Název projektu
Rozvoj vybraných přístupů, metod a nástrojů managementu kvality v kontextu adaptace a rozvoje koncepce Kvalita 4.0
Kód
SP2022/72
Předmět výzkumu
V současné době je i v oblasti systémů managementu kvality potřeba zohledňovat faktory a podmínky současného trendu označovaného jako Průmysl 4.0, resp. faktory a podmínky jeho nedílné a neodmyslitelné součásti, pojmenované jako koncepce Kvalita 4.0. V podstatě se jedná o současný trend digitalizace a s ní související automatizace výroby, přičemž je potřeba se tomuto trendu přizpůsobit a využívat takové přístupy, metody a nástroje, resp. adaptovat ty stávající tak, aby mohly průmyslovým podnikům přispívat ke snadnější adaptaci na podmínky Průmyslu 4.0 a dále také budou přispívat k efektivnímu rozvoji tohoto přístupu a zlepšování systému managementu kvality organizací.
Celá řada tradičních přístupů, metod a nástrojů managementu kvality nabývá v kontextu Průmyslu 4.0 nových obrysů a celosvětově se diskutuje jejich role v souvislostí s koncepcí Kvalita 4.0. Kvalita 4.0 je nedílnou součástí Průmyslu 4.0. Stačí si uvědomit, že jakýmsi ideálem čtvrté průmyslové revoluce je plně automatizovaná továrna. A ta by samozřejmě nemohla fungovat bez plně automatizovaných procesů kontroly kvality a jejich provázání s výrobou tak, aby byly trvale naplňované veškeré požadavky na kvalitu produktů. Dnes je obvyklé, že výrobní kontrolu v průmyslových podnicích provádějí specializovaní pracovníci za pomoci jednoúčelových měřidel, popřípadě na automatizovaných víceúčelových strojích – i ty ale potřebují operátora, navíc vysoce kvalifikovaného. A pak je obvykle zapotřebí další kvalifikovaný člověk, který na základě výsledků výrobní kontroly upraví nastavení výrobního zařízení nebo do něj zanese korekční hodnoty, pokud se jedná o automatický stroj. V koncepci Kvalita 4.0 by to mělo znamenat, že stroje se budou také samy hlídat – nebo hlídat sebe navzájem. Výrobní, kontrolní i logistické systémy spolu budou nepřetržitě komunikovat a podle aktuální situace jednat tak, aby celý proces od příjmu vstupních polotovarů na sklad až po expedici hotového výrobku proběhl hladce, rychle a efektivně. A přitom zcela bez přítomnosti člověka. Nicméně není možné konstatovat, že lidská práce již nebude potřeba. Pro naplnění vize s plně automatizovanou výrobou a kontrolou kvality se budou využívat kyberneticko-fyzikální systémy, které převezmou opakující se a jednoduché činnosti, které do té doby vykonávali lidé. Nicméně budou vznikat nová pracovní místa, která však budou vyžadovat vyšší kvalifikaci zaměstnanců a jejichž úkolem bude vytváření, programování, řízení a udržování těchto systémů.
Stejně tak budou tyto kyberneticko-fyzikální systémy využívat stávající metodologie, postupy a nástroje, která budou na tyto nové podmínky adaptované. Spojením nástrojů Průmyslu 4.0 a tradičních metod a nástrojů managementu kvality by mělo dojít k úsporám času a peněz a zvýšení flexibility firem. Tento projekt navazuje na řešení předcházejícího projektu specifického výzkumu SP 2021/54 „Využití vybraných přístupů, metod a nástrojů managementu kvality v kontextu rozvoje koncepce Kvalita 4.0“ a v rámci jeho řešení bude na straně jedné navazovat na výstupy z předcházejícího projektu a dále je rozvíjet v reakci na nové podmínky a informace, a také na dosažený stav řešení dané problematiky, na straně druhé bude řešit další oblasti, jejichž využívání může k rozvoji přístupu Průmysl 4.0 resp. Kvalita 4.0 přispívat. V rámci řešení projektu bude potřeba zvažovat nejen jejich přínos, ale i nastavení podmínek a případnou modifikaci jejich využití v prostředí Průmyslu 4.0 tak, aby byl využit v maximální možné míře jejich potenciál.
