Minulosť a budúcnosť priemyselného inžinierstva

Tradičné definície priemyselného inžinierstva hovoria:

Priemyselné inžinierstvo (Industrial Engineering) sa zameriava na zvyšovanie produktivity procesov a výkonnosti podniku. Usiluje sa o to, aby podnikové procesy prebiehali jednoduchšie, lepšie, rýchlejšie a lacnejšie. Priemyselní inžinieri projektujú, implementujú, plánujú a riadia komplexné integrované výrobné systémy a systémy pre poskytovanie služieb a zabezpečujú ich vysokú výkonnosť, spoľahlivosť, plnenie termínov a riadenie nákladov v nich. Tieto systémy integrujú ľudí, informácie, technologické zariadenia a procesy, materiály a energie v celom životnom cykle daného výrobku alebo služby.

Priemyselní inžinieri by mali byť integrátormi vedy, obchodu a techniky so schopnosťou riešiť problém z jeho technickej, ľudskej, informačnej i finančnej stránky. Od priemyselných inžinierov sa vyžaduje, aby mali prehľad vo fungovaní jednotlivých prvkov výrobného podniku a boli schopní organizovať a riadiť projekty podnikových zmien.

Priemyselný inžinier upozorňuje ostatné inžinierske profesie, že existuje niečo ako podnikateľská realita, pomáha prekonávať vrstvy medzi manažmentom a líniovými pracovníkmi. Je to ten, čo hovorí, že produktivita sa dá zvyšovať aj iným spôsobom ako zakúpením nového a drahého stroja. Priemyselný inžinier sa musí vedieť pozerať na problémy z nadhľadu, vidieť podnik ako jeden celok.

Tradičnú encyklopédiu priemyselného inžinierstva zostavil Gavriel Salvendy (hovoril mi, že pochádza z Rimavskej Soboty) a rozdelil priemyselné inžinierstvo na 4 oblasti:

  1. Technika a výrobné a servisné systémy
  2. Manažment zvyšovania výkonnosti a ľudský faktor
  3. Projektovanie, plánovanie a riadenie prevádzok
  4. Metódy pre podporovanie rozhodovania

Ďalšiu významnú príručku priemyselného inžinierstva zostavil Kjel Zandin, s ktorým sme sa kedysi dávno stretli na konferencii v Zlíne. Obe príručky si môžete stiahnuť tu:

Je pozoruhodné, že na Slovensku vzniklo dielo, porovnateľné s uvedenými dvoma príručkami. Pracoval na ňom vyše 20 rokov môj priateľ Štefan Kassay a bolo preložené do viacerých jazykov. Hovorím o pentalógii Podnik a podnikanie. Okrem závisti profesorov, ktorí sedia na univerzitách a nič podobné napísať nedokázali, by si zaslúžil väčšie ocenenie. On nenapísal len 5 kníh, ale vybudoval aj úspešnú firmu IDC Holding, ktorá v posledných rokoch investuje do nových technológii 75 miliónov euro. Mnohí papaláši vítajú zahraničných investorov a velebia startupy, ale nevedia oceniť človeka ako je profesor Štefan Kassay.

Tu sú niektoré medzníky priemyselného inžinierstva vo svete

medzniky

pi1

pi2

pi3

Časť histórie priemyselného inžinierstva je ukázaná aj v tomto videu, princípy lean sú dobre ukázané tu.

Americkú školu priemyselných inžinierov formoval Inštitút priemyselných inžinierov v Atlante, ktorý sa v posledných rokoch premenoval na Inštitút priemyselných a systémových inžinierov.

