Výroba pneumatik: to je věda i umění

Integrace regulačních systémů a informace s konečnými možnostmi plánování dává výrobcům pneumatik možnost dosáhnout plynulého sledu operací při nižších nákladech a zvýšené výrobní kapacitě. Ve vztahu ke svým partnerům zkoušejí v jiných průmyslových odvětvích stejné technologické a komunikační problémy: jsou to zděděné systémy vybudované na ostrůvcích automatizace, na výrobních operacích vymyšlených pro obranu proti změnám konstrukce a vlastnické nároky, které dělají obtížným a nákladným začleňování nových zařízení. Navzdory pokrokům v technologii a automatizaci zůstává výroba pneumatik procesem náročným na fyzickou námahu. Ten zahrnuje nejen enormní množství surovin a potřebu specializovaného strojního vybavení, ale vyžaduje také přesný průběh chemické fáze procesu. Za tímto procesem výroby se skrývá ještě postup podle předpisů, který je nezbytnou podmínkou úspěšnosti technologického kroku. Když se objeví neshoda s předpisem nebo při práci strojního vybavení či chybná operace lidské pracovní síly nebo odchylka od optimálního množství materiálu, může celá výrobní operace skončit neúspěchem. K tomu navíc regionální a mezinárodní kontrolní úřady komplikují výrobní proces pověřeními z DOT (Úřad pro dopravu USA) a ECE (Ekonomická komise pro Evropu), která vyžadují přesné a kompletní záznamy o procesu výroby, materiálech, chemikáliích a postupech přípravy dílců. Kombinace konečné kapacity systému formulářů s výrobním prováděcím systémem (MES = Manufacturing Execution System) jsou viditelné na všech úrovních výroby a řízení výrobního procesu. Obrovská je cena informace Naštěstí většina výrobců pneumatik může dnes své řídicí a informační systémy integrovat. A protože výrobci pneumatik trvale respektují obrovskou cenu informace z výrobní linky pro ostatní úseky podniku, budou ve sběru dat z výrobní linky pokračovat a budou je transformovat do spouštěcí informace pro mechanismy řízení a tím vytvářet koordinovaný a synchronizovaný systém výroby, obchodu a zásobovacího řetězce. Výroba pneumatik je jak věda, tak umění. Míchání a opakované přemíchávání elastomerů, sazí a dalších složek, z nichž vulkanizací vzniká pryž, potřebuje exaktní regulaci. Výroba pneumatik vyžaduje rovněž velkou škálu dalších kritických technologických kroků. Je to např. gumování ocelových a textilních kordů, jejichž dobrá kvalita zabezpečuje strukturální integritu pneumatiky. Závadný krok nebo nevhodný postup v každém z kritických kroků může strukturální integritu pneumatiky vážně ohrozit. Ve výrobním procesu mohou někdy nastat problémy, kvůli nimž se musí pneumatiky stáhnout z prodeje, a stanou se pak hlavním tématem denních zpráv. Jednou z rolí současného stavu výrobního systému (MES) je schválení, že proces konfekce splňuje dané specifikace a požadavky a že v přípravě dávek se postupuje podle správných předpisů. Kromě toho systém MES zajišťuje, že záznamy o kvalitě a v reálném čase mohou být poskytnuty všem úrovním podniku, od laboratoří po výrobní linku a přiřazené konstrukční nebo technologické oddělení. Přístup k těmto informacím umožňuje podniku na vzniklé problémy reagovat a okamžitě je řešit. Jak překonat očekávání Výzvy k řešení problémů v jednotlivých operačních krocích se ohlašují v celém procesu výroby pneumatik. Jsou to: přizpůsobování plánů, analýza a řešení problémů typu „co když?