Vysoká škola ekonomická v Praze
Fakulta informatiky a statistiky
Role informačních technologií ve vnitropodnikové logistice
DIPLOMOVÁ PRÁCE
Studijní program: Aplikovaná informatika Studijní obor: Informační management
Autor: Bc. Michaela Picková
Vedoucí diplomové práce: Mgr. Ing. Zdeněk Smutný, Ph.D.
Konzultant diplomové práce: Ing. Tomáš Hendrych Praha, prosinec 2020
Prohlášení
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci Role informačních technologií ve vnitropodnikové logistice vypracovala samostatně za použití v práci uvedených pramenů a literatury.
V Praze dne 7. prosince 2020 ...
Michaela Picková
Poděkování
Chtěla bych poděkovat Mgr. Ing. Zdeňkovi Smutnému, Ph.D., vedoucímu práce, za připomínky v průběhu psaní práce, Ing. Tomášovi Hendrychovi za spolupráci při vývoji aplikace a celé společnosti Strojmetal Aluminium Forging, s. r. o. za umožnění psaní diplomové práce.
Abstrakt
Tato diplomová práce se zabývá informačními technologiemi v kontextu vnitropodnikové logistiky a jejich rolí v tomto prostředí. Cílem práce je na základě procesní analýzy vnitropodnikové logistiky vybraného podniku identifikovat proces, který by bylo možné optimalizovat. Zaměření je především na oblast plánování výroby. Jsou zde představeny čtyři hlavní komponenty vnitropodnikové logistiky. V další části je popsáno šest technologií a nástrojů, které výrazně zvyšují efektivitu práce v této oblasti. Představen je i nastupující koncept průmyslu 4.0 a již využívané technologie. Současná role informačních technologií v prostředí vnitropodnikové logistiky je zkoumána pomocí procesní analýzy vybraného výrobního podniku. Zde byly pomocí zmíněné analýzy nalezeny dva procesy (řízení obalového konta a sledování kapacit pracovišť) u nichž proběhla optimalizace pomocí aplikace vyvinuté v MS Excel za využití maker v jazyce VBA.
Klíčová slova
vnitropodniková logistika, průmysl 4.0, optimalizace procesů, MS Excel, plánování výroby
JEL klasifikace
M15 – IT Management
Abstract
This thesis is focused on information technology and its role in context of inbound logistics.
The goal is to identify process to optimize using process analysis. Focus is mainly on production planning department. There are four main components of inbound logistics presented. The following chapter contains description of six technologies and tools significantly increasing efficiency in the field. Also the concept of Industry 4.0 is explained and technologies already used described. Current role of information technology in inbound logistics is examined using process analysis of chosen manufacturing company. Two processes (packaging management and workplace capacity control) were identified and optimized using application developed in MS Excel using macros in VBA language.
Keywords
inbound logistics, industry 4.0, process optimisation, MS Excel, production planning
JEL classification
M15 – IT Management
Obsah
Úvod ... 11
1 Vnitropodniková logistika ... 13
1. 1 Definice vnitropodnikové logistiky ... 13
1. 2 Komponenty ... 13
1. 2. 1 Plánování poptávky ... 13
1. 2. 2 Nákup a zásobování ... 15
1. 2. 3 Plánování a řízení materiálu ... 17
1. 1. 1 Plánování a řízení výroby ... 20
1. 3 Shrnutí ... 22
2 Informační technologie a vnitropodniková logistika... 23
2. 1 Podnikový informační systém a Warehouse Management System (WMS) ... 23
2. 1. 1 Logistika jako primární proces podniku ... 23
2. 1. 2 Warehouse Management System (WMS) ... 25
2. 2 EDI komunikace ... 26
2. 3 1D, 2D a 3D kódy ... 27
2. 3. 1 1D kódy ... 27
2. 3. 2 2D kódy ... 27
2. 3. 3 3D kódy a další vývoj ... 28
2. 4 Skenery ... 28
2. 4. 1 Dělení podle technologie snímání ... 28
2. 4. 2 Dělení podle dosahu ... 29
2. 4. 3 Dělení podle použití ... 30
2. 5 Radiofrekvenční identifikace (RFID) ... 30
2. 6 Pick By Light ... 31
2. 7 Shrnutí ... 31
3 Trendy a využití prvků průmyslu 4.0 ... 32
3. 1 Definice průmyslu 4.0 ... 32
3. 2 Komponenty ... 32
3. 2. 1 Big Data ... 32
3. 2. 2 Autonomní roboty ... 33
3. 2. 3 Simulace ... 33
3. 2. 4 Horizontální a vertikální systémová integrace ... 34
3. 2. 5 Internet věcí ... 34
3. 2. 6 Cloud computing ... 35
3. 2. 7 Aditivní výroba ... 36
3. 2. 8 Rozšířená realita ... 36
3. 2. 9 Kyberbezpečnost ... 37
3. 3 Využití ve vnitropodnikové logistice ... 38
3. 3. 1 Informační a komunikační technologie ... 38
3. 3. 2 Dílčí automatizování skladové techniky ... 39
3. 3. 3 Automatizování celých skladů ... 41
3. 3. 4 Automatizování celé výroby (chytré továrny) ... 42
3. 4 Shrnutí ... 42
4 Analýza vnitropodnikové logistiky výrobního podniku ... 43
4. 1 Charakteristika podniku ... 43
4. 2 Informační systém podniku ... 43
4. 3 Procesní analýza vnitropodnikové logistiky ... 45
4. 3. 1 Zpracování objednávky ... 46
4. 3. 2 Plánování výroby ... 47
4. 3. 3 Sklad materiálu ... 49
4. 3. 4 Kovárna ... 50
4. 3. 5 Obrobna ... 51
4. 3. 6 Sklad dokončené výroby ... 51
4. 4 Zhodnocení současného stavu ... 51
5 Podpora a automatizace vybraného procesu ... 52
5. 1 Výběr procesu ... 52
5. 2 Popis vybraných procesů ... 52
5. 2. 1 Optimalizace počtu obalových materiálů ... 52
5. 2. 2 Mapování kapacit pracovišť ... 53
5. 3 Způsob podpory popsaných procesů ... 53
5. 4 Postup vývoje řešení ... 53
5. 4. 1 Sprint 1 ... 53
5. 4. 2 Sprint 2 ... 58
5. 4. 3 Sprint 3 ... 61
5. 4. 1 Sprint 4 ... 64
5. 4. 1 Sprint 5 ... 66
5. 5 Vyhodnocení ... 69
Závěr ... 71
Použitá literatura ... 73
Přílohy ... 83
Příloha A: Proces na oddělení obchodu ... 83
Příloha B: Proces na oddělení plánování výroby ... 85
Příloha C: Proces kontroly množství obalů a plnění zakázek v termínech ... 87
Příloha D: Subproces zadání objednávky do systému ... 89
Příloha E: Proces na skladě ... 91
Příloha F: Proces výroby a skladu hotové výroby ... 93
Příloha G: Kompletní proces vnitropodnikové logistiky ... 95
Příloha H: Řízený rozhovor zhodnocení aplikace ... 96
Příloha G: Optimalizované proces kontroly množství obalů a kapacit ... 97
Seznam obrázků
Obrázek 1 - Podporované oblasti a funkcionality ERP systému IFS ... 45
Obrázek 2 - Náhled struktury plánů linek ... 54
Obrázek 3 - Náhled struktury potřeby GIBO palet pro linky ... 55
Obrázek 4 - Náhled listu Detail_GIBO ... 55
Obrázek 5 - Náhled přehledu rozpracovanosti po operacích ... 56
Obrázek 6 - Náhled přehledu rozpracovanosti po pracovištích ... 56
Obrázek 7 - Náhled přehledu rozpracovanosti po zakázkách zdroj: autor ... 56
Obrázek 8 - Formulář pro přidání nové linky ... 57
Obrázek 9 - Formulář pro odebrání linky ... 57
Obrázek 10 - Formulář pro změnu kapacity GIBO ... 57
Obrázek 11 - Náhled přehledu kapacit pracovišť ... 59
Obrázek 12 - Formulář pro zadání dočasného snížení kapacity pracoviště ... 59
Obrázek 13 - Formulář pro dlouhodobou změnu kapacity pracoviště ... 60
Obrázek 14 - Karta GIBO_detail po přidání grafu kumulativního vývoje potřeby GIBO ... 62
Obrázek 15 - Formulář pro výběr pracoviště na zobrazení grafu... 62
Obrázek 16 - Graf pro sledování kapacit vybraného pracoviště ... 63
Obrázek 17 - Funkcionalita sledování kapacity deponií automatických linek ... 63
Obrázek 18 - Upravený formulář pro přidání nové linky nebo upravení kapacity deponie linky stávající ... 64
Obrázek 19 - Graf sledování kapacit pracoviště po přidání rezervy ve výrobě ... 65
Obrázek 20 - Náhled karty CPRA_GIBO po přidání sledování kapacity tepelného zpracování ... 65
Obrázek 21 - Náhled přehledu rozpracovanosti po termínech a pracovištích zdroj: autor ... 67
Obrázek 22 - Náhled přehledu plnění plánu po pracovištích a měsících zdroj: autor ... 67
Obrázek 23- Náhled krátkodobého přehledu potřeby GIBO... 68
Obrázek 24 - Náhled dlouhodobého přehledu potřeby GIBO ... 68
Obrázek 25 - Náhled přehledu plnění plánu po termínech a pracovištích ... 69
11
Úvod
Diplomová práce se zabývá informačními technologiemi v kontextu vnitropodnikové logistiky a jejich rolí v tomto prostředí. Motivací pro mě bylo především propojit znalosti získané v rámci hlavní i vedlejší specializace, kterou byla právě logistika. Už během výuky jsem měla možnost vidět rozdílné přístupy ze strany samostatné informatiky a stejně tak oddělené logistiky. A právě v průběhu studia jsem zjistila, že logistika (zejména vnitropodniková) ne vždy efektivně pracuje nejen s informačními technologiemi jako celkem, ale také s dostupnými daty. Diplomovou práci tedy směřuji k lepšímu využití dat bez nutnosti dalších investic např. do specializovaného softwaru.
