Читать книгу: «Интеллектуальные информационные системы управления предприятием», страница 6

1.5.3 Управление закупками

Управление закупками (Purchasing)

Модуль предназначен для организации выполнения плана закупок (потребности в покупных материалах и компонентах), сформированного MRP и утвержденного лицом, принимающим решения, а также планирования и исполнения закупок, не связанного с модулем MRP. Таким образом, можно сказать, что MRP планирует сроки и параметры заявок на закупку, а данный модуль помогает контролировать реализацию этих заявок посредством их преобразования в заказы поставщикам.

Для помощи в работе сотрудникам отдела снабжения в системах MRP II предусмотрен целый ряд вспомогательных отчетов, позволяющих, опираясь на регулярное обновление информации, четко прогнозировать потребности в области номенклатурных позиций. То есть отдел снабжения имеет возможность загодя получать заявки на закупку и, действуя как единый закупочный центр, добиваться значительной экономии, связанной с режимом и объемами закупок.

Учет закупок и взаиморасчетов с поставщиками

Данная подсистема необходима для поддержания в актуальном состоянии данных о взаиморасчетах с поставщиками и основывается на совокупности типов операций с поставщиками, предварительно описанных и влекущих за собой определенные последствия, причем все типы операций могут быть объединены в три категории: поступление, исходящие платежи и различные варианты взаимозачетов и корректировок.

Подсистема запланированных поступлений по открытым заказам (Scheduled Receipts Subsystem)

Данная подсистема необходима для работы с заказами на производство и закупку. В принципе, возможна ситуация, когда эта подсистема может быть расширена и даже замещена подсистемами диспетчирования производства (shop dispatching system) и закупок (purchasing system) соответственно. Причины отделения подсистемы запланированных поступлений по открытым заказам следующие: во-первых, некоторые программные продукты не содержат подсистему диспетчирования производства или содержат ее в отделенном от подсистемы запланированных поступлений по открытым заказам месте; во-вторых, многие компании внедряют MRP II, начиная с освоения обеспечивающих MRP подсистем (включая и подсистему запланированных поступлений по открытым заказам), реализуя функции диспетчирования производства и закупок в рамках системы MRP II позднее.

Подсистема запланированных поступлений по открытым заказам используется для работы (добавления, удаления, изменения) с заказами, изготовление и закупка которых начаты, но еще не завершены и не закрыты. В зависимости от того является ли конкретная номенклатурная позиция включаемой в главный календарный план производства или же целиком контролируемой на уровне планирования потребности в материалах (MRP), изменяется модуль, потребляющий информацию, предоставляемую подсистемой.

1.5.4 Управление производством

Оперативное управление производством (Shop Floor Control или Production Activity Control)

Оперативное управление производством, или, иначе говоря, «Планирование и диспетчирование работы цеха» (Shop Scheduling and Dispatching). Данный модуль предназначен для управления приоритетами между работниками планирования и цеховым персоналом. Он позволяет видеть календарный план работы цеха в разрезе производственных заказов, рабочих центров и производственных операций, а также отслеживать его фактическое выполнение. Для сравнения отметим, что MRP и CRP предоставляют информацию, исходя только из производственных заказов и дат их выполнения.

Чем яснее производственный (цеховой) персонал видит состояние заказов и их местонахождение, тем лучше будет организовано исполнение этих заказов с их стороны и тем больше оснований требовать от персонала при наличии у него в руках подобного инструментария своевременного выполнения заказов.

Управление входным/выходным материальным потоком (Input/Output Control)

Модуль призван контролировать исполнение плана использования производственных мощностей, разработанного на уровне CRP. Взаимоотношения между двумя этими модулями весьма схожи с взаимоотношениями между MRP и диспетчированием производства, когда MRP задает приоритетность производственных заданий, а планирование на уровне цеха и диспетчирование помогают контролировать соблюдения этих приоритетов.

