IFORMATYKA A ZARZĄDZAIE PRODUKCJĄ

Produkcję w przedsiębiorstwie jako przedmiot wspomagania zarządzania należy rozpatrywać
wieloaspektowo.
W zakresie ekonomiczno – organizacyjnym postrzegamy produkcję jako zorganizowane
przedsięwzięcie wytwarzania dóbr i usług, które musi być najpierw finansowane,
wytwarzanie jest ukierunkowane na zbyt produktów. Produkcja uzależniona od
odpowiedniego zaopatrzenia w surowce i półprodukty. Produkt powinien zostać wytworzony
jak najmniejszym kosztem, zgodnie z zasadą racjonalnego gospodarowania.
W zakresie techniczno – organizacyjnym produkcja jest przedmiotem planowania,
sterowania. Niezbędne jest odpowiednie techniczne przygotowanie produkcji (TPP),
odpowiednia kontrola jakości produkcji. Niezwykle ważna jest strona logistyczna produkcji,
odpowiednie zorganizowanie otoczenia produkcji, a w tym transport elementów pomiędzy
przestrzennie rozmieszczonymi komórkami produkcyjnymi.

Informatyczne wsparcie produkcji można rozpatrywać na dwóch płaszczyznach, na
płaszczyźnie technicznej i wtedy posługujemy się odpowiednimi systemami CIM (ang.
Computer Integrated Manufacturing), gdzie komputer jest zaangażowany do bezpośredniego
wsparcia technicznego produkcji, np. do sterowania numerycznego obrabiarkami. Pojęcie to
robi w ostatnim czasie ogromną karierę w informatyce. Na płaszczyźnie organizacyjno-
produkcyjnej posługujemy się systemami informatycznymi PPS (niem. Produktions Planung
und Steuerung), gdzie komputer jest zaangażowany do wsparcia produkcji w wymiarze
organizacyjnym, logistycznym i ekonomicznym, także do sterowania procesem
produkcyjnym.

Planowanie
Sterowanie
Logistyka
Transport
TPP
Kontrola jakości

Wytwarzanie
Finanse
Zaopatrzenie
Zbyt
Koszty

CIM

PPS

Strona

organizacyjno-

produkcyjna

Strona

techniczna

Informatyczne wsparcie produkcji:

MRP/ERP (MRPI i MRPII)

Oprogramowanie klasy MRP dużą karierę robi zwłaszcza wśród menedżerów przedsiębiorstw
dużych i średnich.Jakie cechy wyróżnia się te produkty? Ścisłe definicje MRP (ang. Material
Requirements Planning) to opracowany w latach 70. wielokryterialny standard zarządzania
gospodarką materiałową przedsiębiorstw, zdefiniowany przez amerykańską organizację
APICS (ang. American Production and Inventory Control Society).
Naturalnym rozwinięciem tego standardu opracowanym przez tę samą organizację w latach
80.jest norma zintegrowanego zarządzania produkcją zwana MRPII (ang. Manufacturing
Resource Planning - Planowanie Zasobów Produkcyjnych).
Ostatnio w literaturze przedmiotu pojawia się kolejna formuła - ERP (ang. Enterprise
Resource Planning) zasadniczo obejmująca dwie poprzednie kategorie oprogramowania, a
rozszerzająca je o procedury bardziej wszechstronnych analiz, lepiej niż dotychczas
uwzględniających elementy integracji informacji rozsianej dotychczas po wielu komórkach
przedsiębiorstwa. Omówienie tego typu systemu jednak zostanie pominięte, gdyż obiektem
naszych dociekań jest system MRP, a w szczególności jego młodszy „brat” - MRP II.

Metoda MRP bierze swoje początki w późnych latach pięćdziesiątych, kiedy to opracowano
jej pierwszą wersję – MRP I czyli Material Requirements Planning (Planowanie Potrzeb
Materiałowych). MRP I pozwala obliczyć dokładną ilość materiałów i terminarz dostaw tak,
aby sprostać ciągle zmieniającemu się popytowi na poszczególne produkty, uwzględniając
więcej niż jedną fabrykę. W jego nowszych implementacjach bierze się pod uwagę m.in.
zamówienia spływające bezpośrednio odkońcowych odbiorców (ang. end-user) oraz
pośredników, prognozy sprzedaży i produkcji, stany magazynów, zapisy księgowe i
fakturowe.