Cílem práce je na základě procesní analýzy vnitropodnikové logistiky vybraného podniku identifikovat proces, který by bylo možné optimalizovat, a následně tuto optimalizaci provést.
Optimalizace identifikovaného procesu je cílená zejména na efektivní práci s dostupnými daty, to je dáno tím, že zvolená firma do výroby implementuje vlastní řešení pro sledování toku materiálu výrobou. V tomto ohledu vnímám určité omezení práce, protože společnost již pracuje na optimalizaci procesů ve výrobě. Proto se budu soustředit zejména na oblast plánování výroby.
Na počátku výzkumného šetření jsem předpokládala, že v podniku bude většina analýz prováděna manuálně a nebude zde implementován žádný specializovaný software. Zároveň vycházím z předpokladu, že určitá část predikcí a plánování se bude odvíjet od expertních odhadů pracovníků. A to i přesto, že jsou dostupná data, ze kterých by bylo možné vytvořit přesnější předpovědi a přehledy.
V rámci metodiky byly použity především metody řízeného rozhovoru a metoda pozorování.
Teoretická část je zpracována kombinací analýzy, syntézy a interpretace odborné literatury.
V první kapitole předkládané práce je vytyčena definice vnitropodnikové logistiky i jejích komponent, informačními technologiemi v definovaném prostředí, současnými trendy v souvislostí s nastupujícím konceptem průmyslu 4.0. Součástí práce je analýza vnitropodnikové logistiky výrobního podniku se zaměřením na oblasti plánování a řízení materiálu a plánování a řízení výroby, na základě které je provedena optimalizace vybraných procesů.
12
Dále byla provedena rešerše odborných prací na podobné téma. Bylo zjištěno, že práce, které se zabývají logistikou se v rámci optimalizací soustředí na optimalizaci pomocí opatření nebo změny postupů za využití lean managementu či jiných logistických konceptů (Harant, 2019;
Kanis, 2019; Szmeková, 2019; Wimmer, 2020; Zdražilová, 2019).
Naproti tomu práce, které se zaměřují například na úpravu/vybudování nového informačního systému podniku, vnímají logistiku pouze jako jednu z komponent. Logistika pro ně není priorita (Melichar, 2020; Tuzarová, 2020). Podrobné analýze byla podrobena také závěrečná práce (Dolejší, 2013), která však obsahuje pouze návrh zlepšení bez jeho implementace.
Navrhuje řešení vyžadující dodatečné investice do nového softwaru, což zároveň vyžaduje vyškolení všech pracovníků. Z provedených rešerší vyplynulo, že předkládaná diplomová práce sleduje problematiku ze zcela jiného úhlu pohledu.
13
1 Vnitropodniková logistika
Kapitola obsahuje definici vnitropodnikové logistiky, popisuje její komponenty, principy v rámci plánování poptávky, nákupu a zásobování, plánování a řízení materiálu, plánování a řízení výroby.
1. 1 Definice vnitropodnikové logistiky
Definice logistiky jako celku se v průběhu let měnila. Council of Supply Chain Management Professionals logistiku definuje jako „proces plánování, implementace a kontroly procedur za účelem účinné a efektivní přepravy a skladování zboží, včetně služeb a souvisejících informací od bodu původu do bodu spotřeby za účelem vyhovění požadavkům zákazníka“ (CSCMP, 2013).
Existuje několik možných způsobů, jak se dá logistika dělit. Jedním z nich je na makrologistiku a mikrologistiku. Zatímco makrologistika se zabývá fyzickou distribucí v hospodářství, mikrologistika se zabývá problémy uvnitř organizace (Gajdoš & Urblíková, 2005). Z toho vyplývá, že mikrologistika je logistikou vnitropodnikovou.
Council of Supply Chain Management Professionals vytvořila i definici vnitropodnikové logistiky. Definuje ji jako „pohyb materiálu od dodavatelů a prodejců do produkčních procesů nebo skladovacích prostor“ (CSCMP, 2013).
1. 2 Komponenty
Vnitropodniková logistika má čtyři základní oblasti: plánování poptávky, nákup a zásobování, plánování a řízení výroby a plánování a řízení materiálu (Jirsák et al., 2012). Tyto komponenty na sebe navzájem navazují a výstup jedné části je vstup následující.
1. 2. 1 Plánování poptávky
Základním krokem je plánování, resp. predikce poptávky. Konkrétní metody predikce se liší podle druhu poptávky.
Druhy poptávky
V kontextu logistiky a supply chain managementu se rozlišují tři druhy poptávky – nezávislá, odvozená a závislá. (Vaněček, 1995) Nezávislá poptávka je vždy na konci logistického řetězce.
Vzhledem k tomu, že se odvíjí od poptávky konečných zákazníků, není možné ji přesně predikovat. Nemusí se však vždy jednat pouze o konečné výrobky, ale také o spotřební materiál.
K předpovědi se zpravidla vychází z historických údajů za použití prognostických metod.
14
Odvozená poptávka je v určitých oblastech podobná poptávce nezávislé. V tomto případě však nehraje roli poptávka konečných zákazníků, ale mezičlánku mezi výrobcem a prodejcem – distributor. Distributor v tomto případě musí být schopen pokrývat možné výkyvy v poptávce.
Aby toho byl schopen dosáhnout, musí disponovat vynikající znalostí trhu, vč. pochopení aktuální poptávky a zejména jejích výkyvů.
Závislá poptávka je u všech ostatních článků řetězce a týká se zejména komponent konečných výrobků. Vzhledem k tomu, že se poptávka odvíjí od konečných produktů, je snadné ji určit.
Na rozdíl od poptávky nezávislé se do ní nepromítají nepredikovatelné jevy a je určena poptávkou po konečných produktech. (Dědič, 2014)
Přístupy predikování poptávky
Před použitím konkrétních metod pro předpověď poptávky je třeba rozhodnout o přístupu, jak bude predikce vytvářena. Jsou rozlišovány dva základní přístupy – top down a bottom up.
(Jirsák et al., 2012)
Rozdíl je v tom, zda se poptávka predikuje nejprve pro celý odbytový trh a následně jsou vytvořeny rozpady pro jeho jednotlivé části (top down), nebo naopak se nejprve řeší poptávka pro konečné obchodní jednotky a následně se slučují až do poptávky pro celý odbytový trh (bottom up). Pro top down je nezbytné znát historické podíly jednotlivých částí celku, na základě kterých je možné sestavit rozpad poptávky. Bottom up vyžaduje pouze předpovědi koncových jednotek. (Madruga, 2017)
Metody určování poptávky
Určení poptávky by se dalo rozdělit do tří hlavních úkonů: analýzu dosavadní poptávky, předpověď poptávky budoucí a vyhodnocení chyb. (Tvrdoň & Bazala, 2020) Vhodná metoda se odvíjí od konkrétních požadavků a možností a projevů určitých trendů, cyklů a sezónnosti.