“, udržování přesné a reprodukovatelné informace předpisů, provádění rychlých změn při reagování na specifikace zákazníka, získávání dat v reálném čase, integrace regulačních procesů podél celé výrobní linky a sběr klíčových parametrů provozu strojů. Kombinováním systému plánů konečné kapacity mohou výrobci zdolávat operační potíže a dokonce překonávat očekávání. Systém plánování konečné kapacity umožňuje výrobci přesně modelovat omezení výrobních možností a vytvářet přesný výrobní plán. Plánovací systém počítá se skutečnými výrobními možnostmi pneumatikárny se započtením plánu směn, pracovních středisek, laboratoří a vybavení nářadím. Některé systémy počítají také s omezením materiálu, jako např. u příručního inventáře, a s plánovaným přísunem materiálu. Kromě toho plánovací systém může časově seřadit řízení detailních operací pro výrobce. Shromáždí všechny informace potřebné k vytvoření detailního pohledu na budoucí operace s vhodnými podklady pro definování a regulaci výrobních omezení. Technici při sestavování výrobního plánu s takovými omezeními počítají, aby zastavili plánování objednávek a operací, když budou nedostatečné zásoby materiálu nebo když nastanou problémy s přísunem. Proměnné možnosti plánovacího systému umožňují vytvářet cenné odhady v procesu výroby pneumatik. Systém podnikového plánování zásob (ERP = Enterprise Resource Planning) spolupracuje s výrobním prováděcím systémem (MES) a zvyšuje hodnotu celého výrobního procesu. S využitím existujících dat ze systémů ERP a MES vytváří pracovník plánování optimální plán výroby. Synergie vytvořená spoluprací těchto systémů při současném nasazení může pomoci výrobci ve splnění jeho výrobních cílů v rámci nákladového vymezení a vytvořit elektronickou „bílou tabuli“ pro stanovení optimální trasy, nutných surovin a maximální průchodnosti. Když se systém plánování konečné kapacity zkombinuje se systémem výroby MES, zviditelní se všechny prvky výroby, mezi něž patří suroviny, míchání, příprava dílců a polotovarů, konfekce pneumatik, vulkanizace, výstupní zkoušky a kontrola, doprava a výrobní operace. A to platí pro celý výrobní proces. Plánovací systém pracuje společně s MES, aby se mohl sledovat a zaznamenávat postup operací a zajistilo se včasné odeslání pneumatik. Grafická rozhraní definují pohledy na objednávky, materiály a omezení přes mnoho pracovních zón v rámci pneumatikárny. Plánovací systém shromažduje příkazy ze systému ERP a určuje místo a čas operací při efektivním plánování dávek a s respektováním ekonomických pravidel. Tato pravidla se stanovují na základě klíčových výkonnostních indikátorů (KPI = Key Performance Indicators) a používají se k vytvoření plánu výroby. Při aplikaci funkčních možností MES jako základu se může skutečná výroba sledovat a konfrontovat s plánovacím systémem. Nezávisle na tom se měří výkonnost KPI a pokud je to nutné, dá se výrobní plán za chodu upravit tak, aby vedl ke splnění předem definovaných cílů. Účinnost tohoto systému spočívá v tom, že operační omezení se dají použít také k modelování výrobního toku, takže další operace může začít, až když skončí předchozí. Systém MES zviditelňuje a zajišťuje potřebné zpětné vazby, aby technici mohli reagovat na situace vzniklé na výrobním zařízení. Tato strategie může redukovat dobu nutnou pro vyřízení objednávky snížením množství inventáře zapojeného do procesu (WIP = Work- In-Process) a množství dokončených produktů v důsledku zvýšené průchodnosti výrobní linky. Kromě toho MES registruje informace o využití zařízení a odesílá je zpět plánovacímu systému. Příslušná data umožňují plánovacímu systému automaticky nastavit doby potřebné pro dávku a alokovat materiální zabezpečení. Pokud je nějaké strojní vybavení vyřazeno, může plánovací systém upravit trasu materiálu tak, aby se využilo možnosti použít jiného dostupného zařízení. Scénáře typu „Co když?“, jsou užitečné pro hodnocení časových plánů a výběr nejlepšího z nich. Mnohé plánovací systémy dnes mohou poskytovat prostředí pro vytváření scénářů „Co když?