Można wyróżnić następujące cele stawiane systemom klasy MRP I:

redukcja zapasów,
dokładne określanie czasów dostaw surowców i półproduktów,
dokładne wyznaczanie kosztów produkcji,
lepsze wykorzystanie posiadanej infrastruktury (magazynów, możliwości

wytwórczych),

szybsze reagowanie na zmiany zachodzące w otoczeniu,
kontrola poszczególnych etapów produkcji,

Specyfikacja MRP-II obejmuje przede wszystkim:

planowanie przedsięwzięć,
planowanie produkcji,
planowanie potrzeb materiałowych - MRP (ang. Material Requirements Planning),
planowanie zdolności produkcyjnych - CRP (ang. Capacity Requirements Planning

ERP obejmuje następujące obszary:

obsługa klientów - baza danych o klientach, przetwarzanie zamówień, obsługa

specyficznych zamówień(produkty na żądanie), elektroniczny transfer dokumentów
(EDI),

produkcja - obsługa magazynu, wyznaczanie kosztów produkcji, zakupy surowców i

materiałów, ustalanie terminarza produkcji, zarządzanie zmianami produktów (np.
wprowadzanie usprawnień), MRP I/II, prognozowanie zdolności produkcyjnych,
wyznaczanie krytycznego poziomu zasobów/zapasów, kontrola procesu produkcji
(m.in. śledzenie drogi produktu w zakładach produkcyjnych) itd.

finanse - prowadzenie księgowości, kontrola przepływu dokumentów księgowych,

pozwala przygotowywać raporty finansowe zgodnie z oczekiwaniami poszczególnych
grup odbiorców(np. podział na centralę i oddziały)

UKŁAD FUKCJOALY SYSTEMU MRP

Powyżej Przedstawiono definicję standardu systemu MRP.

W standardzie opisano wszystkie te funkcje systemu MRP, tak aby obsługiwał funkcjonalnie
podstawowe dziedziny działalności firmy: prognozowanie, zarządzanie zapasami, obsługa
dostaw, ewidencja danych o produkcie, planowanie zasobów.
MRP jest ukierunkowane na opracowywanie harmonogramów produkcji.
W niektórych przypadkach niezbędne jest powiązanie systemu MRP z systemem obsługi
zamówień klienta, łącznie z fakturowaniem.

P ro gnozow a nie

P rz ykła d owa struktura s ys te m u MRP

F a ktu ro wa nie

Ana liz a sprz e d a ży

R e a liz ow a nie

za m ówie ń klie nta

S prz eda ż

Za rz ą dza nie

z a pa sa mi

i

pla n owa nie

pr odukcji

P la no wa nie z a s ob ów

d ys trybu cji

Ha rmon ogra m

produ kcji

Da ne o pro d ukc ie

Pr odukcja w toku

Ko s zt y pro duktu

P la nowa nie z dolno ś ci

produkc yjnych

Do sta wy

Za p a s y

KOMPOETY TECHICZE CIM

CIM

(ang. Computer Integrated Manufacturing) obejmuje nie tylko integracje pojedynczych

zadań
w ramach PPS, lecz także integracje pomiędzy komponentami technicznymi (CAD, CAP,
CAM) a komponentami organizacyjno-produkcyjnymi PPS

* dodatkowe powiązania do F-K

* powiązania z klientami i dostawcami via JIT (EDI).

CAD

(ang. computer aided design), komputerowe wspomaganie projektowania, rysowania i

konstruowania, także obliczenia techniczne

CAM

(ang. computer aided manufacturing), obejmuje wszystkie systemy komputerowego

wspomagania produkcji i logistyki

CAP

(ang. computer aided planning), komputerowe

wspomaganie planów produkcji, poczynając od rysunków, poprzez dane materiałowe i
konstrukcyjne, a na szczegółowej produkcji na maszynach kończąc.