Metody je možné rozdělit na exaktní a intuitivní. (Chidambaram, 2011)
Pro intuitivní metody je typické, že pro určení poptávky nejsou dostupná data, proto není možné využít matematické/statistické metody. V tomto případě je nezbytné využít znalostí plánovače, jehož znalost problematiky umožňuje poptávku určit např. pomocí expertních odhadů, metody analogie, brainstormingu atp.
15
Naproti tomu matematicko-statistické metody využívají právě zmíněná data, kdy na základě historie dokáží odhadnout budoucnost. Tyto metody je možné rozdělit na časové řady a kauzální metody. Kromě toho existují další metody, které jsou určené například pro případy s nulovou poptávkou, kdy tyto nestandardní případy způsobují nepřesnost výsledků obvyklých metod.
Proces plánování poptávky
Zdroje se rozcházejí na konkrétním způsobu, jak by měl proces plánování poptávky probíhat.
Jedna z možností je začít od stanovení cíle – důvodu proč, je poptávka plánována, přes definici příjemce a zákazníků (vč. segementace). Z těchto údajů vyplynou faktory, které poptávku mohou ovlivnit. Výběr konkrétní metody se odvíjí právě od těchto faktorů. Následuje určení poptávky. Na závěr by mělo proběhnout zhodnocení přesnosti předpovědi, jedná se o zásadní podmínku pro zpřesňování budoucích předpovědí. (Jirsák et al., 2012)
Další možností je začít vizualizací časové řady, která uživateli umožní lepší porozumění chování zmíněné časové řady. Následně by mělo dojít k použití co největší škály způsobů určení budoucí poptávky. U vybraných způsobů se musí provést určení přesnosti předpovědi, vč. následného ověření na testovacím období. Díky tomu může dojít k výběru nejpřesnější dostupné metody. (Hladík, 2012)
1. 2. 2 Nákup a zásobování
Druhou komponentou vnitropodnikové logistiky je nákup a zásobování. Přestože v některých společnostech nehraje zásadní roli, je důležité, aby byly firmy řádně připravené a pro nákup sestavily vhodnou strategii.
Nákupní strategie
Pro stanovení vhodné nákupní strategie je nezbytné provést několik analýz. První z nich by měla být matice dodavatelského portfolia, která umožňuje společnosti určit svou pozici a sílu v dodavatelsko-odběratelském vztahu. Tato analýza umožňuje například revitalizaci nákupu, řízení rizik atd. (Deloitte, 2020)
V následujícím kroku by měla být provedena ABC a XYZ analýza. Tyto analýzy slouží k rozdělení skladovaných položek do skupin podle jejich obrátkovosti (ABC) a stability poptávky (XYZ). Tyto analýzy jsou klíčové nejen pro oblast nákupu, ale také například při vytváření layoutů skladů, kdy umožňují nastavení nejoptimálnějšího rozložení. (Pekarcíkova et al., 2014)
16
Posledním krokem je analýza také označována jako Kraljicova matice. Tato matice umožňuje rozdělit portfolio nakupovaných položek do čtyř hlavních skupin podle jejich rizikovosti dodání a finančního dopadu. Tím je společnost schopna určit např. nutnost držení skladových zásob nebo identifikovat prostor pro potenciální automatizaci dodavatelského procesu. (Mulder, 2014)
Z výstupů uvedených analýz je možné následně sestavit tři strategie: materiálovou, řízení zásob a dodavatelskou. (Jirsák et al., 2012) Materiálová strategie umožňuje podniku rozhodnout, co je pro něj výhodnější – vyrábět vlastními silami (insourcing), a v kterých případech je výhodnější použít externího dodavatele (outsourcing). Subjekt musí zhodnotit, co je pro něj výhodnější nejen z hlediska finanční náročnosti, ale také kvality.
V rámci strategie řízení zásob hraje klíčovou roli ABC/XYZ analýza. Ta pomáhá určit, u kterých produktů si může podnik dovolit držet minimální skladovou zásobu. Kromě toho je z těchto analýz možné vyvodit, jaká je optimální zásoba. Tyto informace slouží následně k optimálnímu nastavení velikosti dodávek a způsobu, resp. frekvenci objednávek.
Na závěr je sestavena dodavatelská strategie. Ta je sestavována za účelem výběru vhodných dodavatelů a nastavení obchodních podmínek. Pro výběr je nezbytné sestavit seznam kritérií, na základě kterých budou potenciální dodavatelé hodnoceni. Kritéria se ale netýkají pouze samotných dodavatelů, ale i poskytovaného materiálu, resp. nároků na jeho skladování, manipulaci, přepravu, balení, značení atp. A to i s ohledem na legislativní požadavky.
Podmínky by měly být nastaveny i ohledně platebních podmínek, záruk, penalizace atd.
Společnost si může zvolit jakákoli kritéria, pokud nejsou v rozporu s legislativou.
Proces nákupu
Po stanovení nákupní strategie následuje samotný proces nákupu. Ten by se dal rozdělit do pěti kroků. (Murphy, 2020) Prvním z nich je zadání požadavku objednávky. V různých společnostech může být tento krok nastaven jinak, ale tento požadavek slouží jako interní schválení objednávky ze strany odběratele. V některých případech může být v definovaných případech tento požadavek vynechán.
Po schválení požadavku na objednání probíhá samotné vytvoření objednávky, resp. objednání zboží u dodavatele. Způsob objednání je zcela individuální a jeho podoba se odvíjí od možností konkrétní společnosti, objednávané komodity a nastavení dodavatelsko-odběratelských vztahů.
17
V následujícím kroku probíhá samotné dodání a fakturace. Tyto kroky mohou proběhnout zároveň, kdy společně s dodáním zboží dorazí i faktura, nebo probíhá fakturace samostatně bez ohledu na fyzické dodání. Společně se zbožím však dorazí jiné dokumenty, např. dodací list.
Následujícím krokem procesu je samotné zaplacení obdržené faktury. Posledním krok v rámci nákupu je uložení potřebné dokumentace pro potřeby auditu ve stanoveném rozsahu na definovaném místě.
Tento proces je poměrně náročný z hlediska administrativy a vyžaduje dobré nastavení dodavatelsko-odběratelského vztahu. Čím lépe je tento vztah definován, tím méně problémů během objednávání může nastat.
1. 2. 3 Plánování a řízení materiálu
Poté, co je materiál objednán a doručen, je třeba se postarat o jeho plánování a řízení. V rámci toho existují dva základní principy – pull a push. Resp. jejich kombinace v rámci vstupu a výstupu – pull/pull, push/pull, push/push. (Lander, 2019)
Princip pull a push
Jak již bylo uvedeno princip pull a push je základem plánování a řízení materiálu. Tyto principy totiž určují, zda firma vyrábí až na základě objednávek (reálné poptávky zákazníka), nebo předem aniž by věděla naprosto přesnou poptávku po svých produktech. (Sharma, 2020) Tyto principy lze rozlišovat jak na vstupu, tak na výstupu. Proto existují zmíněné kombinace pull/pull, push/pull a push/push. (Jirsák et al., 2012)
Pull/pull princip je pro firmu nejméně rizikový z pohledu zbytečné výroby. Materiál je totiž zpracováván až na základě reálné potřeby, která vzniká objednávkami zákazníků. Výrobce zároveň nemusí držet zásoby, které nepotřebuje, čímž šetří finanční prostředky jak za samotné skladování, tak potenciálním znehodnocením daného materiálu.
Kombinace push/pull je použitá v případě, kdy dodací časy materiálu nejsou dostatečně krátké na to, aby jej bylo možné objednat až ve chvíli vzniku jeho potřeby. Výrobce tedy musí držet určitou skladovou zásobu, kterou pokryje dobu mezi jednotlivými dodávkami. Materiál je ale zpracováván stále až na základě reálných objednávek zákazníka.
V rámci push/push probíhá jak objednávání materiálu, tak samotná výroba bez znalosti reálné poptávky konečného zákazníka. Doba dodání neumožňuje, aby výroba ani objednání materiálu probíhalo až ve chvíli identifikace potřeby ze strany zákazníka. Tento koncept sebou nese nejvyšší riziko a klade největší nároky na plánování a predikci poptávky.
18
Jak vyplývá z předchozího vysvětlení, každý koncept má své výhody i nevýhody. (Malindžák
& Moussttfa, 2013) Do výběru vhodné varianty se promítají různé faktory. Na vstupu se jedná zejména o dobu dodání materiálu. Čím delší dodací lhůta je, ať už z důvodu technologického postupu, vzdálenosti dodavatele nebo jakéhokoli jiného, musí si společnost držet skladovou zásobu tohoto materiálu a volit variantu push i na vstupu. To souvisí i se stabilitou poptávky daného materiálu, pokud je poptávka nestabilní a obsahuje výkyvy, musí být firma schopna tyto výkyvy pokrýt pojistnou zásobou na skladě. Čím stabilnější poptávka je, tím snazší použití je pull principu.