Модуль управления входным/выходным материальным потоком позволяет оценить, выполнен план по загрузке производственных мощностей или нет, так как он контролирует входной и выходной потоки заданий, направленные к рабочим центрам, а также длину очереди к рабочим центрам, измеряемую в часах работы рабочего центра. Контроль производится на базе сравнения данных плановых величин с фактическими при последующем анализе причин отклонений.

Длина очереди в производстве является критически важным показателем, определяющим эффективность производства в целом. Этот показатель детально исследован в различных теориях, изложенных в главе 2.

Инструментальное обеспечение (Tooling или Tool Planning and Control)

Для некоторых компаний календарное планирование инструментального обеспечения производства не менее важно, нежели календарное планирование потребности в материалах и производственных мощностях. Конструктивно же подсистема инструментального обеспечения может быть похожа на систему MRP – CRP вкупе с обеспечивающими их подсистемами (операций с запасами, запланированных поступлений, спецификаций продуктов и т. д.). Технически возможна реализация одного из двух подходов: либо полностью интегрировать подсистему инструментального обеспечения с MRP – CRP, либо позиционировать ее отдельно от MRP – CRP с обеспечением соответствующего интерфейса между этими модулями. Каждый из подходов имеет свои преимущества и недостатки, обсуждение которых выходит за рамки данной работы.

1.5.4 Финансы моделирование и контроллинг

Финансовое планирование (Financial Planning Interfaces)

MRP II предоставляет информацию, необходимую для осуществления финансового планирования, однако, собственно функции финансового анализа и планирования в MRPII не включены. Именно поэтому говорят об интерфейсе с финансовым планированием. MRP II предоставляет подробную и достаточно точную информацию следующего характера:

1. прогнозируемая величина запасов и их стоимость;

2. расходование денежных средств (закупка материалов, затраты труда, переменные накладные расходы);

3. получение денежных средств;

4. распределение постоянных накладных расходов (косвенного характера).

В компаниях, не применяющих MRP, такого рода информацию обычно трудно получить за необходимый промежуток времени и с необходимой точностью. В этом случае финансовые прогнозы часто базируются на данных отчетных периодов и исторически сложившихся пропорциях между показателями. К сожалению, подобный подход дает сбои именно тогда, когда оценка влияющих на результат факторов нужна больше всего – в момент изменения ситуации.

С MRP II информация для финансового планирования извлекается непосредственно из функционирующей производственной системы. Интерфейс с финансовым планированием в MRP II преобразует план, выраженный в натуральных и временных единицах измерения, в стоимостные единицы измерения. Таким образом, в MRP II финансовые прогнозы строятся на основе подробной информации о номенклатурных позициях, заказах и т. д., с расширением этой информации посредством использования данных о затратах.

Для разработки полномасштабного финансового плана финансовые данные из MRP II дополняются другой необходимой информацией (расчеты по кредитам, налоги, амортизационные отчисления, постоянные расходы административного характера и др.). В идеале, данные из программного продукта класса MRP II должны включаться в систему финансового планирования.

Моделирование (Simulation)

Система MRP II представляет собой подробную и точную модель производственного бизнеса. Следовательно, появляется возможность установить, как изменения параметров событий повлияют на результат работы предприятия. MRP II помогает отвечать на вопросы типа «что будет, если..?».

Принципиально возможны две категории моделирования: подробное и макро.

MRPII реализует подробное моделирование, когда каждая номенклатурная позиция, заказ, рабочий центр, инструмент и т. д. могут подвергаться процедуре моделирования на детальном уровне параметр за параметром, чтобы оценить их влияние на общий результат или на отдельный аспект работы компании.

Дополнительным преимуществом подробного моделирования является сходство его процедуры с ежедневно исполняемыми функциями планирования. В этом случае само планирование становится более эффективным. К тому же облегчается установление ответственности должностных лиц за результат их работы, ибо оценка изменений посредством моделирования и реализация окончательной процедуры формирования плана находится в одних и тех же руках.