Roboty

– sterowane elektronicznie automaty produkcyjne, automatyzacja niektórych

czynności: spawanie, montaż

C

(numerical control), obrabiarki sterowane numerycznie

CC

(computerized NC), komputerowe sterowanie Maszyna, specjalny język maszynowy,

indywidualny dla konkretnej maszyny

DC

(direct NC), sterowanie wieloma maszynami Przez 1 komputer wg. tej samej zasady

divCAM

– magazyny wysokiego składowania, automatyczny transport

OBSŁUGA

ZLECEŃ PRODUKCYJYCH

CIM

CAD

CAP

CAM

PPS

Obrabiarki

numeryczne

Roboty

Inne

NC

CNC

DNC

Opis powiązań:
PPS-CAD: w pracach konstrukcyjnych CAD używa zdefiniowanych RKT (Rozwinięcia
kontrukcyjno-technologiczne)
CAD-PPS: podczas opracowywania konkretnych zleceń CAD definiuje nowe dane
konstrukcyjne, które wchodzą do RKT (PPS)
CAP-PPS: podczas planowania produkcji definiuje CAP techniczne plany realizacyjne, które

są niezbędne PPS do sporządzania harmonogramów produkcji

PPS-CAM: wraz z przekazaniem zlecenia produkcyjnego z PPS do CAM przekazywane są

również dane do sterowania maszynami

CAM-PPS: podczas przerw w produkcji CAM przekazuje PPS dane do ponownego
zaplanowania produkcji
Produkcja w obecnych czasach jest ukierunkowana na pojedyncze zamówienia od klienta.
Zlecenie produkcyjne może obejmować serię produktów, bądź nawet pojedyncze produkty.
Zlecenie wykonujemy, a przed wykonaniem kalkulujemy ile na danym zleceniu zarobimy,
jakie będziemy mieli koszty wytworzenia i jak uzyskamy cenę.

Zlecenie

Klienta

Listy

Wyrobów

Plany

produkcji

Zlecenia

produkcyjne

CAD

CAP

CAM

Produkt

MAT

Planowanie

produkcji

Sterowanie

produkcją

SYSTEM PPS

Zakres funkcjonalny systemu PPS. W ramach systemu PPS wyróżniamy: zarządzanie
gospodarką materiałową, planowanie produkcji i sterowanie produkcją.
Gospodarka materiałowa stanowi ważny składnik systemu PPS. W klasycznym ujęciu
obejmuje ona zarówno zarządzanie magazynem materiałów, jak i planowanie
zapotrzebowania materiałowego (w tym zarządzanie zamówieniami).
Wyróżnia się różne rodzaje zapotrzebowania na materiały: pierwszoplanowe, drugoplanowe,
brutto i netto.

1

Planowanie produkcji obejmuje takie moduły jak: ustalanie harmonogramów produkcyjnych
(ogólne zaplanowanie pracy maszyn) oraz zaplanowanie zdolności wytwórczej (ewentualne
przesunięcia terminów w celu lepszego wykorzystania zdolności wytwórczej maszyn).
Sterownia produkcją obejmuje:

bezpośrednie sterowanie linią produkcyjną, obsługę zleceń produkcyjnych

(rozpoczęcie, zakończenie zlecenia), kolejność obróbki zleceń,

kontrolę realizacji zleceń produkcyjnych, kontrolę ilościową, kontrolę terminów

wykonania oraz kontrole jakości .

1

P.Stahlkhneht, Einführung in die Wirtschaftsinformatik, Wyd.IV, Springer Verlag, Berlin 1989, s.337

PLANOWANIE I STEROWANIE

PRODUKCJĄ

PLANOWANIE

PRODUKCJI

GOSPODARKA

MATERIAŁOWA

STEROWANIE

PRODUKCJĄ

Magazyn materiałów

Planowanie
zapotrzebowania
materiałowego

Harmonogram
produkcyjny

Planowanie zdolności
wytwórczej

Sterowanie procesem
produkcyjnym

Kontrola realizacji
zleceń

MODEL SYSTEMU PPS (SAP – IEMCY)

Zakres funkcjonalny systemu PPS według Scheera

2

Koncepcja ta została zastosowana w

systemie SAP/R3.