Kromě dodací lhůty a stability poptávky se do volby promítá např. i minimální objednatelné množství, cena a vlastnosti materiálu a customizace finálního produktu. (Jirsák et al., 2012) U ceny je evidentní, že o čím dražší materiál se jedná, tím spíše se ho bude firma snažit získávat v pull režimu. Ať už je to z důvodu vázaného kapitálu v tomto materiálu, tak i dalších spojených rizik – poškození, ztráta, … Naopak pokud se jedná o levný materiál, není takový problém jej držet na skladě.
S tím jsou spojeny i další vlastnosti materiálu – zejména rozměry a případná náchylnost k poškození atp. Čím větší materiál je, tím spíše se bude společnost snažit tento materiál neskladovat. A to zejména, pokud by ho nebylo možné uložit ve standardizovaných obalech, které firma běžně používá. To samé platí, pokud je materiál náchylný k poškození. Dalším faktorem, který je nutné zvážit je zastarávání daného materiálu. A to bez ohledu na to, zda se jedná o zastarávání reálné, či morální. Čím rychleji položka zastarává, tím vhodnější je princip pull.
Posledním zmíněným faktorem je customizace výsledného produktu. Čím více variant výrobek má, tím více je upřednostňována výroba v modelu pull, za předpokladu, že je možné doručit produkt v časovém horizontu přijatelném pro zákazníka. Přestože je firma schopna vhodnou predikcí odhadnout poptávku po jednotlivých variantách, při volbě push konceptu se nevyhne neefektivnímu využití kapacit a zbytečné výrobě.
Plánování materiálu
Plánování materiálu je činnost, která vyžaduje spolupráci více lidí napříč odděleními tak, aby bylo zajištěno dostatečné pokrytí poptávky. Spolupráce by měla probíhat například mezi plánovači poptávky, vývojáři produktů, dodavateli, pracovníky zodpovědnými za řízení samotného toku materiálu a mimo jiné i finančním oddělením, případně dalšími zainteresovanými subjekty. (Jirsák et al., 2012)
19
S ohledem na možné varianty přístupu k zásobování materiálem je třeba tuto strategii promítnout do samotného plánování materiálu. V případě push/push je klíčovým faktorem predikce poptávky. Předpověď musí být vytvořena pro všechny položky kusovníku – tedy pro všechny potřebné materiály. Plán dodávek se sestavuje pro všechny materiály, jejich počet a termín dodání. Proces plánování materiálu tím však nekončí. Zodpovědné subjekty by měly neustále kontrolovat, zda plánované dodávky pokrývají reálnou poptávku a případně přijímali dostatečná opatření, aby tato situace nenastávala v budoucnosti.
Kombinace push/pull činí tento model zrádným. Výroba je zpracovávána až na základě objednávek zákazníka, ale zároveň materiál má natolik dlouhé dodací lhůty, že není možné jej dodávat v režimu pull. Na vstupu je proces stejný jako v režimu push/push – predikce poptávky za pomoci kusovníků pro všechny materiály. Z toho jsou následně tvořeny samotné objednávky. Objednávky jsou následně případně upravovány a zpřesňovány podle přesnějších predikcí. Problém se může objevit v nepředvídaném výkyvu poptávky a nutném větším objemu materiálu. Pro tyto případy je nezbytné mít zajištěn proces urgentních objednávek a zrychleného doručení potřebného materiálu, aby byla zajištěna kontinuita výroby. Na závěr celého procesu opět probíhá vyhodnocení a přijmutí potřebných opatření.
Poslední a nejméně komplikovaná možnost je pull/pull. Celý proces výroby i zajištění materiálu probíhá až ve chvíli, kdy konečný zákazník objedná výrobek. I v tomto modelu se může objevit určitá úroveň zásob kvůli limitům minimálního objednatelného množství. Nicméně úroveň zásob je držena na minimu a dobře optimalizovatelná. Další nespornou výhodou je úspora času na vyhodnocování přesnosti predikcí, protože se v tomto modelu žádné predikce neobjevují.
Řízení materiálu
Samotné řízení materiálu se týká jak zajištění dodávky, tak i následného řízení toku materiálu ve výrobě. Pro zajištění dodávek je nezbytné komunikovat s plánovači materiálu a kontrolovat aktuální stav zásob – tzn. jak materiálu, tak i všech ostatních položek včetně dokončené a rozpracované výroby.
Zásoba se dělí na běžnou, pojistnou, předzásobení, na trase, spekulační a strategickou. (Jirsák et al., 2012) Běžná a pojistná zásoba je obvyklý základ ve většině společností – běžná zásoba slouží k pokrytí spotřeby materiálu mezi dvěma dodávkami, pojistná minimalizuje riziko, že materiál dojde v případě výkyvu poptávky.
20
Předzásobení se provádí ve chvíli, kdy společnost předpovídá výkyv v poptávce předem a dokáže se na tuto skutečnost připravit. Materiál, který byl odeslán, ale zároveň ještě nedorazil do podniku je označován jako zásoba na trase. Pokud se společnost rozhodne pořídit materiál, u kterého je pravděpodobnost nárůstu ceny, jedná se o spekulační zásobu. Poslední variantou je zásoba strategická. Tento typ zásoby je v režii top managementu a jeho hlavním rysem je nezbytnost pro fungování podniku.
Přestože se většina společností snaží objem zásob spíše snižovat z důvodu nedostatku prostoru a snížení nákladů na skladování jsou stále důvody, proč zásoby držet. Například úspory z rozsahu, kdy finanční prostředky ušetřené nákupem většího množství je ušetřeno výrazně více, než stojí uskladnění daného množství materiálu. Častějším důvodem je však neočekávaný výkyv v poptávce, nespolehlivost dodavatele, problémy s dopravou. Rozhodnutí o držení zásob a jejich úrovni by mělo vycházet z porovnání finanční výhodnosti a zároveň zhodnocení rizik.
1. 1. 1 Plánování a řízení výroby
Poslední částí vnitropodnikové logistiky je naplánování a zprocesování samotné výroby.
Výrobu lze dělit na různé typy podle opakovaní výrobku na hromadnou, sériovou, druhovou a kusovou. Kromě toho ji lze dělit i podle vztahu k odbytu na výrobu pro trh a zákaznickou výrobu. Další možností je dělba podle spojitosti výrobního toku na spojitou a nespojitou. Lze hodnotit i časovou spojitost, opět na spojitou a nespojitou. (Loffelmann, 2010)
Cílem tohoto kroku je přesné naplánování a následné provedení jednotlivých výrobních procesů. Detailní plánování se odvíjí od toho, zda je výroba v režimu push nebo pull. V případě push je výroba a montáž prováděna na sklad, proto je poměrně snadné ji předem naplánovat.
Naproti tomu při pull je veškerá výroba zadávána až podle požadavků klienta, proto je plánování náročnější z důvodu neustále se měnícího prostředí.
V rámci plánování výroby a konceptu výroby jsou rozlišovány tři základní: Just in Time (JIT), Just in Sequence (JIS) a Kanban. (Jirsák et al., 2012)
Just in Time (JIT)
Koncept JIT byl představen již v roce 1977 v USA a v současnosti je jedním z nejpoužívanějších konceptů řízení výroby. Hlavním cílem je optimalizace materiálových toků tak, aby nevznikaly jakékoli prostoje a materiál se dostával na místo určení přesně v okamžik, ve který je potřeba. Nejde však pouze o vstup materiálu do procesu, ale i o výstup, který se dále propisuje do procesů následujících. (Vokurka & Davis, 1996)
21
S ohledem na to, že JIT cílí na optimalizaci materiálových toků, je hlavním cílem snížení zbytečných zásob. Správným nastavením procesů lze docílit držení pouze optimální zásoby, čímž je zpravidla docíleno i výrazného snížení nákladů na skladování.
Just in Sequence (JIS)
JIS lze chápat jako optimalizovanou nadstavbu JIT, která však není vhodná pro všechny typy výroby. Sekvence v tomto případě označuje pořadí výroby, resp. organizaci dílů tak, aby přicházely do výroby přesně v pořadí, ve kterém jsou požadovány. (Roser, 2017)
Typicky lze tuto organizaci najít například v automotive, kde je nasazení sekvencované výroby jedno z nejvyšších. Tento princip však lze využít téměř u jakékoli zakázkové výroby.