В качестве альтернативного способа моделирования может выступать макромоделирование, обычно заключающееся в построении математической модели бизнеса. Для этого типа моделей не делается попыток оценивать влияние на результат изменения параметров по отдельным номенклатурным позициям, заказам, рабочим центрам и т. д., а эффект изменений оценивается в целом, на укрупненном уровне. Причиной тому – крайняя сложность детализации математических моделей и длительность процесса адаптации модели к изменяющимся условиям ведения бизнеса. В силу последнего обстоятельства макромодели обычно применяются лишь на уровне укрупненного планирования, так как времени, требуемого для адаптации модели к изменениям, у менеджмента обычно нет. Другая проблема макромоделирования заключается как раз в невозможности получать детальную информацию о причинах отклонений от планируемого результата, что не позволяет предпринять превентивные меры. Именно по этим причинам рекомендуется наряду с укрупненным моделированием (которое полностью сбрасывать со счетов все же нецелесообразно) обязательно применять и подробное моделирование в рамках MRP П.

Основными объектами моделирования в MRPII являются:

1. укрупненный план потребности в мощностях (Rough-Cut Capacity Plan);

2. план потребности в материалах (Material RequirementsPlan);

3. план потребности в мощностях (Capacity RequirementsPlan);

4. финансовый план (Financial Plan).

Первые три объекта могут быть исследованы на предмет последствий возможных изменений (по сути, с помощью анализа чувствительности модели к изменению ее исходных параметров) непосредственно в рамках MRP II, четвертый же объект – посредством передачи всей необходимой информации из MRP II в подсистему финансового планирования.

Учет затрат

Подсистема предназначена для организации учета косвенных затрат и их отнесения на объекты формирования прибыли. Задачей данной подсистемы является создание массива информации для расчета полной себестоимости производства.

Оценка деятельности (Performance Measurement)

Система MRP II должна содержать критерии оценки эффективности предприятия, т. е. нужна система показателей, по которым руководство будет судить об успешности деятельности компании в целом и отдельных ее подразделений. Формализованная программа оценки деятельности (причем это относится и к MRP II, и к любой другой системе управления) поможет:

1. установлению формальных, объективных критериев в противовес неформальным ощущениям и догадкам;

2. разработке стандартов для сравнения с другими компаниями;

3. формированию целей и определению степени их достижения;

4. выявлению проблем и установлению порядка их разрешения, а также проведению мониторинга совершенствования деятельности компании.

1.6 Современные системы и цифровое производство

1.6.2 Планирование в APS

С точки зрения точного планирования работ на предприятиях, интерес представляют системы класса APS (Advanced Planning & Scheduling Systems), которые появились на рынке в середине 90-х годов. Причиной их появления стала низкая достоверность планирования, которая была выявлена в ходе опыта эксплуатации MRP II и повышении требований рынка соблюдения сроков поставки и производства «точно вовремя». Стало очевидно, что для реального управления производством требуется полная прозрачность производственных цепочек от поставок материалов до отгрузки готовых изделий потребителю, что привело к созданию новых алгоритмов сквозного планирования с учетом доступности всех видов ресурсов – APS являлось решение задач автоматизации управления цепочками поставок (SCM – Supply Chain Management). Синхронность работы предприятия строится на сквозном планировании материалов, ресурсов и одновременно построении расписания с учетом загрузки оборудования.

Расписания строятся для всех подразделений предприятия с учетом сроков поставок партнеров и расписания для всех этих производственных структур являются всегда взаимоувязанными во времени. Оперативное перепланирование начинается в случае, если меняются внешние ограничения (нарушение сроков поставок со стороны партнеров, другие непредвиденные задержки) или же вносятся изменения в портфель заказов. Учет же внутренних возмущений со стороны производственных подразделений (поломки оборудования, брак на операциях и т. п.) и служб снабжения (снабжение, логистика) приводит к необходимости перестраивать полное расписание выполнения работ, что является проблемой (требуется обработка слишком больших массивов информации в коротки сроки). Это привело к тому, что от оперативного перепланирования большинство предприятий было вынуждено отказаться.