Obsługa informatyczna produkcji w przedsiębiorstwie obejmuje cztery podstawowe obszary
funkcjonalne: Planowanie produkcji, Sterowanie produkcją, Wytwarzanie produktów,
Techniczne przygotowanie produkcji.
Każdy z wymienionych obszarów funkcjonalnych został podzielony na podobszary (jak na
rysunku). Każdy pojedynczy obszar jest obsługiwany przez konkretny program komputerowy
lub grupę programów.
Organizacyjnie obsługa produkcji realizuje się w dwóch obszarach: logistycznym (Logistyka)
i technicznym (Technika).
Logistyka zajmuje się koordynacją poczynań w zakresie produkcji, a technika zajmuje się
technicznymi aspektami wytwarzania wyrobów.

2

A.W.Scheer, Wirtschaftsinformatik, II Wyd, Springer Verlab, Berlin 1998 s. 397

CIĄG LOGISTYCZY PPS

Ciąg logistyczny systemu PPS. Zarządzanie produkcją jest w dużym stopniu powiązane z
logistyką. Logistyk rozpatruje aspekty funkcjonalne produkcji, a informatyk zajmuje się
przetwarzaniem danych produkcyjnych . Ciąg logistyczny opisuje funkcje i zadania
poczynając od zlecenia produkcyjnego, a na produkcie kończąc. Ważna przy tym jest
integracja strony technicznej i strony organizacyjnej produkcji. W procesie sterowania
korzystamy

z

opracowanych

wcześniej

rozwinięć

konstrukcyjno-technologicznych

poszczególnych produktów.
Posługiwanie się ciągiem logistycznym pozwala na uniknięcie przestojów produkcyjnych.
Każdy przestój w produkcji powoduje konkretne straty dla przedsiębiorstwa.

ZLECENIE

PLANOWANIE

STEROWANIE

PRODUKT

TPP

normy pracochłonności,

materiałochłonności

energochłonności

struktura produktu

RKT

zużycia materiałów

terminów

zdolności wytwórczej

procesem produkcji zlecenia

obciążeniem maszyn

kontrola realizacji produkcji

STEROWAIE PRODUKCJĄ – MODEL SCETRALIZOWAY

Tradycyjny, scentralizowany model sterowania produkcją. Przebieg produkcji odbywa się
etapowo: Rohmaterial (Surowiec), Rohbearbeitung (Obróbka surowca), Feinbearbeitung
(obróbka precyzyjna), Vormantage (montaż wstępny), Endmontage (montaż końcowy).
Fertiglager – magazyn produktów.
Na każdym etapie produkcji następuje kontakt informacyjny z centralna dyspozytornią (niem.
Zentrale Produktionssteuerung), gdzie są ewidencjonowane dane o przekazanych zleceniach
produkcyjnych i ich wykonaniu. Dyspozytornia jest nadmiernie obciążona drobiazgowymi
informacjami o przebiegu produkcji w poszczególnych gniazdach produkcyjnych.
Dyspozytornia kontroluje jednocześnie czy produkcja przebiega zgodnie z planem.
Przekazywanie elementu będącego przedmiotem produkcji następuje według zasady
donoszenia z jednego gniazda do innego (niem. Bringprinzip).
Z gniazda poprzedniego półprodukt zostaje przekazany do gniazda następnego i dopiero tam
następuje kontrola czy można dalej wykonywać czynności produkcyjne. W przypadku braku
zbyt późno stwierdza się niedoróbkę i trzeba element wycofywać, zatem następują straty
czasu personelu.

donoszenie

STEROWAIE PRODUKCJĄ – MODEL KABA

Model funkcjonalny sterowania produkcją wprowadzony w zakładach firmy Toyota. Nazwa
Kanban pochodzi od nazwy karteczki – płytki (po japońsku), na której zapisywane są zlecenia
produkcyjne. System ten zakłada zerwanie z drobiazgowym sterowaniem produkcją przez
centralną dyspozytornię. Gniazda produkcyjne następujące odbierają od swoich
poprzedników element produkcyjny, przekazując im jednocześnie informacje o tym czego
dokładnie potrzebują (niem. Holprinzip). Żądanie dostawy następnego materiału lub
półproduktu pojawia się wtedy gdy zakończono poprzednie zlecenie (lub gdy przekroczono
zapas minimalny), żądanie to określa się mianem Kanban. Obowiązuje ścisła reguła
produkcyjna: można wykonywać czynności produkcyjne na danym stanowisku tylko w takim
przypadku gdy została tam dostarczonym właściwy Kanban i gdy części i półprodukty są
bezawaryjne. Zrezygnowano przy tym ze sterowania zorientowanego na terminy na rzecz
sterowania zorientowanego na zapotrzebowanie.