Nevýhodou sekvence je, že není možné porušit pořadí, ve kterých materiál, resp. jednotlivé komponenty doráží na stanovená pracoviště. Vzhledem k zakázkové výrobě není možné držet výrazné skladové zásoby. Klíčové je v tomto případě robustní nastavení výrobních i dodavatelských procesů a umístění klíčových dodavatelů v dostatečné blízkosti, aby došlo k minimalizaci rizik v rámci dodání.
Kanban
V rámci kanbanu je výroba řízena kartami, které obsahují instrukce k tomu, co mají pracovníci na dané pozici dělat. Kanban je poměrně specifický koncept a ne všem společnostem vyhovuje.
Základem jsou správně vyškolení pracovníci, kteří jsou zároveň dostatečně disciplinovaní, aby dodržovali nastavené pracovní postupy. (Kanbanize, 2020)
Kanban vyžaduje výrobu s malými výkyvy, kde je vysoké opakování činností. Zároveň se předpokládá, že drobné opravy komponent budou pracovníci provádět sami, aniž by narušili běh operací. Naprosto zásadním pravidlem je, že nikdo nesmí provádět žádné operace sám bez pokynu/karty. Všechny operace na sebe navazují, proto musí pracovníci odebírat produkty tak, jak jim přichází. Problémem mohou být neodhalené chyby v procesu, jejich pozdní odhalení může celý proces zastavit. To souvisí i s principem, kdy je při výskytu chyby nezbytné odhalit příčinu.
22 1. 3 Shrnutí
Kapitola zasazuje vnitropodnikovou logistiku do logistiky jako celku. Dále vysvětluje čtyři hlavní oblasti vnitropodnikové logistiky, v rámci které je zajištěn kompletní tok materiálu od předpovědi jeho potřeby až po fyzické zpracování a přetransformování na konečný výrobek.
Z jednotlivých podkapitol je patrné, že některé kroky vnitropodnikové logistiky by byly bez podpory informačních technologií náročné na zpracování. Vybrané technologie jsou popsány v následující kapitole.
23
2 Informační technologie a vnitropodniková logistika
Efektivita vnitropodnikové logistiky může být výrazně zvýšena využitím informačních technologií. Rozsah jejich využití se odvíjí od potřeb a možností konkrétního podniku. Tato kapitola popisuje vybrané technologie, které jsou běžně využívány a v mnoha případech jsou nepostradatelnou součástí organizace.
2. 1 Podnikový informační systém a Warehouse Management System (WMS) Každý podnik udržuje určitý systém fungování i ve chvíli, kdy se nejedná o informační systém.
Tento způsob není dlouhodobě udržitelný, proto většina společností dříve, nebo později přejde na informační systém, také označovaný jako ERP. Cílem ERP systémů je podpora klíčových procesů organizace: finance, HR, výroba, zásobování, služby, nákup a případně další specifické oblasti. Všechny tyto oblasti jsou integrovány do jednoho systému. (SAP, 2020a)
Výhodou těchto systémů je, že pomáhají organizacím s každodenními úkoly jako je účetnictví, řízení projektů, řízení rizik, supply chain apod. Software také dokáže pomoci s tvořením předpovědí, rozpočtů a reportů. Zároveň zjednodušuje tok informací v rámci organizace a zabraňuje duplikaci dat čímž dále zvyšuje integritu a spolehlivost dat. (Oracle, 2020b) Zatímco historicky lze ERP systémy vnímat jako nástroje pro velké podniky, dnes jsou dostupné i pro malé podnikatele. Kdy zejména díky vývoji typových systémů se tyto technologie zpřístupnili i subjektům s menším rozpočtem a potřebami. (Perkins, 2020)
2. 1. 1 Logistika jako primární proces podniku
Většina podniků má dvě hlavní oblasti, které potřebuje zabezpečit z hlediska informačního systému – logistiku a finance. Cílem modulu logistiky je zajistit následující oblasti: (Basl &
Blažíček, 2012)
- přijetí obchodního případu, - vytvoření objednávky,
- plánování potřebných materiálových požadavků, - objednání a nákup zboží a služeb od dodavatelů,
- zajištění skladového hospodářství a řízení zásob, včetně zprávy obalů, - plánování výrobních a předvýrobních kapacit,
- řízení a realizace výrobní zakázky včetně sběru zpětnovazebních dat z výroby, - vychystání a expedice hotových výrobků,
- archivace zakázek a souvisejících dalších dat.
24
Přestože většina systémů byla historicky schopná podporovat základní logistické procesy, nebývalo obvyklé, aby podporovaly tuto oblast komplexně. (Traxler, 2011) Výhodou ERP systémů je, že dokáží firmám pomoci v oblasti logistiky se správou skladových zásob, distribucí, řízením zaměstnanců a snižováním nákladů. Navíc je možné systémy upravovat na míru pro danou společnost, což zvyšuje úroveň podpory procesů. (Omni Accounts, 2019) Jedním z nejrozšířenějších ERP systémů na dnešním trhu je SAP, respektive produkty této společnosti. Až 77 % světových transakčních výnosů nějakým způsobem týká systémů SAP.
(SAP, 2020b) Pro Supply Chain Management nabízí SAP podporu těchto oblastí: plánování dodavatelského řetězce, logistika dodavatelského řetězce, výroba, správa životního cyklu produktů a správa podnikového majetku.
V rámci plánování dodavatelského řetězce jsou k dispozici funkce pro plánování poptávky, optimalizaci zásob, plánování obchodu a operativy, plánování dodávek. Systém používá pro predikci poptávky statistické modely, strojové učení a vytušování poptávky pro vytvoření přesných plánů od krátkodobých, přes střednědobé až po dlouhodobé. Pro optimalizaci zásob využívá systém nastavených cílových hodnot a pojistné zásoby s cílem maximalizace výnosů.
V rámci plánování obchodu a operativy dochází k plánování napříč odděleními s cílem nalezení rovnováhy mezi zásobami, úrovní služeb a profitabilitou. Pro plánování dodávek je bráno v potaz prioritizování poptávky, alokování a omezení (např. kapacity). Do celého modulu se promítají techniky Material Requirements Planning (MRP) s cílem zlepšení toku materiálu celým řetězcem s ohledem na variabilitu systému.
Oblast logistiky dodavatelského řetězce lze dále rozdělit do čtyřech hlavních oblastí:
skladování, transport, logistická síť a management překladiště. Skladování zaštiťuje operace od vstupu materiálu do podniku, jeho zpracování až po jeho odeslání k zákazníkovi. Transport slouží k managementu strategického nákladu, objednávek, plánování a provádění přeprav.
Logistická síť umožňuje podniku spolupracovat v oblasti nákladních přeprav, sledovat zásilky a zejména dostávat upozornění a oznámení v reálném čase. Management překladiště podporuje objednávky, plánování schůzek, chod překladiště, integraci a monitoring.
Pro oblast výroby jsou definovány čtyři hlavní zaměření. Prvním je digitální výroba, která má za cíl poskytovat harmonizované datové analýzy, unifikované modelování výroby a integrovaný management výroby. Druhou částí je Manufacturing Execution System (EMS), který slouží k digitalizaci výrobních procesů a integraci podnikových systémů. Díky tomu je možné centralizovat operativu, automaticky zaznamenávat data z výroby a monitorovat
25
defekty, včetně jejich řešení. Třetí částí je plánování, které poskytuje funkce pro detailní a komplexní plánování integrované s dalšími činnostmi podniku. Poslední oblastí je podnikový internet věcí (IIoT), ten poskytuje platformu pro analýzy, monitoring energie a efektivity jednotlivých zařízení.
V rámci řízení životního cyklu výrobku jsou podporovány oblasti managementu projektového portfolia, naceňování produktu, projektového managementu, vývoje produktu (včetně podpory integrace dat z různých oblastí vývoje pro zjednodušení spolupráce) a sítě projektu. Poslední zmíněná funkce slouží ke standardizaci sdílených dat, což má za výsledek zjednodušení výměny projektových informací.
Poslední podporovanou oblastí je správa podnikového majetku. Tato oblast nabízí pět hlavních funkcí: měření, sledování aktiv, předpověď údržby, mobilní správa podnikového majetku a simulace. V rámci měření dochází kromě správy informací o majetku dále i k hodnocení rizik a identifikaci kritického vybavení podniku, sledování chyb a analýzy dopadů. Sledování aktiv umožňuje centrálně ukládat data o majetku a automaticky sledovat vybavení. Předpověď údržby dokáže na základě vstupních dat pokročile předpovídat potřeby údržby jednotlivých zařízení. Systém je dále schopný vytvářet simulace, včetně digitálního dvojčete, vizualizace a předpovídat zdraví jednotlivých zařízení. Celá funkcionalita je navíc kompatibilní s různými zařízeními a tím je zajištěna mobilita.
