nákladmi na údržbu a pod.

Súčasný tlak na rýchle prijímanie inovácií v továrňach kladie aj zvýšené požiadavky na projektovanie výrobných a logistických systémov. Predovšetkým sa to deje z pohľadu redukcie prácnosti, spotreby času a nákladov na realizáciu celého procesu technologického projektovania a zároveň na rast kvality, komplexnosti a vypovedacej schopnosti výstupov generovaných z predmetného procesu.

Na základe popísaných charakteristík je možné sumarizovať nasledovné základné požiadavky na proces technologického projektovania:

• projektovanie výrobných systémov ako súčasť konceptu digitálneho podniku,
• interaktívny návrh nového výrobného, montážneho či logistického systému,
• možnosť priebežnej kontroly a vyhodnocovania navrhovaných variantov riešení,
• aplikácia optimalizačných a racionalizačných prístupov pri návrhu časovej a priestorovej štruktúry výrobného systému,
• vhodná vizualizácia a prezentácia výstupov projektovania,
• rýchly návrh nových riešení,
• možnosť dynamického overenia navrhovaných riešení,
• dodržiavanie systémového prístupu pri projektovaní.

Charakteristika projektovania výrobných procesov

Súčasný vývoj dnešných výrobných systémov je do veľkej miery poznamenaný celosvetovým hospodársko-ekonomickým vývojom spoločnosti a tovární. Situáciu na svetových trhoch je možné charakterizovať predovšetkým nasledujúcimi požiadavkami:

• dynamické trhy, široká škála produkovaných výrobkov, skracovanie životných cyklov výrobkov, zmeny v cenových štruktúrach výrobkov, náročné konkurenčné prostredie, postupné vyčerpávanie prírodných zdrojov a pod., a preto je nevyhnutné potrebné uplatniť nové prístupy a myšlienky v rozvoji inovačných aktivít,
• splnenie požiadaviek na skrátenie celkových výrobných cyklov výrokov, od ich návrhu až po ich dodávku k zákazníkovi, je najdôležitejší predpoklad úspechu inovačnej činnosti tovární, rovnako ako aj kvalita produkcie a neustále zdokonaľovanie základných výrobných prostriedkov a zlepšovanie procesov,
• pružnosť výrobných systémov a procesov musia byť projektované tak, aby boli schopné produkovať čo najširší sortiment finálnych výrobkov s čo najmenšími prestávkami v ich výrobnej činnosti,
• pružnosť a konkurencieschopnosť v predvýrobných etapách,
• tvorba projektov, získavanie, zhromažďovanie a spracovanie informácií pomocou moderných informačných technológií, ktoré musia podporovať a rozvíjať tvorivosť realizačného tímu a rovnako aj jednotlivca,
• súčasný trh je celosvetovo otvorený a jeho vývoj, ktorý určuje zákazník svojimi požiadavkami, ktoré neuspokojí hromadne vyrábaný výrobok.

Pre tieto dôvody musia mať súčasné a budúce továrne procesno-priemyselných inžinierov, ktorí budú schopní projektovať výrobné systémy a procesy už v predvýrobných etapách, prehodnotiť konštrukčno-technologickú koncepciu produktu, napočítať normy spotreby času, kalkuláciu nákladov na produkt a samozrejme dokázať štatisticky regulovať procesy na základe požiadaviek zákazníka, aby náklady na výrobu boli čo najmenšie resp. optimálne.

Nové výzvy, ktoré sa objavujú v priemysle, kladú aj nové požiadavky v oblasti projektovania výrobných systémov a procesov. V súčasnosti nie je možné zabezpečovať chod systémov a ich procesov bez inovatívnych a disruptívnych (narušujúcich) technológií, metód a nástrojov priemyselného inžinierstva a pokrokového priemyselného inžinierstva.

Autor:  Ing. Miroslav Fusko, PhD.

• Košturiak, J. – Gregor, M. – Mičieta, B. – Matuszek, J.: Projektovanie výrobných systémov pre 21. storočie. Vyd. 1. - V Žiline : Žilinská univerzita, 2000. - 397 s., ilustr. - ISBN 80-7100-553-3.
• Krajčovič, M. – Grznár, P.: Projektovanie výrobných a montážnych systémov 1: návody na cvičenia. Vyd. 1. - V Žiline : Žilinská univerzita - Strojnícka fakulta, 2016. - 164 s., ilustr. - ISBN 978-80-554-1261-0.
• Rakyta, M. – Kasajová, M.: Projektovanie výrobných procesov: návody na cvičenia. Vyd. 1. - V Žiline : Žilinská univerzita, Strojnícka fakulta, 2014. - 164 s., ilustr. - ISBN 978-80-554.0929-0.