V Nemecku reprezentuje priemyselné inžinierstvo REFA v Darmstadte. Japonskí priemyselní inžinieri (Kiyoshi Suzaki, Taiichi Ohno, Masaaki Imai, Hitoshi Takeda, Shingeo Shingo) rozpracovali z princípy a metódy Toyota Production Systems (TPS). Mal som možnosť stretnúť sa aj s americkými propagátormi TPS – Jeffom Likerom, Jamesom Womackom alebo Mikeom Rotherom. Pri osobnostiach priemyselného inžinierstva by sme nemali zabúdať ani na velikánov manažmentu kvality – Edwardsa Deminga, Armanda Feigenbauma, Kaoru Ishikawu, Josepha Jurana. Ja som začínal prenikať do tajov priemyselného inžinierstva cez knihy človeka, ktorý mi v živote veľa dal – profesora Hansa J. Warneckeho a Carla M.Dolezaleka, z Ameriky sme mali zošúchané dve knihy od Richarda Muthera (zomrel v roku 2014, pár týždňov pred svojimi 101. narodeninami – tu je reč na jeho pohrebe)  – Systematic Layout Planning (SLP) a Systematic Handling Analysis (SHA). Veľkým prínosom k priemyselnému inžiniertstvu bol aj človek, ktorého knihy sme čítali jedným dychom a navštevovali jeho kurzy – Dr. Eliyahu M. Goldratt s Teóriou obmedzení (TOC – Theory of Constraints). Veľa sme čerpali z kníh a článkov profesorov W.F. Daenzera a F.Hubera (ETH) Systems Engineering, alebo D.Manna, H.J.Lindeho, V.Hubku, G.Altschullera, A.Warda v oblasti vývoja výrobkov a inovácií.

V Žiline sme sa priemyselné inžinierstvo učili od Miroslava Zafku, Ferdinada Stacha, Jána Štefánika, Evky Slamkovej, Jarda Nenadála, Rudolfa Pohla alebo Michala Haranta. Našimi veľkým vzormi boli aj Edvard Leeder z Plzne, Radim Vlček alebo Antonín Zelenka z Prahy. Na Slovensku sme študovali aj knihy od Jána Békesa, Jána Budu, Karola Vasilku, Jozefa Sablika, Ivana Slimáka alebo Alexandra Linczényiho. Simulačné metódy sme sa učili od E.Kindlera, J.Laubera, R.Hušeka, A.Pritskera, A.Carrieho, D.Pedgena a ďalších. Za významných priekopníkov moderného priemyselného inžinierstva v Československu považujem Milana Vytlačila a Ivana Mašína, ktorí založili kvalitné štúdijné odbory v Zlíne a v Liberci.

Najviac špičkových priemyselných inžinierov som však stretol v podnikoch, spomeniem iba niektorých z nich – Milana Lukáča (IDOS ZŤS), Vaška Pixu (Bosch), Luďka Šofra (Linet), Vlada Smolku (VW), Pavla Kuceja (Matador) alebo Jirka Jabůrka (Barum Continental).

Asi najviac som si v priemyselnom inžinierstve rozumel s Milanom Gregorom (myslím si, že je to dnes najvýznamnejší vizionár a legenda priemyselného inžinierstva u nás), veľmi dobre sa mi spolupracuje s Jirkom Markom v oblasti vývoja výrobkov a inovácií, s Paľom Strýčkom (TOC a Six Sigma expert) a s Josefom Baslom (expert na informačné systémy). Z mladej generácie sa mi páči práca Davida Tučeka na FAME UTB Zlín, Michala Šimona a Milana Edla na ZČU Plzeň a Tomáša Gregora v CEITe v Žiline.

vyrobne-systemy

Niektoré výrobné koncepty

Tak som si trochu zaspomínal a určite som na niekoho zabudol. Rád by som sa ďalej venoval tomu, kam sa bude odbor priemyselné inžinierstvo ďalej vyvíjať (Inštitút priemyselného inžinierstva v Atlante si do svojho názvu doplnil slovo „systém“ a REFA mám na svojej stránke sekciu „Industry 4.0“).

Nechcem hodnotiť úroveň priemyselného inžinierstva, mám však pocit, že chýbajú osobnosti u nás aj v zahraničí. V REFA nam prednášali starší páni historické veci, na niektorých stretnutiach Inštitútu priemyselných inžinierov v USA som mal tiež pocit spomínania na staré dobré časy. Aj u nás sa mi zdá, že starší profesori odchádzajú a ich nástupcovia neprinášajú veľa prevratných vecí. Na katedrách priemyselného inžinierstva na viacerých univerzitách pracujú ľudia, ktorí učia z kníh, mnohí z nich nevytvorili žiadne nové a vlastné riešenia a nemaju žiaden kontakt s praxou. Študentov učia doktorandi, ktorí pred nimi majú náskok 2 kapitoly v skriptách. Všetci tam žijú v akomsi virtuálnom svete grantov a európskych fondov. Priemyselné inžinierstvo v podnikoch predbehlo teoretickú základňu na univerzitných pracoviskách.