2. 1. 2 Warehouse Management System (WMS)
Warehouse Management System je specializovaný software, případně součást komplexního řešení ERP systému. WMS se skládá ze samotného softwaru a procesů, které organizaci umožňují řídit a provádět skladové operace od příjmu, přes zpracování na skladě až po expedici materiálu. (Rouse, 2020)
Firmy se stále často spoléhají na know-how zaměstnanců, než aby využily specializovaného softwaru. Zpravidla mají systémově řešený příjem a výdej zboží, ale operace probíhající na skladě (respektive uvnitř podniku) jsou z pohledu systému slepým bodem. V tomto systému jsou schopné fungovat pouze malé podniky. V případě středních a velkých firem, kde je výraznější pohyb materiálu, není fungování bez softwarové podpory efektivní a v dlouhodobém horizontu společnost nedokáže jinak fungovat.
26
Podle průzkumu společnosti Gartner z května 2020 je absolutním leadrem na trhu WMS společnost Manhattan Associates, přičemž tuto pozici si drží dlouhodobě. (Gartner, 2020c) Manhattan Associates v rámci svého produktu pro Warehouse Management nabízí řešení pro různá odvětví od distribuce potravin přes obchod, oblečení, zdravotnictví až po poskytovatele Third-Party Logistics (3PL). (Manhattan Associates, 2018) Je patrné, že produkt Manhattan Active je schopný pokrýt ve správné konfiguraci téměř všechny potřeby firem z uvedených oblastí.
Řešení od Manhattan Associates umožňuje zefektivnění příjmu materiálu na sklad, včetně podpory cross-dockingu. Dále snižuje náklady na fyzickou kontrolu, díky funkci pro cyklický přepočet, který je schválený auditorem. Systém podporuje komplexní potřeby skladů, včetně služeb přidávajících hodnotu, správu šarží, sledování sériových čísel a svolávání produktů.
Navíc je vhodný i pro sklady, které pokrývají potřeby podniků využívajících různé distribuční kanály nebo mají v jednom skladu místěn materiál více firem.
Kromě toho umí zmíněný systém optimalizovat plnění objednávek podle vstupních podmínek, zároveň je možné automatizovaně sbírat informace ze zařízení, na základě rozpoznávání hlasu a manipulační techniky. Systém dále umožňuje zapojit do transportu i externí poskytovatele pomocí dalšího produktu Manhattan Associates External Parcel Integration. Integrování dalších produktů pomáhá zvýšit bezpečnost díky lepšímu přehledu o pohybu osob v areálu společnosti, umožňuje optimalizaci umístění položek ve skladu ke zvýšení produktivity pracovníků.
2. 2 EDI komunikace
EDI (Electronic Data Interchange) je standardizovaný formát, který umožňuje firmám výměnu informací a dokumentů elektronickou formou namísto papírové podoby. Díky využití EDI komunikace jsou organizace schopné šetřit čas a eliminovat (drahé) chyby, které vznikají při manuálním zpracování zmíněných dokumentů. Nejčastěji je EDI používáno na nákupní objednávky, faktury atp. Zpravidla je tato komunikace nastavena mezi obchodními partnery, mezi kterými probíhá častá výměna zboží a služeb. (IBM, 2020a)
Výhodou EDI je kromě eliminace času na fyzické zpracování dokumentů také odstranění času na doručení daných informací. Navíc je možné sledovat pohyb všech dokumentů v čase a celý tok je transparentní. Poskytované informace mají také požadovanou kvalitu pro plánování výroby, optimalizaci zásob atd. (EDITEL, 2020)
27 2. 3 1D, 2D a 3D kódy
Tyto kódy slouží k uchovávání informací o produktu, na kterém jsou umístěny. Kódy umožňují rychlou a spolehlivou identifikaci materiálu. Tento způsob označování materiálu a zboží představuje snadnou a levnou globálně používanou metodu.
Stejně jako každá jiná technologie má i tato své výhody a nevýhody. (Šoustek & Matoušek, 2012) Mezi největší výhody patří:
- rychlost, přesnost a spolehlivost sběru dat, - bezkonkurenční láce výroby a použití kódu,
- bezpečnost (čárový kód v praxi nelze po vytištění pozměnit, je nutné ho vyměnit).
Naproti tomu nevýhody jsou:
- nutnost přímé viditelnosti kódu při snímání, - relativně malá čtecí vzdálenost.
Vhodné je doplnit, že čtecí vzdálenost se výrazně odvíjí od druhu a kvality použitého scanneru.
Tato problematika je detailněji popsána v podkapitole 2.4. Každopádně nutnost viditelnosti kódu je podmínkou.
2. 3. 1 1D kódy
1D kódy jsou lineární čárové kódy. Jedná se o soustavu různě silných (zpravidla černobílých) čar, které jsou uspořádány do definovaného rozměru. Tyto kódy jsou součástí běžného života poměrně dlouhou dobu. Jsou využívány k identifikaci objektů například v obchodech, ve výrobě atp.
Jedním z nejrozšířenějších formátů těchto kódů je EAN-13, který se skládá z třinácti znaků.
První tři číslice reprezentují kód státu, následují čtyři číslice identifikující výrobce, dalších pět číslic je kód samotného zboží a na konci je jedno číslo sloužící jako kontrolní znak. (Šoustek
& Matoušek, 2012) 2. 3. 2 2D kódy
2D kódy jsou komplexnější a dokáží pojmout větší množství informací díky rozšíření osy x o osu y. Nejčastěji jsou sice reprezentovány QR kódy, ale nejedná se o jediného zástupce této varianty. Dalšími typy jsou např. DataMatrix, Maxicode nebo PDF417. Formát PDF417 je velmi rozšířený v oblasti letectví, kdy jsou tyto kódy umístěny na palubních lístcích a obsahují všechny potřebné informace. (Nikolow, 2012)
28
Hlavní výhodou je právě schopnost pojmout větší množství informací a v případě QR kódů fakt, že pro jejich přečtení stačí konvenční smartphone s fotoaparátem a odpovídajícím softwarem. Právě to dělá z QR kódů jeden z nemocnějších marketingových nástrojů současnosti. (Nikolow, 2012) I tyto kódy ale mají nevýhody. Tou nejvýraznější je absence jakékoli zálohy v případě, že je kód samotný nečitelný. 1D kódy obsahují čitelnou sadu znaků pod samotným kódem. V případě 2D kódů by se však jednalo o více než 100 znaků, proto postrádá smysl tento způsob zálohy využívat. (Keyence Corporation, 2020)
2. 3. 3 3D kódy a další vývoj
3D kódy jsou rozšířením 2D kódů o třetí dimenzi, kterou je barva. Přestože i 2D kódy jsou schopné uchovávat krátký text, možnosti 3D kódů jsou výrazně větší. Úspěšně byly tyto kódy implementovány například Microsoftem. Přestože je možné při použití 8-24 barev dosáhnout kapacity přes 1 MB a teoreticky je možné dosažení kapacity v řádech gigabytů, v tuto chvíli chybí přesvědčivé argumenty pro vývoj takového řešení. (Bendel, 2011; Bendel, 2020) V oblasti 4D kódů se jedná spíše o teoretickou rovinu. Přidáním čtvrté dimenze je možné dosáhnout výrazného navýšení kapacity kódů. Zmíněná čtvrtá dimenze je reprezentována například animací nebo reliéfním vzorem. V této oblasti však probíhají experimenty a prototypový vývoj. (Bendel, 2020)
2. 4 Skenery
Jak je uvedeno v předchozí podkapitole – kódy jsou v současnosti klíčovým způsobem identifikace materiálu v logistice. Pro čtení kódů jsou vyžadována zařízení – skenery. Existují skenery, které jsou schopné číst pouze 1D kódy, jiné umí 1D i 2D. (S ohledem na to, že v případě 3D kódů není možné mluvit o masovém nasazení, nebudou dále brány v potaz.) Způsobů, jak lze skenery dělit je mnoho. Pro potřeby práce je použito dělení podle technologie snímání, dosahu skeneru a jeho použití.
2. 4. 1 Dělení podle technologie snímání
V současnosti jsou rozlišovány čtyři typy skenerů v závislosti na technologii snímání. Skenery tužkové, laserové, CDC a kamerové. (Primaseller, 2019)
Tužkové skenery
Někdy jsou také označovány jako hůlky. Snímání probíhá pomocí světla generovaného LED diodami. Když se tužkou/hůlkou přejede přes 1D kód, snímač rozpozná barvu a tloušťku čárky kódu. Získaná data jsou následně přetvořena do digitální informace.