odbieranie

EWIDECJA DAYCH PRODUKCYJYCH

Ewidencja danych produkcyjnych stanowi jeden z warunków niezbędnych do uruchomienia
nowoczesnego systemu sterowania produkcją. Najlepszym rozwiązaniem jest zbudowanie
systemu ewidencji danych produkcyjnych w trybie on-line, poprzez bezpośrednie połączenie
do maszyn urządzeń rejestrujących zarówno czas pracy maszyny, jak i ilość wykonanych
operacji przez danego konkretnego pracownika obsługi danej maszyny.
Każdy system sterowania produkcją (Scentralizowany lub KANBAN) wymaga
wprowadzenia innych zasad ewidencji danych produkcyjnych.

1)

Automatyczna ewidencja wykonanych operacji na urządzeniach produkcyjnych

2)

Rozliczanie urządzeń i pracowników w czasie rzeczywistym

3)

owe techniki rejestracji danych produkcyjnych

Co rejestrujemy?

Ilości (wyrobów, zużytych materiałów)

Czasy (realizacji zleceń, pracy maszyn, pracowników)

Stany (zakłócenia, braki)

Specjalne urządzenia podłączone on-line do PC

KANBAN - Toyota

Schemat przedstawiający powiązanie produkcji (systemu informatycznego obsługi produkcji)
z systemem transakcyjnym (Księgowość) oraz systemem wspomagania decyzji
(Informowanie kierownictwa). W systemie informatycznym wbudowano moduł ewidencji
danych produkcyjnych (EDP) do ciągłej rejestracji wielkości produkcji w konkretnych
okresach czasu (dzień, tydzień, miesiąc).

IFORMOWAIE KIEROWICTWA

Płace

Kadry

Rozliczanie
czasu pracy

F-K

Gospodarka

materiałowa

Sprzedaż

ŚTiPN

wykazy faktur

płatności

listy płac

amortyzacja

koszty materiałów

dostępność materiałów

zarobki

zestawienia
informacyjne

listy

arkusze

dane

KASA

raporty

P
R
O
D
U
K
C
J
A

EDP

ROZWIIĘCIA KOTRUKCYJO-TECHOLOGICZE

Na powyższym rysunku przedstawiono rozwinięcie konstrukcyjno-technologiczne dla
konkretnego produktu (P1). Produkt składa się z elementów (E), materiałów (M),
podzespołów (B), z kolei każdy półprodukt składa się z elementów i ewentualnie materiałów.
W ten sposób możemy każdy produkt opisać za pomocą grafu skierowanego, opisując
zarówno strukturę wyrobu, jak i ilość wystąpień każdego elementu w danym produkcie (na
łukach). Graf taki po odpowiednich manipulacjach (uproszczeniach) nosi nazwę
goziontografu i jest powszechnie używany w systemach PPS.

3

W procesie technicznego przygotowania produkcji opisuje się strukturę powiązań pomiędzy
półproduktami, materiałami i elementami, konkretną strukturę dla konkretnego typu wyrobu,
np. samochodu.
W wyniku takiego planowania można opracować listę części dla danego wyrobu (produktu)
lub listę użycia części.

3

A.Scheer, Wirtschaftsinformatik, Springer Verlag, Berlin 1998, wyd. II, zobacz także: Z.Biniek, Informatyka w

zarządzaniu, INFOPLAN, e-book, dostępna: www.finus.com.pl

P 1

E 1

E 2

B 1

E 1

E 3

M 1

3

2

4

4

2

1

L E G E D A :

W Y R Ó B K O Ń C O W Y

C Z Ę Ś Ć S K Ł A D O W A (E - E L E M E N T , M -M A T E R IA Ł )

P Ó Ł P R O D U K T

P O W IĄ Z A N IE

1 ,4 L ic z b a jed n o ste k e lem en tu p o d rz ęd n e g o , k tó re sk ład ają się n a e lem en t n a d rz ęd n y

B 2

1

3

2

LISTA CZĘŚCI

RKT umożliwia wyliczenie listy części danego produktu, na podstawie takiej listy części
można sporządzić zamówienie części i podzespołów niezbędnych w procesie produkcji
danego produktu. Poprzez przekształcenie listy części można sporządzić listę użycia części w
danym konkretnym produkcie.
Na podstawie listy użycia części można zamawiać podzespoły i półprodukty do zaplanowanej
produkcji (lub produkcji zamówionej przez klientów).

