Na czym polega produkcja?

Produkcja to proces przekształcania surowców lub komponentów w gotowe produkty. Jest kluczowym sektorem globalnej gospodarki, wnoszącym do światowego handlu biliony dolarów rocznie i dającym zatrudnienie milionom ludzi. Produkcja, która miała swoje skromne początki w epoce kamienia łupanego, przekształciła się w sektor oparty na innowacjach i technologii, przechodząc od prymitywnych narzędzi neolitycznych do dzisiejszych złożonych, inteligentnych fabryk ze zautomatyzowanymi procesami, urządzeniami połączonymi ze sobą i z siecią oraz produkcją opartą na danych.

Co to jest oprogramowanie do produkcji?

W ostatnich latach wyższe oczekiwania klientów doprowadziły do bardziej dynamicznych zmian popytu i dostosowywania zamówień do indywidualnych potrzeb. Dlatego producenci muszą stosować najnowsze osiągnięcia w dziedzinie mocy obliczeniowej i oprogramowania do produkcji do automatyzacji tradycyjnych fabryk i podejmowania właściwych decyzji.

Oprogramowanie do produkcji służy do zarządzania informacjami i procesami zachodzącymi w całym procesie produkcyjnym. Gdy oprogramowanie ERP do produkcji działa w chmurze, może ułatwić jednolicenie danych z hali produkcyjnej i ich udostępnienie systemom innych działów, takich jak finansowy, projektowy, czy operacyjny. Po zintegrowaniu oprogramowania ERP z z oprogramowaniem do zarządzania łańcuchem dostaw (SCM) systemy oprogramowania do produkcji w chmurze mogą stać się podstawą realizacji inicjatyw w ramach Industry 4.0, które pomagają producentom wytwarzać produkty w sposób bardziej metodyczny dzięki wykorzystywaniu odpowiednich materiałów i zasobów w wielu fabrykach, eliminowaniu marnotrawstwa i uzyskiwaniu produktów wysokiej jakości, lepszej wydajności i wyższych marż.

Jakie są rodzaje oprogramowania do produkcji?

Oprogramowanie do tworzenia harmonogramów produkcji uwzględnia stan zasobów siły roboczej, materiałów i sprzętu do tworzenia szczegółowych harmonogramów produkcji. Oprogramowanie to wykorzystuje planowanie zapotrzebowania materiałowego (MRP) lub planowanie produkcji na czas (JIT) oraz systemy kontroli zapasów w celu zapewnienia spełnienia szczegółowych wymagań dotyczących popytu po uwzględnieniu wszystkich ograniczeń podaży.

Oprogramowanie MES (Manufacturing Execution System) służy do zarządzania realizacją procesów fizycznych, podczas których surowce przekształcane są w wyroby gotowe, poprzez wykonywanie zleceń roboczych oraz monitorowanie wydajności produkcji i danych z kontroli jakości na liniach produkcyjnych, a nawet w wielu zakładach.

Zakłady produkcyjne potrzebują oprogramowanie do konserwacji, które przyczyni się do maksymalizacji niezawodności i czasu sprawności składników majątku, zwłaszcza urządzeń linii produkcyjnej, w celu zapewnienia ciągłości produkcji. Wraz z innowacjami, takimi jak czujniki Internetu rzeczy (IoT) służącymi do monitorowania zasobów i cyfrowe bliźniaki, oprogramowanie to zawiera funkcję konserwacji przewidującej, której stosowanie umożliwia przewidywanie awarii, oraz optymalizację programów konserwacji w celu obniżenia kosztów robocizny i części zamiennych. Zastępuje to starsze oprogramowanie do konserwacji zapobiegawczej w produkcji, która może powodować niepotrzebne przestoje i wyższe koszty konserwacji.

Dowiedz się więcej o wartości konserwacji przewidującej (PDF)

Istnieje możliwość połączenia oprogramowania do produkcji z innymi rodzajami systemów oprogramowania, na przykład oprogramowaniem do zarządzania cyklem życia produktu (PLM), w celu zapewnienia metodycznego opracowywania projektów produktów przy użyciu odpowiednich materiałów i zasobów w wielu fabrykach. W efekcie powstają produkty wysokiej jakości, które mogą być wytwarzane w dużych ilościach i z wyższymi marżami zysku.