Možno to vyznie trochu neskromne, ale som presvedčený, že v našej firme IPA Slovakia sú výborní priemyselní inžinieri, ktorí majú za sebou desiatky praktických projektov a skúseností – Jožo Krišťak, Robo Debnár, Lajo Boledovič, Peter Kormanec, Matúš Višňanský, Janko Burieta, Monika Uhrová, Janka Musilová, Lukáš Richter a ďalší. Som rád, že tento tím ľudí pracuje už dlhé roky spolu a rozvíja aj vlastné metodiky a znalosti. Som hrdý na naše Master štúdium priemyselného inžinierstva, ktoré sme kedysi dávno pripravovali s Robom Debnárom, Fritzom Bügom a Wilfriedom Sihnom a každý rok ho absolvuje niekoľko skupín priemyselných inžinierov zo Slovenska a Česka.

Pripravujeme balíček priemyselného inžinierstva aj pre malé firmy, ktoré majú veľké rezervy v organizácii svojich procesov a niektorí ich majitelia ani nevedia čo nevedia.

Myslím si, že Žilina vždy bola centrom priemyselného inžinierstva a aj dnes sa tu vytvárajú mnohé prelomové riešenia pre budúcnosť  – rýchlo rastúce pracoviská skupiny CEIT v Žiline sú výborným príkladom.

Tu je stručný prehľad niektorých oblastí priemyselného inžinierstva:

Oblasť priemyselného inžinierstva Niektoré metódy a koncepty Ciele a dosahované výsledky
Pracovisko vizuálne a štandardizované pracovisko, 5S, analýza a meranie práce (MTM, UAS, MOST), poka yoke, ergonómia, LCIA – Low Cost Intelligent Automation Produktivita pracoviska, kvalita, bezpečnosť na pracovisku
Výrobný systém a logistika Linky, bunky, výrobné ostrovy, fraktály, améby, focused factory, kakakuri, Lean Six Sigma, simulácie a digitálny podnik, SCM, TPM, SMED, autonómne výrobné tímy Flexibilita, skracovanie priebežnej doby, redukcia plôch, redukcia plytvania a nákladov a chýb 
Procesné riadenie Lean Six Sigma, PDCA, SFM, andon, jidoka, SPC, QRQC, VSM, SIPOC, QFD, tímová práca, TOC Zvyšovanie výkonu, kvality a stability procesov, redukcia nákladov
Manažment zmien a zlepšovanie procesov Kaizen. KVP, DMAIC, Toyota Kata, kaskádové workshopy, Quick Win Week, TOC/OIP Zvyšovanie produktivity a eliminácia plytvania
Plánovanie a riadenie výroby Kanban, JiT/JiS, SCM, Conwip, DBR, APS, ERP, CRM, Heijunka Plynulý tok a plnenie požiadaviek zákazníkov, redukcia zásob a priebežných časov
Vývoj výrobkov, inovácie a projektové riadenie Critical chain, Scrum, Sprint, Design Thinking/HCD, WOIS, Business Model Lean Canvas, DFMA, projektové tímy, Lean Product Design Vytváranie a doručovanie hodnoty pre zákazníka
Metódy na podporu rozhodovania Teória hromadnej obsluhy, operačný výskum, dynamické programovanie, štatistické metódy a teória pravdepodobnosti, Activity Based Costing, Throughput Accounting Riadenie investícii, kalkulácie a rozhodovanie v investičných projektoch
Strategické riadenie BSC, Hoshin Kanri, Toyota Kata, MBO, BPR, stratégia prvého kroku, ZIPF Dosahovanie strategických cieľov prepojené na každodenný manažment

Tradičné pojmy a zameranie priemyselného inžinierstva sa bude v budúcnosti zásadne meniť. Tu sú niektoré zmeny:

  • Pojem optimálna dávka (optimum batch size) a jej výpočty stratili už dávnejšie význam – vyrába sa v množstvách a sekvenciách, ako požaduje zákazník.
  • V rýchlo sa meniacom svete, kde sa podniky menia príchodom disruptívnych (prelomových) technológii a správanie zákazníkov sa nedá predikovať, prestávajú fungovať modely forecastingu (predpovedania). Osobne si myslím, že aj v minulosti fungovali viac v akademickom prostredí alebo v snoch manažérov ako v reálnej praxi.
  • Metódy na redukciu časov na pretypovanie stroja alebo linky (SMED, Quick Changeover) strácajú zmysel, lebo stroje a linky už majú v sebe zabudované nulové časy na pretypovanie.
  • Autonómna údržba a tradičné zachytávanie abnormalít červenými kartičkami, andonom alebo snímkovaním (Taiichi Ohno učil inžinierov stáť v namaľovanom kruhu na podlahe a hodiny pozorovať stroj) sú nahrádzané automatickou detekciou abnormalít v reálnom čese (MES systémy, IoT, Industry 4.0) a ich okamžitou korekciou (adaptívne riadenie). Súčiastky a moduly strojov samé signalizujú opotrebenie a pod. Z off line analýz a optimalizácie procesov sa prechádza k on line optimalizácii.
  • Analýza a merania práce, štandardizácia, bezpečnosť a ergonómia budú strácať zmysel na pracoviskách, kde sú ľudia stále viac nahrádzaní robotmi a automatmi.
  • Ku klasickým činnostiam priemyselného inžiniera patrilo vždy vytvárania layoutov. Vyzerá to tak, že stroje v budúcich fabrikách budú meniť svoje pozície v layoute samé (uložené v špeciálnych roštoch alebo na vzduchových vankúšoch) a tak budú aj od tejto zábavnej práce naši nasledovníci asi ušetrení. A ktovie ako to bude so zariadeniami, ktoré vytlačia veľmi zložitý a presný výrobok priamo na mieste a v čase keď bude potrebný – 3D printing, molecular assembling.
  • Vyvažovanie liniek (line balancing) nebude potrebné, lebo vo výrobe žiadne linky nebudú. Výroba bude fungovať ako inteligentná sieť výrobných ostrovov – viď. napríklad nový výrobný koncept Audi.
  • Prechod z off line do on line optimalizácie procesov. Technológie MES sa prepájajú s big data umožňujú okamžité reagovanie na abnormality v procese a jeho optimalizáciu v reálnom čase.
  • Tradičné nástenky a vizuálne štandardy sa nahrádzajú digitálnymi systémami s virtuálnou a rozšírenou realitou.
  • Priemyselný inžinier už nebude integrovať tradičné technológie a procesy, pretože ich integrujú už vývojári strojov a liniek – integrácia substraktívnych a aditívnych technológii, kontrolných, monitorovacích a riadiacich činností, smart factory, IoT, Industry 4.0, digitálny a virtuálny podnik a pod.).
  • Priemyselný inžinier zostane integrátorom, ale z výrobných procesov sa presunie viac do predvýrobných procesov, služieb a integrácie celých podnikateľských modelov.
  • Okrem zvyšovania výkonnosti, začína byť kľúčovou otázkou humanizácia práce a motivácia ľudí. Až doposiaľ podriaďovali priemyselní inžinieri človeka stroju – taktovanie liniek, optimalizácia noriem, využitie ľudí a zariadení, ľudia často pracujú tam, kde sa inžinierom neoplatilo nasadiť stroje a automaty. V budúcnosti budú stroje a technológie viac slúžiť ľuďom. Generácie Y a Z majú iné predstavy o práci ako ich rodičia a starí rodičia (X a Baby boomers).
  • Zásadne sa zmenia súčasné komunikačné a počítačové systémy (virtuálna a rozšírená realita), tak, ako nie je potrebné kúpiť si kvôli elektrickej energii elektráreň, nie je potrebné platiť obrovské peniaze za informačný systém – mladá generácia dnes vyrastá na spoločenských sieťach (social networks) a cloudoch a podobne už dnes vyzerajú podnikové informačné systémy. Niektorí manažéri namietajú, že sú to príliš lacné riešenie, ktoré sa ľahko obsluhujú. A tak pracujú s riešeniami, ktoré sú drahé a zložité. Ich vec.
  • Priemyselný inžinier bude v budúcnosti zameraný viac na ľudí ako na stroje, jeho kľúčovou úlohou bude zjednodušovanie a vrátenie zdravého rozumu do podnikov, namiesto byrokracie, auditov, certifikátov a ľudských zdrojov pripomínajúcich zombíkov bez duše.