Lista części dla produktu P1:

P1: 3 X E1, 2 X E2, 4 X B1;

B1: 4 X E1, 2 X E3;
E2: 1 X M1;

Lista alternatywna dla tego wyrobu:

P1: 1 X B2, 4 X B1;

B2: 3 X E1, 2 X E2;
B1: 4 X E1, 2 X E3;
E2: 1 X M1;

Odwrotnością listy części jest tzw. lista użycia części, podzespołów i materiałów.
Dla naszego przykładu przyjmie ta lista następującą postać:

E1: 4 X x P1, 4 X w B1;
E2: 4 X w P1;
E3: 2 X w B1;
B1: 2 X w P1;
M1: 1 X w E2;

Ponadto na podstawie powyższego rkt możliwe jest zdefiniowanie zapotrzebowania na części:

P1: 19 X E1, 8 X E3, 2 X M1;

MODELOWAIE DAYCH PRODUKCYJYCH

Notacja SQL, model danych. Diagram ERD w notacji Chen.
Na powyższym rysunku przedstawiono model danych do obsługi rozwinięć konstrukcyjno-
technologicznych. W osobnych tabelach SQL zapisywane są dane o częściach i dane o
powiązaniach pomiędzy częściami, półproduktami i elementami. Relacje pomiędzy tabelami
Struktura i Część określają rodzaj powiązania: nadrzędny, podrzędny. Nadrzędny oznacza
część nad daną częścią , a podrzędny oznacza pod daną częścią.
OTNR – definiuje numer części nad
UTNR – definiuje numer pod
TNR – numer konkretnej części w tabeli Część.
Można sporządzić model danych w notacji SERM, podobnie jak poprzednie diagramy
omawianych systemów, np. Kasa
Diagram tego typu pozwala na uniknięcie nadmiarowości zapisów danych o produktach w
bazach danych.

CZĘŚĆ

STRUKTURA

OTNR,UTNR

TNR

O,n

O,n

n
a
d
r
z
ę
d
n
y

P
o
d
r
z
ę
d
n
y

POWIĄZAIA POMIĘDZY ELEMETAMI DAYCH

W powyższej tabeli przedstawiono zestawienie części i ich powiązań w konkretnym RKT
wraz z ilością wystąpień poszczególnych części, np. pomiędzy E2 i M1 występuje jedno (1)
powiązanie, podobnie jak na rysunku RKT.

Z ww tablicy można odczytać jakie jest zapotrzebowanie na materiały i jaka jest
pracochłonność w przypadku konkretnej partii wyrobów dla danego klienta.
Można zbudować tabele dla wyliczania energochłonności produktu.

OTNR IL_WY STAPIEN UTNR

E2

1 M1

P1

2 E2

P1

4 B1

B1

4 E1

P1

3 E1

P2

5 B1

P2

3 E3

B1

2 E3

8 ROWS SELECTED

PRZYKŁAD – PRODUKCJA SAMOCHODU

Powyżej przedstawiono przykład goziontografu dla produkcji samochodu. Wielosegmentowe
RKT opisujące przykładowy montaż samochodu.
Tego typu schematy są stosowane w systemach informatycznych wspomagających produkcję
różnych złożonych strukturalnie wyrobów.

Auto-

typ x

Podwozie

karoseria

silnik

VF

Karoseria

VF

Lustro

zewnętrz

silnik

50 PS

silnik

60 PS

silnik

100 PS

Karoseria
czerwona

Karoseria

biała

kolor

Moc silnika

biały

czerwony

50 PS

60 PS

100 PS

Lustro

Moc spręży

ny 2

Lustro

Moc spręży

ny 1

typ

Grupa typów

Przyporządkowanie część - grupa typów

Przyporządkowanie struktura - typ

VF

warianty