По сравнению с алгоритмами MRP II, алгоритмы APS учитывают переналадки и некоторые другие параметры технологической среды. Алгоритм планирования осуществляет распределение множества операций, выполнение которых необходимо для выполнения портфеля заказов по всему множеству станков с учетом их загруженности. Ограничения разделяются на важные и не очень. В начале, на первом проходе алгоритма составляется расписание с учетом выполнимости важных ограничений, например, отсутствие нарушения сроков поставок. Если расписание получено, то оно считается допустимым и принимается в качестве базового для дальнейшей «оптимизации». На последующих проходах алгоритма проводится попытка учесть оставшиеся менее важные ограничения. Данный итерационный процесс получения допустимого расписания с учетом новых ограничений, вносимых на новой итерации. В ряде случаев процесс планирования упрощают еще сильнее. Сначала планируют одну деталь, потом другую, до тех пор, пока все множество деталей не будет спланировано. Оценка полученных расписаний относительно действительного оптимума при этом может быть достаточно низкой.

После своего появления APS-системы достаточно быстро начали захватывать рынок. При этом некоторые эксперты прогнозировали «смерть ERP», хотя никаких реальных предпосылок к этому не было. APS – это, в первую очередь, новый алгоритм, который решает задачу планирования производства и поставок по новому. При этом результаты планирования также могут быть использованы в ERP-системе. Ключевые разработчики ERP-систем (SAP, Oracle и др.) также включили APS-алгоритмы в свои ERP-системы, таким образом APS следует рассматривать как еще один этап развития ERP.

1.6.3 Планирование в MES

Отдельно следует сказать про параллельный класс информационных систем, развитие которых проходило одновременно с развитием MRP – MES (manufacturing execution system, система управления производственными процессами) – специализированное прикладное программное обеспечение, предназначенное для решения задач синхронизации, координации, анализа и оптимизации выпуска продукции в рамках какого-либо производства [51]. MES-системы относятся к классу систем управления уровня цеха, но могут использоваться и для интегрированного управления производством на предприятии в целом. Первые подобные системы появились практически одновременно с MRP и были предназначены для оптимизации процесса управления производством внутри одного цеха. Сегодняшняя общепризнанная классификация приводит следующий состав функциональных блоков, реализуемых MES:

1. RAS (англ. Resource Allocation and Status) – контроль состояния и распределение ресурсов. Управление ресурсами: технологическим оборудованием, материалами, персоналом, обучением персонала а также документами, которые должны быть в наличии для начала производственной деятельности. Обеспечивает детальную историю ресурсов и гарантирует, что оборудование соответствующим образом подготовлено для работы. Контролирует состояние ресурсов в реальном времени. Управление ресурсами включает резервирование и диспетчеризацию с целью достижения целей оперативного планирования.

2. ODS (англ. Operations/Detail Scheduling) – оперативное детальное планирование [52]. Обеспечивает упорядочение производственных заданий, основанное на очерёдности, атрибутах, характеристиках и рецептах, связанных со спецификой изделий (форма, цвет, последовательность операций и др.) и технологией производства. Целью является составление производственного расписания с минимальными перенастройками оборудования и параллельной работой производственных мощностей для уменьшения времени получения готового продукта и времени простоя [53].

3. DPU (англ. Dispatching Production Units) – диспетчеризация производства. Управляет потоком единиц продукции в виде заданий, заказов, серий, партий и заказ-нарядов. Диспетчерская информация представляется в той последовательности, в которой работа должна быть выполнена, и изменяется в реальном времени по мере возникновения событий на цеховом уровне. Это дает возможность изменения заданного календарного плана на уровне производственных цехов. Включает функции устранение брака и переработки отходов, наряду с возможностью контроля трудозатрат в каждой точке процесса с буферизацией данных.