V rámci řešení se projekt bude zabývat některými vybranými přístupy, metodami a nástroji managementu kvality a budou se řešit následující oblasti:
- návrh metodiky posuzování připravenosti výrobních organizací na implementaci koncepce Kvality 4.0;
- návrh metodiky pro implementaci a zhodnocení stavu zavedení koncepce Kvalita 4.0 ve výrobních organizacích;
- identifikace společných pilířů koncepce Kvality 4.0 a cirkulární ekonomiky, stanovení pravidel a doporučení jejich propojeni;
- benchmarking konceptů udržitelného rozvoje na vysokých školách v ČR;
- analýza účinnosti vybraných statistických metod zaměřených na detekci heteroskedasticity.
Popis vybraných oblastí:
Popis dílčí oblasti 1: Návrh metodiky posuzování připravenosti výrobních organizací na implementaci koncepce Kvality 4.0.
Jedním z typických rysů rozvoje průmyslových organizací je v posledních několika letech jejich adaptace na podmínky tzv. Průmyslu 4.0. V této souvislosti se vžívá i termín Kvalita 4.0 jako označení nutné radikální transformace tradičních přístupů k managementu kvality v podmínkách digitalizace procesů. Studiem zejména zahraniční literatury lze zjistit, že tato transformace zatím naráží hned na několik nevyjasněných oblastí: od nejednotně používané terminologie, přes nekritickou preferenci hardwarových řešení až po absenci systémových přístupů k vyhodnocování toho, na jaké úrovni se průmyslové organizace na jejich cestě ke koncepci Kvality 4.0 reálně nacházejí. Pokud byly doposud zveřejněny určité metodické postupy podobných hodnocení, týkaly se téměř výhradně posuzování vyzrálosti organizací vůči koncepci Průmyslu 4.0, nikoliv však specificky orientované na koncepci Kvality 4.0.
Popis dílčí oblasti 2: Návrh metodiky pro implementaci koncepce Kvalita 4.0 a zhodnocení stavu jejího zavedení ve výrobních organizacích.
Jak již bylo výše zmíněno, jedním z typických rysů rozvoje průmyslových organizací je v posledních několika letech jejich adaptace na podmínky tzv. Průmyslu 4.0, přičemž je nutná radikální transformace tradičních přístupů k managementu kvality v podmínkách digitalizace procesů, což v kontextu Průmyslu 4.0 souvisí s dalším často frekventovaným pojmem Kvalita 4.0. Tato dílčí oblast úzce souvisí s předcházející řešenou problematikou, na kterou bude navazovat a bude využívat její výstupy. Jedna věc je totiž posoudit stav připravenosti výrobních organizací na implementaci Kvality 4.0, druhá věc pak představuje vlastní implementaci Kvality 4.0 do podmínek výrobních organizací a také zhodnocení stavu dosažené adaptace Kvality 4.0 ve výrobních organizacích.
Popis dílčí oblasti 3: Identifikace společných pilířů koncepce Kvality 4.0 a cirkulární ekonomiky, stanovení pravidel a doporučení jejich propojeni.
Pojem udržitelnost se stal v posledních letech důležitým aspektem podnikání pro všechna průmyslová odvětví. Je to i jeden z důležitých aspektů udržení se na globálním trhu. Spousta zemí včetně České republiky se zaměřila na výrobu ve spojení s Průmyslem 4.0, a neopomněly ani aspekty udržitelného rozvoje pro vývoj cirkulární ekonomiky. Výrobní organizace čelí různým výzvám při zavádění Průmyslu 4.0, některé souvisejí se zdroji a používanými materiály a jejich odbouráváním, a proto se jeví jako nanejvýš vhodné zvažovat i možné propojení Průmyslu 4.0 s cirkulární ekonomikou. Ta představuje koncept, který je integrální součástí udržitelného rozvoje a zabývá se způsoby, jak zvyšovat kvalitu životního prostředí a lidského života pomocí zvyšování efektivity produkce. Klíčové je, aby používané materiály byly navzájem odděleny do dvou nezávisle cirkulujících okruhů, jež se řídí rozdílnou logikou. První operuje s látkami organického původu, které jsou snadno odbouratelné, a proto není u nich problém navrátit je zpět do biosféry. Druhý operuje se syntetickými látkami, jež by měly být do produktů vkládány tak, aby bylo možné je z nich následně extrahovat a opět použít, a nebylo tak nikdy nutné je do biosféry navracet.