Przeczytaj o tym, jak ciągłe innowacje pomagają producentom tworzyć wspaniałe produkty

Krótka historia produkcji

Produkcja może sięgać nawet epoki kamienia łupanego, kiedy to powstały prymitywne narzędzia do rozdrabniania żywności, barwienia i tkania tkanin oraz fermentacji i destylacji alkoholi. Kolejną fazę rozwoju zapoczątkowali starożytni Grecy i Rzymianie, którym przypisuje się wynalezienie śrub, kół pasowych i dźwigni — części składowych składowych pierwszych maszyn. W tym czasie praca była wykonywana przez wykwalifikowanych rzemieślników, którzy tworzyli gildie chroniące ich rzemiosło i przywileje.

Pod koniec XVIII wieku w Wielkiej Brytanii wprowadzenie systemu produkcji w fabrykach wywołało pierwszą rewolucję przemysłową — przemysł włókienniczy przestawił się z ręcznych metod produkcji na maszyny napędzane silnikami parowymi. Kolejna rewolucja przemysłowa miała nastąpić około sto lat później, wraz z pojawieniem się transportu kolejowego, komunikacji telegraficznej i elektryczności. Do godnych uwagi wynalazków z tego okresu należą żarówka i samochód. Na początku XX wieku spółka Ford Motor Company spopularyzowała produkcję masową dzięki zastosowaniu specjalistycznych maszyn i urządzeń w liniach montażowych.

Wynalezienie tranzystora w 1947 roku utorowało drogę komputerom cyfrowym, co z kolei doprowadziło do postępu w dziedzinie technologii transportu i komunikowania się, takich jak komunikacja bezprzewodowa, które ukształtowały trzecią rewolucję przemysłową. Koncepcja produkcji optymalnej (znanej także jako produkcja na czas) została opracowana przez Toyotę w latach 30. ubiegłego wieku, ale popularność zyskała dopiero w latach 70. ubiegłego wieku, gdy japońskie samochody zdobyły znaczny udział w rynku. Ta metoda produkcji miała na celu skrócenie czasu obróbki i stanu zapasów w fabryce, a także skrócenie czasu odpowiedzi dostawców.

Obecnie mamy do czynienia z czwartą rewolucją przemysłową (zwaną także Industry 4.0), która charakteryzuje się automatyzacją tradycyjnej produkcji przy użyciu inteligentnych technologii. Obejmują one Internet rzeczy (IoT), przetwarzanie w chmurze, robotykę, sztuczną inteligencję, uczenie maszynowe i przetwarzanie języka naturalnego. Dane i narzędzia analityczne w czasie rzeczywistym trafiają do rąk poszczególnych pracowników, umożliwiając zdecentralizowane podejmowanie decyzji — jest to ważna zasada koncepcji Industry 4.0.

Rodzaje technik produkcyjnych

Jednym ze sposobów klasyfikacji produkcji jest przyjrzenie się technikom stosowanym w celu zaspokojenia popytu klientów.

Produkcja na magazyn (MTS)

MTS to tradycyjna technika produkcji, w której produkty są wytwarzane zgodnie z prognozowanym popytem, a następnie przechowywane jako zapasy w lokalizacjach pokazowych lub magazynach. Prognozy popytu opierają się na danych dotyczących sprzedaży w przeszłości, bieżących warunkach gospodarczych i trendach makroekonomicznych.

Korzyści obejmują efektywne wykorzystanie zasobów dzięki przewidywalnym harmonogramom produkcji oraz obniżenie kosztów produkcji ze względu na korzyści skali. Klienci mogą również znacznie szybciej otrzymać gotowe produkty, ponieważ zazwyczaj znajdują się one w magazynie Główną wadą jest większe prawdopodobieństwo wystąpienia nadwyżek zapasów lub, wręcz przeciwnie, braków magazynowych. Mogą one wynikać z niedokładnych prognoz popytu spowodowanych czynnikami zewnętrznymi, takimi jak pogoda oraz wydarzenia gospodarcze i geopolityczne.