4. DOC (англ. Document Control) – управление документами. Контролирует содержание и прохождение документов, которые должны сопровождать выпускаемое изделие, включая инструкции и нормативы работ, способы выполнения, чертежи, процедуры стандартных операций, программы обработки деталей, записи партий продукции, сообщения о технических изменениях, передачу информации от смены к смене, а также обеспечивает возможность вести плановую и отчётную цеховую документацию. Также включает инструкции по безопасности, контроль защиты окружающей среды, государственные и необходимые международные стандарты. Хранит историю прохождения и изменения документов.

5. DCA (англ. Data Collection/Acquisition) – сбор и хранение данных в целях получения, накопления и передачи технологических и управляющих данных, циркулирующих в производственной среде предприятия. Функция обеспечивает интерфейс для получения данных и параметров технологических операций, которые используются в формах и документах, прикрепляемых к единице продукции. Данные могут быть получены с цехового уровня как вручную, так и автоматически от оборудования, в требуемом масштабе времени.

6. LM (англ. Labor Management) – управление персоналом. Обеспечивает получение информации о состоянии персонала и управлении им в требуемом масштабе времени. Включает отчётность по присутствию и рабочему времени, отслеживанию сертификации. Создает возможность отслеживания непроизводственной деятельности, такой, как подготовка материалов или инструментальные работы, в качестве основы для учёта затрат по видам деятельности (activity based costing, ABC). Возможно взаимодействие с функцией распределения ресурсов для формирования оптимальных заданий.

7. QM (англ. Quality Management) – управление качеством. Обеспечивает анализ в реальном времени измеряемых показателей, полученных от производства, для гарантированно правильного управления качеством продукции и определения проблем, требующих вмешательства обслуживающего персонала. Данная функция формирует рекомендации по устранению проблем, определяет причины брака путём анализа взаимосвязи симптомов, действий персонала и результатов этих действий. Может также отслеживать выполнение процедур статистического управления процессом и статистического управления качеством продукции (SPC/SQC), а также управлять выполнением лабораторных исследований параметров продукции. Для этого в состав MES добавляются лабораторные информационно-управляющие системы (LIMS).

8. PM (англ. Process Management) – управление производственными процессами. Отслеживает производственный процесс и либо корректирует автоматически, либо обеспечивает поддержку принятия решений оператором для выполнения корректирующих действий и усовершенствования производственной деятельности. Эта деятельность может быть как внутриоперационной, направленной исключительно на отслеживаемые и управляемые машины и оборудование, так и межоперационной, отслеживающей ход процесса от одной операции к другой. Она может включать управление тревогами для обеспечения гарантированного уведомления персонала об изменениях в процессе, выходящих за приемлемые пределы устойчивости. Она обеспечивает взаимодействие между интеллектуальным оборудованием и MES, возможное благодаря функции сбора и хранения данных.

9. MM (англ. Maintenance Management) – управление техобслуживанием и ремонтом. Отслеживает и управляет обслуживанием оборудования и инструментов. Обеспечивает их работоспособность. Обеспечивает планирование периодического и предупредительного ремонтов, ремонта по состоянию. Накапливает и хранит историю произошедших событий (отказы, уменьшение производительности и др.) для использования в диагностировании возникших и предупреждения возможных проблем.

10. PTG (англ. Product Tracking and Genealogy) – отслеживание и генеалогия продукции. Обеспечивает возможность получения информации о состоянии и местоположении заказа в каждый момент времени. Информация о состоянии может включать данные о том, кто выполняет задачу, компонентах, материалах и их поставщиках, номере лота, серийном номере, текущих условиях производства, а также любые тревоги, данные о повторной обработке и другие события, относящиеся к продукту. Функция отслеживания в реальном времени создает также архивную запись. Эта запись обеспечивает отслеживаемость компонентов и их использование в каждом конечном продукте.