“ při testování více nastavení a porovnávání výsledků. Jakmile je nejlepší plán nalezen, měl by systém mít schopnost uvolnit jej pro systémy ERP a výroby dávek. Mnozí výrobci nějaký systém ERP pro řízení plánu výroby používají. Tyto systémy sice poskytují data pro strategická a taktická rozhodnutí, ale chybí jim funkčnost potřebná pro přístup k datům na operační a produkční hladině. Plánovací systém konečné kapacity nenahrazuje funkčnost systému ERP, ale lze na něj spíš nahlížet jako na doplňující aplikaci využitelnou pro sběr důležitých informací z výrobní linky – a tak zvyšující hodnotu podnikového systému. Potřeba integrace jde oběma směry. Když data podniku efektivně proudí do výroby, mohou systémy podniku mít prospěch z přesných časových informací z výrobní linky a aktivity podniku mohou být v rovnováze s potřebami podniku. Řešení ERP jsou systémy založené na transakcích, jež definují, co je potřebné, co je k dispozici a co se vyžaduje. V oblasti výroby systému ERP vytváří výrobní objednávky založené na požadavcích a předpovědích zákazníka a na nákupu surovin potřebných k výrobě. Mnohé systémy ERP mají redukovanou funkci plánování. Jsou proto neschopné modelovat složitost výrobního procesu pneumatikárny nebo definovat příslušná omezení. Tato typická redukce znesnadňuje takovým ERP vytvářet přesné výrobní plány. Další zjištěná omezení se týkají: operací modelování zřídka na vyšší úrovni a omezení jen na několik oblastí, jako míchání, vulkanizace a doprava předpokladu nekonečných nebo pevně daných zdrojů surovin. Nerespektování skutečných zásob surovin podniku v reálném čase potíží s rychlou odezvou na změny ve výrobní lince (prodlevy, špatná kvalita materiálu a spěšné objednávky), nemožnosti modelovat mnohé typy omezení (pracnost, nástroje, zásobníky, čerpadla, sady surovin a prodlevy), selhání při vyhodnocování složitosti receptury směsí, konfekčního předpisu nebo lisování pneumatik. Dále nedostatečnosti v poskytování nástrojů pro pomoc při řízení a řazení pneumatik do tříd kvality, nemožnosti řídit změněné trasy toku materiálu např. při opravách zařízení, potížích při řízení s omezením přísunu surovin, pracovního nářadí a lokálních nárazníkových zásob nemožnosti vytvářet scénáře typu „Co když?“. Mnoho výrobců, kteří plánovací systém chtějí zavést, bojuje se snímáním a sběrem dat potřebných pro přesné modelování výrobního prostředí, se zahrnutím dostupnosti surovin, materiálů, dávek materiálu, vybavením nářadím, trasami materiálu, účtováním materiálu, objednávek a informací o okamžitém stavu výrobní linky. Za stavu, kdy většina požadovaných informací se shromažďuje manuálně, může se přechod k integraci jevit jako nezvládnutelný úkol. Existují však metodologie, které takový přechod velmi usnadňují. Informace ze všech větších výrobních zón se dají identifikovat a dají se vyvinout vodná rozhraní mezi nimi. Použití zfázovaných řešení rozčleňuje proces integrace do více zvládnutelných kroků. Prvním krokem ve zfázovaném řešení je nasazení nástroje pro plánování v reálném čase ve spojení se stanoveným systémem ERP. Během této fáze mohou výrobci pokračovat v manuálním sběru dat pro plánovací systém. Dalším krokem je zavedení systému MES s plnou kapacitou, který je doplněn možností registrovat automatická data procesu a také nastavovat a přepínat data. Nakonec pomocí srovnávání dat procesu v reálném čase s vygenerovaným plánem mohou výrobci vyhodnocovat funkčnost systému a mít možnost rychlého zviditelnění plánovacích problémů. Výroba pneumatik je složitý proces. Integrace řízení a informací spolu s plánováním konečného rozsahu umožňují výrobci dosáhnout plynulého toku operací. Tím se dá dosáhnout značných finančních úspor, včetně vyšší průchodnosti výrobního zařízení a všech výhod plynoucích ze zviditelnění, monitorování a regulace operací.