  • Kľúčovou úlohou priemyselného inžiniera nebude zlepšovanie procesov ale inovácie. Kým zlepšíte tradičný proces, môžete urobiť výkonový skok s pomocou disruptívnej technológie, ktorú väčšinou ľudia vo firme nepoznajú, alebo z nej majú strach.
  • Priemyselní inžinieri sa budú musieť viac zaoberať tým, čo sa deje vonku, nielen „kontinuálnym zlepšovaním existujúcich procesov v podniku.“ Prichádzajú nové materiály a prelomové technológie, ktoré radikálne zmenia fungovanie podnikov v ďalších rokoch. Skenovanie a testovanie nových technológii, budovanie sietí spolupráce pri ich využívaní, zdieľanie znalostí, expertov a zdrojov medzi rôznymi firmami bude nevyhnutné.
  • Najzásadnejšia zmena v priemyselnom inžinierstve je uvedomenie si toho, že ekonomika a podniky, nefungujú ako mechanické stroje (vstup/výstup), ale ako živé organizmy (kruh). Pochopenie autopoietických princípov živých organizmov úplne zmení spôsob riadenia podnikov a motivácie ľudí. Učil ma to môj učiteľ Milan Zelený a funguje to.
  • Priemyselní inžinieri musia svoje koncepty a metódy zladiť s novými trendmi v podnikaní – individualizácia, samoobsluha, odstraňovanie medzičlánkov, lokálna výroby, digitalizácia, modularizácia a pod.
  • Práca priemyselných inžinierov sa vždy spájala s prácou vo výrobnej dielni (Shop floor, Gemba, Werkstatt). Hodnota pre zákazníka aj plytvanie sa však definujú v oblasti vývoja výrobkov. Je lepšie zabudovať výkonnosť, kvalitu, chybuvzdornosť do produktu a procesu už vo fáze návrhu, ako počas jeho fyzickej výroby. Priemyselní inžinieri sa budú stále viac presúvať do predvýrobných oddelení.
  • Priemyselní inžinieri v niektorých firmách stratili obľúbenosť, zameriavali sa príliš na redukovanie pracovných miest a nákladov, niekedy aj za cenu prekračovania technických limitov, kvality a spoľahlivosti systémov. Ak sa v minulosti priemyselní inžinieri sústredili hlavne na redukciu nákladov a plytvania, v budúcnosti to budú hlavne konkurenčné faktory rýchlosť a flexibilita.
  • Priemyselný inžinier vždy prinášal do podnikov nadhľad a reálne fakty pre rozhodovanie. Posledné roky ukazujú, že mnohé firmy zašli v honbe za ekonomickými výsledkami priďaleko – ponúkajú zákazníkom výrobky s plánovanou životnosťou a nútia ich kupovať si nové, predávajú stále viac nekvalitné a nedostatočne odskúšané riešenia, niekedy zavádzajú a klamú zákazníkov, zneužívajú svojich spolupracovníkov a dodávateľov. Na konferenciách sa experti opájajú konceptmi Industry 4.0, ale tieto technológie musíme vsadiť do hodnotového rámca, kde budú etika, ochrana životného prostredia a ľudia (nie iba čísla a peniaze) na prvom mieste.
  • Myslím si, že hlavná úloha priemyselných inžinierov nie je optimalizovať procesy, ale učiť ostatných spolupracovníkov vidieť a zachytávať plytvanie, neefektívnosť, nebezpečné situácie, korupciu, podvody, klamstvo, poškodzovanie životného prostredia a človeka a zabrániť im už v zárodku. Ak by som sa mal vyjadriť trochu nadnesene – nejde iba o znižovanie nákladov, ale o zlepšovanie sveta.

Občas ma pozvú na spoluprácu na nejakú vysokú školu. Celkom fajn to bolo v Nemecku alebo v Rakúsku, aj ATH Bielsko Biala urobila veľký kus práce v oblasti priemyselného inžinierstva. V poslednych rokoch som však dosť nepríjemne prekvapený z toho, že na slovenských a českých vysokých školách sa stretávajú študenti, asistenti, doktorandi, docenti a profesori rozdelení do troch skupín. Asistenti a doktorandi zbierajú čiarky za citácie, by sa stali docentmi a profesormi. Študenti zbierajú kredity, aby dostali diplom a profesori s docentmi zbierajú granty a peniaze. A mám niekedy pocit, že ich to celé ani veľmi nebaví. Nechcem tu spomínať na staré dobre časy ako nejaký pamätník, možno je všetko inak ako som napísal. Časy sa menia. Ak ste to dočítali až sem a budete o tom premýšľať, tak vám ďakujem :) Máme ešte dosť času meniť priemyselné inžiniertsvo a svet okolo nás k lepšiemu, ak sa dožijeme podobného veku ako Richard Muther a mnohí ďalší priemyselní inžinieri, ktorí boli takí aktívni, že nemali čas zomrieť.