11. PA (англ. Performance Analysis) – анализ производительности. Обеспечивает формирование отчётов о фактических результатах производственной деятельности, сравнение их с историческими данными и ожидаемым коммерческим результатом. Результаты производственной деятельности включают такие показатели, как коэффициент использования ресурсов, доступность ресурсов, время цикла для единицы продукции, соответствие плану и соответствие стандартам функционирования. Может включать статистический контроль качества процессов и продукции (SPC/SQC). Систематизирует информацию, полученную от разных функций, измеряющих производственные параметры. Эти результаты могут быть подготовлены в форме отчёта или представлены в реальном времени в виде текущей оценки эксплуатационных показателей.

Как видно, в данном списке нет функции SCM, которая является главной в APS-системах. Несмотря на кажущееся, на первый взгляд, многообразие функций MES, надо понимать, что все эти функции имеют оперативный характер и регламентируют соответствующие требования не к предприятию в целом, а к той его единице (цеху, участку, подразделению), для которой ведется планирование. Управление документами, персоналом – это управление цеховыми документами (наряд-заказами, отчетными ведомостями и пр.) и персоналом цеха. Основными функциями MES-систем из перечисленных выше являются оперативно-календарное планирование и диспетчеризация производственных процессов в цеху. Именно эти две функции определяют MES-систему как систему оперативного характера, нацеленную на формирование расписаний работы оборудования и оперативное управление производственными процессами в цеху.

MES-система получает объем работ, который либо представлен MRP II на этапе объемно-календарного планирования, либо выдается APS-системой в виде допустимого для предприятия план-графика работы цеха, и в дальнейшем сама не только строит более точные расписания для оборудования, но и в оперативном режиме отслеживает их выполнение. В этом смысле цель MES-системы – не только выполнить заданный объем с указанными сроками выполнения тех или иных заказов, но и выполнить как можно лучше с точки зрения экономических показателей цеха.

Ограничивая свой периметр уровнем цеха, MES-системы оперируют меньшими размерностями назначения – до 200 станков и 10000 операций на горизонте планирования, который обычно составляет не более трех-десяти рабочих смен. Уменьшение размерности позволяет учитывать гораздо большее количество ограничений технологического характера, что должно повышать точность планирования.

Еще одним отличием является то, что MES-системы обычно оперируют не одним или двумя критериями построения расписания, а, зачастую, несколькими десятками, что дает возможность диспетчеру цеха строить расписание с учетом различных производственных ситуаций. При этом диспетчер, составляя расписание, может указать, что он хочет видеть в конкретном расписании: уменьшение календарной длительности выполнения всего задания, уменьшение длительности операций переналадок, высвобождение станков, имеющих небольшую загрузку и т. п. Алгоритмы MES-систем являются достаточно сложными эвристическими алгоритмами, способными к многокритериальной оптимизации, оставаясь при этом быстрыми и эффективными. Некоторые математические модели и алгоритмы решения будут рассмотрены в данной книге. MES-системы являются предметно-ориентированными для машиностроения, деревообработки, полиграфии и пр. Поэтому они максимально полно отражают особенности технологии конкретных производственных процессов и, зачастую, включают в себя развитые средства поддержки технологической подготовки того или иного типа производства.

Как видно из сказанного выше, MES может стать для предприятия крайне полезным инструментом управления производством, и может создаться впечатление, что внедрение MES – в принципе панацея от всех проблем предприятия. Оптимальное планирование, максимальная детализация и учет ограничений – это то, чего хотят большинство заказчиков при инициации проекта управления производством. Значит ли это, что MES сможет заменить MRP II? Ни в коем случае, ведь спектр бизнес-процессов, управляемых MRP II намного шире, чем в MES, и покрывает весь процесс формирования добавленной стоимости – от закупок до продаж и отгрузки готовой продукции с учетом финансов и экономики.

Следовательно, MRP II и MES должны работать на предприятии одновременно? Да, именно так. И это несет в себе массу проблем стыковки систем, интеграции и передачи информации между системами. Это крайне сложный процесс, который связан с множеством ошибок и прочих проблем. Сложность качественной интеграции MRP II и MES может быть так высока, что иногда может превышать сложность внедрения MES.