Ongoing research projects - Fakulta elektrotechniky a informatiky

Title

APS pro výrobu s flexibilními zdroji a procesy

Code

FW10010454

Summary

Žadatelem o dotaci je společnost Merica, která je zkušeným specialistou v oboru optimalizačních webových nástrojů. V posledních letech vyvíjela a později nasazovala nový pokročilý APS systém v souladu s iniciativou Industry 4.0, kdy hlavním cílem projektu bylo dosáhnout možnosti efektivního firemního plánování procesu výroby a logistiky v reálném čase. Žadatel se této problematice dlouhodobě věnuje a staví svůj úspěch na bohatých teoretických i praktických znalostech svých zaměstnanců, přičemž řada z nich dokončila Ph.D. v oblasti optimalizace a některé výstupy jejich práce byly oceněny významnými cenami na vědeckých konferencích nebo Hlávkovy nadace. V rámci projektu se na projektu bude souběžně podílet Vysoká škola báňská – Technická univerzita Ostrava v pozici partnera projektu. Společnost Merica dlouhodobě usiluje o přenos teoretických výsledků do českých podniků, čímž chce pomoci vedoucím pracovníkům k efektivnějšímu řízení a plánování pomocí optimalizovaného plánování. Díky propojení kombinatorické optimalizace s reálnými potřebami firem, se pracovníci Mericy v minulosti prosadili v řadě zajímavých komerčních projektů. V nich přímo realizovali zakázkový výzkum v oblasti algoritmické optimalizace nebo vytvořili vlastní softwarové nástroje pro komerční využití. Právě díky tomu, že se společnost dlouhodobě zaměřuje na zlepšování efektivity plánování, tak neustále naráží na nedostatky a mezery dosavadních systémů. V tuto chvíli vidí jako hlavní nedostatek dnes nabízených plánovacích systémů to, že nejsou schopny efektivně plánovat kromě strojů i složité organizační procesy a lidské zdroje s jejich specifickými potřebami (úvazek a počet skutečně odpracovaných hodin, produktivita práce jednotlivých pracovníků, jejich kvalifikace a možnosti pružného přesunu na jinou práci nebo oddělení, možnosti zvýšení počtu pracovníků, nemocnost, zdravotní omezení, COVID apod.). Pracovní síla je klíčovým faktorem výkonnosti, ziskovosti a stability všech výrobních systémů a vedle kooperace s externími firmami a investic do strojů představuje jednu z hlavních flexibilních složek dnešních podniků. Proto je naprosto zásadní efektivně plánovat kromě práce na strojích i lidskou práci. Procesy (například popsané pomocí workflow zahrnujícího: nabídkové řízení zakázky, složité schvalovací procesy, vlastní výrobu plánovanou v APS, montáž na pracovišti zákazníka, finanční a technické vyhodnocení zakázky) jsou zpravidla nadřazené vlastní plánované výrobě. Budou modelovány na základě standardu BPMN, a jejich konzistence bude následně podpořena validátorem. Významným nedostatkem stávajících systémů je často velmi zjednodušené plánování výroby formou zadání zakázek za sebe dle data jejich přijetí nebo termínu jejich požadovaného dokončení. Následně již systém neřeší to, zda je seřazení a přiřazení operací takové, aby minimalizovalo penále za nedodržení termínů, přestavbové časy mezi jednotlivými výrobními operacemi a rozpracovanost výroby. Neřeší ani energetickou náročnost výroby ani produktivitu jednotlivých pracovníků a jejich omezení. Aktuální systémy nejsou schopny procházet celý stavový prostor, pracovat s různými scénáři a nalézat nejefektivnější variantu časového sledu a rozmístění jednotlivých výrobních operací mezi lidi a stroje. Potřeba zaměstnanců a jejich využití se pak plánuje pouze orientačně a pouze na obecných znalostech plánovače a jeho zkušenostech z praxe. Výroba tak není optimalizovaná, ale ani predikovatelná. Dostupné APS systémy mají také řadu dalších omezení: • Nedisponují opravdovým multikriteriálním optimalizačním algoritmem zohledňujícím KPI • Oddělené plánování materiálu a kapacit • Nenalezne úzká místa • Ruční zásahy nejsou dobře kombinovány s algoritmem • Absence souhry s dalšími optimalizačními SW • Nedisponuje funkcionalitou „Stanovení termínů dodání důležitých zakázek“ • Nemožnost pracovat s lidskými zdroji • Nemožnost optimalizovat procesy Cílem tohoto projektu je zaměřit se na výzkum a vývoj systému, který pomocí umělé inteligence a optimalizačních algoritmů vyřeší veškerá uvedená omezení dosavadních systémů, bude schopen efektivně plánovat i s uvažovanými limity lidských zdrojů a AUTOMATIZOVANĚ navrhne vždy tu časově a finančně optimalizovanou variantu pro firmu. Díky zapojení optimalizačních algoritmů a umělé inteligence bude možné navrhnout vždy ten nejefektivnější plán, čímž se dosáhne následujících přínosů pro výrobní firmu: • Zlepšení termínové spolehlivosti dodávek • Zkrácení průběžných dob výroby a dodacích lhůt • Zrychlení obrátky zásob • Snížení výrobních nákladů → možnost snížení prodejních cen a zvýšení zisku S ohledem na tato fakta se očekává, že o nový systém bude na trhu velký zájem ze strany všech výrobních podniků, a to nejen v České republice, ale i v zahraničí. Zájem konkrétních zákazníků je doložen formou Letter of intent. S ohledem na zkušenosti s výzkumem a vývojem zapojených pracovníků společnosti Merica, které jsou podrobněji uvedeny v podaném projektu, je kvalita a spolehlivost výzkumu a vývoje jednotlivých aktivit v rámci projektu spolehlivě zajištěna.

Start year

2024

End year

2026

Provider

Technologická agentura