Popis dílčí oblasti 4: Benchmarking konceptů udržitelného rozvoje na vysokých školách v ČR.
Při diskusi o konceptu Průmyslu 4.0 je nutno si uvědomit, že žádná organizace nemůže existovat odděleně od svého okolí. Přístup Průmyslu 4.0 nepovede pouze ke změnám samotných realizačních procesů, ale zásadně ovlivní prostředí obklopující organizace poskytující nejen produkty, ale i služby, vysoké školy nevyjímaje. Proměna čeká energetické, bezpečnostní či dopravní systémy a systémy vodního a odpadového hospodářství. Očekávat lze nové trendy územního plánování, změny v rozložení sociální struktury obyvatel, a také aplikaci konceptu Průmyslu 4.0 na samotné chytré město a region. Proto by i vysoké školy měly zvažovat svůj přístup a možný přínos v této oblasti, o čemž svědčí i výstupy z účasti Vysoké školy báňské – Technické univerzity Ostrava v roce 2019 v Národní ceně za CSR, kdy se stala vítězem. Ve zprávě hodnotitelů však bylo jako jedna ze slabých stránek vyhodnoceno nedostatečné srovnání s jinými tuzemskými vysokými školami v oblasti konceptu udržitelného rozvoje a CSR aktivit. Jelikož je CSR již z principu naplňováno v tzv. třetí roli univerzity, je důležitou součástí implementace CSR aktivit také benchmarking s ostatními organizacemi stejného zaměření a také hledání možného přínosu k trvale udržitelnému rozvoji.
Popis dílčí oblasti 5: Analýza účinnosti vybraných statistických metod zaměřených na detekci heteroskedasticity.
V předcházejícím projektu bylo řešeno téma analyzující účinnost zobecněné metody odhadu regresních parametrů v porovnání s obyčejnou metodou odhadu, a to v případě existence problému heteroskedasticity, problému typicky se vyskytujícího v průmyslových aplikacích regresní analýzy. V tomto projektu naváže na tuto problematiku téma, které se rovněž zabývá heteroskedasticitou, bude se ale týkat tentokrát analýzy účinnosti vybraných statistických metod detekujících problém heteroskedasticity. Půjde o sadu statistických testů a o zkoumání jejich chybovosti při odhalování existující heteroskedasticity různého typu nebo při potvrzování toho, že se v regresním modelu heteroskedasticita nevyskytuje. V úvahu připadají metody jako např. Whiteův test, Goldfeldův-Quandtův test, Breuschův-Paganův test, Glejserův či Godfreyův test, příp. další. Lze očekávat, že většina z těchto testů bude kvalitativně závislá na rozsahu dat, které jsou pro příslušnou regresi k dispozici, u některých z testů (např. Whiteův či G-Quandtův) lze zkoumat účinnost testů i v závislosti na dalších vstupních faktorech, odlišných od faktoru „rozsah dat“. Ke zkoumání uvedené problematiky budou využity simulační techniky. V kontextu koncepce Kvalita 4.0 a s ní související možnosti získávání většího objemu (rozsahu) dat je pak nasnadě, že bude možné využívat opravdu ty nejúčinnější metody zaměřené na detekci heteroskedasticity.
Doporučení týkající se vhodné aplikace zmíněných metod – vhodné např. z pohledu potřebného rozsahu dat nebo jiného hlediska – jsou nezbytná. Chybný závěr o přítomnosti a formě heteroskedasticity totiž jinak vede buďto ke zbytečnému užití zobecněné metody odhadu regresních parametrů, což určitě nedá odhady lepší kvality než obyčejná metoda odhadu za standardních podmínek, spíše horší odhady, nebo vede naopak k užití obyčejné metody místo zobecněné s podobným výsledkem, pokud jde o kvalitu odhadů. Takový výsledek je pak pochopitelně nežádoucí vzhledem k tomu, že nalezený regresní model je typicky následně využíván k průmyslové optimalizaci (např. k optimalizaci výrobních vstupů) skrze techniky matematické optimalizace. Stručně řečeno, méně přesný model povede k méně přesné optimalizaci.
Rok zahájení
2022
Rok ukončení
2022
Poskytovatel
Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy
Kategorie
SGS
Typ
Specifický výzkum VŠB-TUO
Řešitel