Produkcja na zamówienie (MTO)

MTO to technika produkcji, w której produkty są dostosowywane do potrzeb klienta, a produkcja rozpoczyna się dopiero po otrzymaniu zamówienia. Jest powszechnie stosowana w wyspecjalizowanych branżach, takich jak lotnictwo i kosmonautyka, budownictwo oraz zaawansowane technologie. Pewien podzbiór tego typu produkcji, zwany konstrukcją na zamówienie, dotyczy produktów, które wymagają znacznych nakładów pracy konstrukcyjno-projektowej.

Główną zaletą koncepcji MTO jest brak nadwyżek zapasów, które trzeba sprzedać z rabatem lub wycofać z rynku. Każde przyjęte zlecenie jest realizowane, a klienci otrzymują swoje zamówienia zgodnie z określonymi przez nich wymaganiami. Do wad należy zaliczyć dłuższy czas oczekiwania klientów na gotowe produkty, a także — w przypadku producenta — narażenie na wahania dostaw surowców, co może wymagać utrzymywania wyższego stanu zapasów bezpieczeństwa. Nierównomierny popyt może również powodować przestoje, które mogą być kosztowne, ponieważ fabryki, aby były rentowne, muszą utrzymywać wysoki stopień wykorzystania linii produkcyjnych.

Montaż na zamówienie (MTA) lub montaż na zlecenie

Montaż na zamówienie to hybryda technik MTS i MTO, w której części lub podzespoły są produkowane w oparciu o prognozowany popyt. Montaż końcowy rozpoczyna się dopiero po złożeniu zamówienia przez klienta. Producent może przyjmować zamówienia niestandardowe, ponieważ ostateczna konfiguracja produktu odbywa się dopiero podczas montażu końcowego. Gotowy produkt może być dostarczony do klienta znacznie szybciej niż w przypadku stosowania techniki MTO. Jeśli jednak klienci nie składają zamówień, producent może posiadać znaczną ilość zapasów komponentów na magazynie.

Rodzaje procesów produkcyjnych

Innym sposobem klasyfikacji procesów produkcyjnych jest analiza metody produkcji i rodzajowi wytwarzanych wyrobów gotowych.

Produkcja dyskretna

Produkcja dyskretna polega na wytwarzaniu artykułów, które można łatwo zidentyfikować i ewidencjonować. Obejmuje na przykład komputery osobiste i sprzęt gospodarstwa domowego. Do określenia części składowych i surowców, które składają się na konkretny wyrób gotowy, używa się specyfikacji struktury wyrobu. Produkcja odbywa się zazwyczaj na linii montażowej, gdzie poszczególne elementy są wielokrotnie wytwarzane w celu osiągnięcia ilości określonej w harmonogramie produkcji. Zmiany i ustawienia wynikające z produkcji różnych wyrobów na tej samej linii montażowej mogą komplikować ten proces.

Produkcja procesowa

Produkcja procesowa różni się od produkcji sposobem powstania produktu. W procesie odbywa się na podstawie receptur i formuł, a surowce i składniki są przekształcane w gotowy produkt w wyniku przemian chemicznych i fizycznych. Choć gotowy produkt jest zwykle wytwarzany masowo, można go podzielić na mniejsze, odrębne jednostki, które są konsumowane przez klienta końcowego.

Istnieją dwie metody wytwarzania procesowego: produkcja wsadowa i ciągła. Produkcja wsadowa polega na wytwarzaniu produktu w standardowej serii lub partii, która jest określana na podstawie wielkości zbiornika, szybkości linii lub standardowej długości przebiegu. Jest powszechnie stosowana m.in. w przemyśle spożywczym i napojów. Z kolei produkcja ciągła działa w trybie 24/7/365, a okresy między przestojami są bardzo długie. Jest wykorzystywana w takich branżach, jak przemysł naftowy i gazowy. Stosuje się ją w takich branżach, jak naftowa lub gazowa.