29
Přestože se jedná o nejlevnější typ skeneru, je s nimi spojeno také několik rizik. Skener musí fyzicky přijít do kontaktu s kódem, nedá se tedy skenovat na dálku. Druhým výrazným problémem je, že kód musí být skenován ve správné rychlosti. Sebemenší chyba v procesu může vést ke zkreslení získaných dat.
Laserové skenery
Tyto skenery patří k nejoblíbenějším. Pracují na podobném principu jako tužkové skenery, ale jsou výrazně spolehlivější. V tomto případě skener používá laserový paprsek, který odráží obraz čárového kódu na zrcadlo. Odražený obraz je načten snímačem, který stejně jako u tužkového skeneru přeloží obraz do digitální informace.
Laserové skenery jsou schopné v závislosti na nastavení a konfiguraci schopné načítat jak 1D tak 2D kódy.
CCD skenery
Tyto skenery jsou někdy také označovány jako LED. Mají v sobě umístěno stovky malých LED světel, jejichž světlem je osvícený snímaný kód. Odražené světlo je nasnímáno a z odrazu je vytvořena digitální informace. Nevýhodou tohoto způsobu snímání je, že skener musí být v těsné blízkosti (cca do 10 cm) od skenovaného kódu. Zároveň není možné nasnímat kód, který je větší než hlava skeneru.
Kamerový skener
Tento typ při naskenování vytvoří fotografii, která je následně specializovaným softwarem zpracovaná a vytvořena digitální informace daného kódu. Výhodou těchto zařízení je, že nezáleží, jak je kód ke skeneru přiložen. To výrazně zvyšuje rychlost zpracování skenovaných položek.
2. 4. 2 Dělení podle dosahu
Skenery lze dále dělit podle dosahu na zařízení s krátkým (standardním), dlouhým a rozšířeným dosahem. Skenery s krátkým dosahem jsou ty nejrozšířenější, jejich dosah je přibližně v rozsahu 10-60 cm. Tento dosah pokrývá potřeby velké škály uživatelů. (Primaseller, 2019) Zatímco skenery na krátkou vzdálenost nejsou schopné kód přečíst ze vzdálenosti větší než několik desítek centimetrů, existují i skenery na dlouhou vzdálenost. Standardním dosahem pro tato zařízení je 15 metrů. Pro případy, kdy ani tento rozsah není dostačující, existují i skenery s prodlouženým dosahem, které jsou schopné kódy přečíst až na vzdálenost 21 metrů. (Mulroy, 2020)
30 2. 4. 3 Dělení podle použití
Skenery lze dle jejich využití dělit na všeobecné, robustní, vestavěné, osobní, fixně montované, mobilní a speciálně upravené pro zdravotnictví. (Zebra Technologies, 2020) V kontextu vnitropodnikové logistiky jsou nejvýraznější skenery všeobecné (popřípadě robustní) a mobilní.
Všeobecné skenery slouží k nasnímání kódu, přičemž informace je přenášena do počítače, kde je s ní dále nakládáno. Skener sám o sobě není schopen s informací dále pracovat. Naproti tomu mobilní skenery/terminály kromě snímače obsahují i displej. Tato zařízení jsou tedy schopna uživateli zobrazovat další informace, se kterými může dále pracovat. Konkrétní podoba a způsob používání se u různých výrobců liší a vždy se odvíjí od potřeb koncového uživatele.
2. 5 Radiofrekvenční identifikace (RFID)
RFID je technologie umožňující automatickou identifikaci objektů pomocí rádiových frekvencí. Celý systém se skládá ze dvou hlavních součástí – RFID tag a vysílač (také označován jako čtečka nebo hledač). RFID tag je malé zařízení, které je umístěné na objektu a slouží jako samotný identifikátor/nosič informace. Vysílač, který vyšle rádiové vlny, čeká, jestli se mu nějaký tag ozve. To se stane, pokud tag zaznamená vyslanou frekvenci ve svém pásmu, které sleduje. Pomocí odezvy od tagu vysílač identifikuje daný objekt. (Zedníček, 2020) Hlavní výhodou této technologie je, že v posledních letech výrazně klesla cena tagů. Z tohoto důvodu se jeví její využití jako rozumná volba s ohledem na výhody, které přináší. Prvním zrychlením je například příjem materiálu/zboží na sklad – při samotné vykládce může zboží projet skrz čtečku a být díky tagu automaticky naskladněno v řádu sekund. Stejně tak při výdeji je možné předcházet omylům už při vychystávání, případně nakládce, právě díky automatické identifikaci. Zároveň je možné lokalizovat konkrétní (i pohřešované) produkty a případně může dojít ke zrychlení kontroly kvality. (Ringsberg & Mirzabeiki, 2014; Wood, 2019)
RFID však nemusí být vhodné pro všechny typy materiálů – v některých případech může hustota produktu zhoršit čitelnost tagu. Problémy zpravidla vytváří kovy a tekutiny. Z toho důvodu je tato technologie vhodná například pro oblast módy, kosmetiky, šperků, léčiv atp.
(Bowles, 2020)
31 2. 6 Pick By Light
Pick By Light (také označován jako Pick To Light) je technologie, která pomocí světla navádí pracovníka ke správné pozici, odkud má odebrat produkt. (Aimtec, 2020) V závislosti na konfiguraci produktu je možné, aby:
- systém ukazoval, kolik kusů má pracovník odebrat, - musel pracovník tlačítkem potvrdit odebrání produktu,
- v případě systémů, kdy pracovník vždy odebírá pouze jeden kus, pozice obsahovala senzor, pro automatickou detekci odběru z pozice.
Hlavní výhodou tohoto řešení je, že operátoři nevyužívají (papírový nebo digitální) seznam, ale jsou naváděni přímo systémem na konkrétní pozice. To výrazně snižuje dobu potřebnou pro zaškolení nových operátorů a také má pozitivní dopad na chybovost během vychystávání. (Pick To Light Systems, 2020; SSI Schäfer, 2020)
2. 7 Shrnutí
Kapitola popisuje šest vybraných informačních technologií – hardwarových i softwarových, které se výrazně podílejí na každodenních operacích ve vnitropodnikové logistice. V současné době je využívání informačních technologií v podstatě nutnost. Některé podniky jsou, nebo by byly schopné, fungovat i bez nich, ale produktivita a spolehlivost práce je pak výrazně nižší.
Právě díky využívání technologií je otevřená cesta automatizaci procesů, která souvisí i s rozvojem průmyslu 4.0 popsaného v následující kapitole.
32
3 Trendy a využití prvků průmyslu 4.0
Potenciál využití průmyslu 4.0 ve vnitropodnikové logistice je vysoký, jak naznačují technologie popsané v podkapitole 3.3. Přestože se ve většině případů stále nedá mluvit o stoprocentním průmyslu 4.0, postupně se začínají objevovat alespoň jeho komponenty.
3. 1 Definice průmyslu 4.0
V časopise Forbes byla koncepce průmyslu 4.0 vysvětlena jako čtvrtá průmyslová revoluce, která vezme to, co bylo začato v předchozí fázi implementováním počítačů a automatizace, a rozšíří to chytrými a autonomními systémy, které budou poháněny daty a strojovým učením.
(Marr, 2018a)
V historii proběhly již tři průmyslové revoluce. V rámci první došlo k zapojení strojů do výroby díky parnímu pohonu (druhá polovina 18. století). Druhá průmyslová revoluce byla způsobena elektrifikací, která umožnila vzniknout montážním linkám, proto je také spojována s výrazným rozvojem masové výroby (počátek 20. století). Třetí průmyslová revoluce je spojována s nástupem automatizace a zapojení počítačů do firemních procesů. Začátek třetí vlny je datován obecně do roku 1969, kdy byly vyvinuté první malé programovatelné jednotky (také označované jako PLC), které umožňují cyklickou automatizaci výrobních procesů.
Zmíněná čtvrtá průmyslová revoluce využívá výrazného rozšiřování internetu. Přestože internet se mezi veřejnost začal šířit již v devadesátých letech minulého století, až v posledních letech se opravdu masově rozšířil a pronikl do všech oblastí. Dochází tedy k připojování zařízení do sítě a nastupují tzv. kyberfyzické systémy (zjednodušeně řečeno se jedná o systémy, kde jsou fyzické části řízeny počítačovými algoritmy).