Produkcja w trybie mieszanym

Aby sprostać zmianom w oczekiwaniach klientów, niektóre branże stosują zarówno produkcję dyskretną, jak i procesową. Przykładem jest branża dóbr pakowanych, w której niektóre produkty wytwarzane są w procesie mieszania partii przed zapakowaniem ich w pojedyncze opakowania. Metoda ta może stanowić wyzwanie dla producentów, którzy muszą prowadzić ten proces na jednej linii produkcyjnej przy użyciu aplikacji systemu MES.

Przeczytaj krótki opis rozwiązania: Rozwiązanie chmurowe produkcji mieszanej Oracle dla branży pakowanych towarów konsumpcyjnych (PDF)

Produkcja jednostkowa i małoseryjna

Produkcja jednostkowa i małoseryjna dotyczy mniejszych partii produktów niestandardowych. Może odbywać się w systemie MTO lub MTS. Ponieważ wymaga unikalnej konfiguracji i kolejności etapów procesu, zamiast linii montażowych stosuje się określone obszary produkcyjne — na przykład warsztat mechaniczny, w którym wytwarza się części na zamówienie dla innych producentów maszyn przemysłowych, samolotów lub zaawansowanych technicznie urządzeń.

Przeczytaj krótki opis rozwiązania: Łańcuch dostaw zależny od projektu w chmurze Oracle (PDF)

Produkcja powtarzalna

Niektóre branże wymagają stałego przepływu produktów przy minimalnym czasie zmiany konfiguracji lub ustawienia. Należą do nich na przykład przemysł motoryzacyjny i dóbr konsumpcyjnych trwałego użytku. W produkcji powtarzalnej tworzy się specjalne linie montażowe lub komórki produkcyjne dla tego samego produktu lub rodziny produktów. Produkcja odbywa się w trybie 24/7/365, a materiały w toku nie są przenoszone do tymczasowego magazynu.

Inteligentna produkcja i inteligentne fabryki

Inteligentna produkcja to zbiorczy termin określający działania zmierzające do modernizacji praktyk przemysłowych poprzez połączenie inteligentniejszych urządzeń, obiektów, produktów, danych i procesów. Termin ten obejmuje równoległe koncepcje Industry 4.0 i inteligentnej fabryki.

W inteligentnych fabrykach środowisko produkcyjne wymaga minimalnej interwencji człowieka dzięki wykorzystywaniu nowych technologii produkcji przemysłowej. Czujniki wykrywają problemy z urządzeniami przed wystąpieniem awarii, przez co unika się kosztownych przestojów. Wytwarzanie addytywne, znane powszechnie jako druk 3D, pozwala na dostosowanie do potrzeb klienta, szybkie tworzenie prototypów i masową produkcję części o skomplikowanych kształtach. Cyfrowy bliźniak, czyli cyfrowa reprezentacja obiektu fizycznego, która jest zawsze aktualizowana o dane jego fizycznego odpowiednika, umożliwia szybsze tworzenie prototypów i stałe monitorowanie wydajności urządzeń.

Wszystkie te technologie wymagają oprogramowania użytkowego, od programów lokalnych używanych do obsługi czujników po systemy realizacji produkcji, które monitorują i koordynują zasoby na wielu liniach produkcyjnych. Integracja z oprogramowaniem do planowania zasobów przedsiębiorstwa i innym oprogramowaniem do zarządzania łańcuchem dostaw zapewnia, że projekty produktów są wytwarzane w sposób metodyczny, z wykorzystaniem odpowiednich materiałów i zasobów w wielu fabrykach, co skutkuje produktami wysokiej jakości i wyższymi marżami zysku.

Jaka przedstawia się przyszłość branży wytwórczej?

Produkcja będzie nadal podstawowym sposobem przekształcania surowców w gotowe produkty. Kraje, które obecnie opierają większość swojego PKB na rolnictwie i innych gałęziach przemysłu, będą ewoluować i wykorzystywać produkcję do realizacji swoich planów przemysłowych i zwiększania zatrudnienia. Firmy technologiczne i producenci będą nadal napędzać postęp w dziedzinie informatyki i oprogramowania, aby realizować założenia inteligentnej produkcji i kształtować przyszłość koncepcji Industry 4.0 i nie tylko.