3. 2 Komponenty
Zdroje se do jisté míry rozchází v identifikaci hlavních komponent průmyslu 4.0. Gizem Erboz například identifikuje tyto hlavní pilíře – Big Data, autonomní roboty, simulace, horizontální a vertikální systémová integrace, internet věcí, cloud, aditivní výroba, rozšířená realita a kyberbezpečnost. (Erboz, 2017)
3. 2. 1 Big Data
Definice Big Data se v čase vyvíjí. Například v roce 2001 byla společností Gartner definována takto: Big Data jsou data, která jsou více rozmanitá a jejichž objem se neustále zvyšuje, a to se děje stále vyšší rychlostí. (Gartner, 2001) Naproti tomu nejnovější definice stejné společnosti je: Big Data jsou velkoobjemová, rychlá anebo velmi různorodá informační aktiva, která
33
vyžadují nákladově efektivní formy zpracování, které umožňují větší přehled, snazší rozhodování a automatizaci procesů. (Gartner, 2020a)
Naproti tomu Oracle nyní Big Data popisuje jako rozsáhlejší a komplexnější soubory dat, které přichází zejména z nových zdrojů. Podstatné je, že tato data jsou natolik obsáhlá, že běžný software si s nimi zpravidla neporadí. Big Data ale mohou pomoci v řešení podnikových problémů, které nebyly dříve řešitelné. (Oracle, 2020a)
3. 2. 2 Autonomní roboty
Automatizace opakovaných, standardizovaných procesů byla započata již ve třetí průmyslové revoluci. Nyní však převládají snahy o to, aby si tyto roboty dokázaly poradit s větší škálou úkolů a zejména s nestandardizovanými úlohami.
Společnost Deloitte popisuje autonomní roboty jako neustále se rozšiřující skupinu zařízení, která jsou schopná fungovat autonomně s minimálním zásahem člověka. Autonomní roboty využívají umělou inteligenci, aby dokázaly rozeznávat, samostatně se učit ze svého okolí a zejména aby se samostatně rozhodovaly (Fitzgerald, 2020). Cílem je přejít od jednoduchého opakování úkonů, kdy při sebemenší výchylce přestane zařízení fungovat, k autonomně fungujícímu stroji, který bude schopný samostatně vyhodnocovat vstup a efektivně provést, co se po něm žádá.
3. 2. 3 Simulace
Simulace obecně umožňuje lepší pochopení fungování a chování reálného systému za pomoci jeho modelové kopie. Zároveň umožňuje učení a testování různých přístupů a jejich dopadů na simulovaný systém. Velkou výhodou simulací je, že se jedná o bezrizikové prostředí, které slouží k testování a chyby se nepromítají do reálného života.
Vývoj simulací by se dal shrnout do čtyř vývojových fází (Rodič, 2017):
- individuální použití (cca od roku 1960), - simulační nástroje (cca od roku 1985),
- systémový design založený na simulacích (cca od roku 2000), - koncept digitálního dvojčete (cca od roku 2015).
Simulace byly původně využívány především v technických oborech a jejich používání vyžadovalo značnou odbornost, protože se jednalo o matematické modely bez uživatelského rozhraní. I po zavedení standardizovaných nástrojů však hlavní využití zůstalo v technických oborech – například mechanika, dynamika kapalin atp. Až s počátkem nového tisíciletí začal
34
masivnější rozvoj simulace. Systémy zvládaly zpracovávat informace napříč úrovněmi a napříč disciplínami. V současnosti posledním krokem je vytvoření digitálního dvojčete systému. Na digitálním dvojčeti lze testovat chování systému bez jakéhokoli ohrožení reálného systému.
Učení pomocí různých simulací je dlouhodobě hojně využíváno u různých profesí – piloti, lékaři, bezpečnostní složky atd. Pro uživatele z businessu však skrývá velký potenciál. Musí totiž aplikovat schopnosti, které se naučili, ale činí tak v robustním a bezrizikovém prostředí.
Tím získávají odpovídající schopnosti, zlepšují si konceptuální znalosti (principy, teorie, modely, …), lépe chápou podnikovou strategii a management. To vše za účelem získání nových zkušeností a zlepšování produktivity. (Advantexe Learning Solutions, 2020)
3. 2. 4 Horizontální a vertikální systémová integrace
Dle Leoše Dvořáka (ředitele pro digitalizaci v Siemens Česká republika) je systémová integrace základem pro průmysl 4.0. Je nezbytné integrovat informace z výrobních procesů, a to nejen v rámci firmy jako takové, ale i v rámci celého supply chainu. (Dvořák, 2017) Jedná se i o základní předpoklad pro vytvoření digitálního dvojčete vysvětleného v předchozí podkapitole.
Obecně se dají rozdělit dva typy systémové integrace – horizontální a vertikální. Zatímco v rámci vertikální integrace dochází k propojování (nejen) informačních toků v rámci výrobního podniku napříč procesy, horizontální integrace se zaměřuje na propojování celého dodavatelsko-odběratelského řetězce. Díky sdílení informací je možné optimalizovat například skladové zásoby, výrobní náklady atp.
Stejně tak jako u dalších komponent je nezbytná dostupnost stabilního připojení k internetu.
Cílem systémové integrace je propojení všech článků zasahujících do procesů v rámci celého životního cyklu výrobku – tedy od hrubého zadání, vývoj, výrobu, prodej až po poprodejní servis.
3. 2. 5 Internet věcí
Společnost Gartner definuje Internet věcí jako síť fyzických objektů vybavených technologií, která jim umožňuje komunikovat, vnímat nebo interagovat se svým vnitřním nebo vnějším prostředím. (Gartner, 2020b) Zjednodušeně je Internet věcí vysvětlován jako připojování téměř jakýchkoli tomu uzpůsobených zařízení k internetu, čímž dochází k propojení zmíněných zařízení navzájem. (Morgan, 2014)
Koncept internetu věcí souvisí s rozvojem tzv. chytrých věcí. Ať už se jedná o jednotlivá zařízení – od nositelné elektroniky, přes domácí spotřebiče až po celé výrobní linky. Tyto
35
jednotlivé komponenty se následně spojují a dochází ke vzniku chytrých měst, chytrých domácností nebo chytrých továren.
Internet věcí v sobě skýtá téměř nekonečné možnosti využití a jeho potenciál je nezměrný. Na druhou stranu je nutné ale také zvážit rizika. Jednou z největších hrozeb je v současné době bezpečnost těchto zařízení. Jsou připojená k internetu, to poskytuje příležitost k poškození/zneužití/… těchto zařízení. Množství zařízení využívaných v businessu i domácnostech neustále roste. Dle odhadů by počet zařízení a senzorů měl dosáhnout počtu 50 miliard v roce 2022. (Juniper Research Ltd, 2018)
Hrozbou nejen pro firmy, ale i pro domácnosti je, že někdo získá přístup k citlivým datům, dojde k sabotáži nebo budou zařízení využita jako boty (například pro DDoS útoky, během kterých dochází k zahlcení vybrané služby požadavky, čímž dojde k jejímu znepřístupnění).
(Avast Business Team, 2019) V roce 2016 tento typ útoku ochromil například služby Twitter, Spotify, Tumblr, Netflix, Amazon, Reddit a další. (Roberts, 2016) Zatím největší útok tohoto typu proběhl v únoru 2018 na službu GitHub, byla zde však využita jiná strategie. (Felter, 2019)
3. 2. 6 Cloud computing
Zjednodušeně řečeno by se dalo říci, že cloud computing slouží k poskytování služeb (včetně serverů, uložišť, databází, sítí, softwaru, analýz a inteligence (ve smyslu umělé inteligence).
(Microsoft, 2020)
Microsoft dále identifikuje sedm hlavních výhod, které cloud computing přináší. Jedná se o: cenu, rychlost, produktivitu, výkon, spolehlivost, bezpečnost a elasticitu v globálním měřítku. Cena nezahrnuje pouze vstupní náklady, ale také náklady na provoz. Výhodou faktoru rychlosti je v poskytování potřebné výpočetní kapacity podle reálné potřeby. Toto souvisí i s výhodou v oblasti produktivity, kdy se IT oddělení místo starosti o servery a související vybavení (hardwarové i softwarové) může soustředit na důležitější úkoly související s businessem.
Cloud computing také zpřístupňuje výpočetní výkon společnostem, které by nebyly schopné takového výkonu s vlastní infrastrukturou dosáhnout. Zároveň jsou všechna data spolehlivě zálohována a díky redundanci je vyřešena i dostupná výpočetní kapacita v případě výpadku/poruchy. Navíc poskytovatelé cloudových služeb mají větší možnosti i v oblasti bezepečnosti, čímž je snížena hrozba jak pro infrastrukturu, tak pro data. Všechny tyto benefity jsou navíc dodávány kdekoli a kdykoli jsou zrovna potřebovány.
