Интеллектуальные информационные системы управления предприятием

ТочкаПерезаказа = ПотреблениеВДень / ПлановыеСрокиПоставки, где ПотреблениеВДень характеризует объём потребляемой продукции за 1 день, ПлановыеСрокиПоставки – сроки поставки материалов от поставщика на склад в днях.

Такая простая стратегия позволила крупным производственным предприятиям исключить человеческий фактор в процессах обеспечения, оптимизировать уровень запасов (исключив из системы закупки «на всякий случай»), создать управляемые и прогнозируемые процессы обеспечения. Данная стратегия используется и до сих пор крупносерийными предприятиями, логистическими центрами и торговыми компаниями. Несмотря на очевидные недостатки и упрощения данной модели, она является основной для предприятий со стабильным спросом на продукцию.

1.4.4 Технология MRP

На следующем этапе развития предприятия начали автоматизировать процессы формирования, учета и отслеживания календарной потребности в готовой продукции (заказы клиентов, прогнозы продаж и т. д.). Следующим шагом стал анализ плана выпуска готовых изделий с целью определения календарной потребности в комплектующих изделиях, сырье и материалах, деталях и сборочных единицах с учетом наличного складского запаса. Эта задача была решена в компьютерном варианте в начале 60-х гг. и получила название MRP (Material Requirements Planning) – планирование потребности в материалах. Термин был введен в употребление Орлицки (Orlicky), который осознал потенциал применения вычислительной техники для решения задачи управления производственными запасами. Ранние компьютерные приложения MRP были построены на основе процессора спецификаций (Bill of Material Processor – BOMP), преобразовавшего дискретный план производства родительских номенклатурных позиций в дискретный план производства и закупки номенклатурных позиций-компонентов.

Основой системы стали данные о составе изделий и нормах расхода сырья, материалов и компонентов на единицу измерения готовой продукции. В теории MRP эта информация получила название BOM (Bill of Material) (спецификация) [49]. BOM может быть одно- или многоуровневым, обычным или плановым. Одно- или многоуровневый ВОМ означает, что для описания структуры продукта используется обычный список или многоуровневое древовидное описание. Чем глубже эта древовидная структура, тем более жесткие требования предъявляются к точности данных о номенклатурных позициях, включаемых в эту структуру (рисунок 1.8).

Рисунок 1.8 – Пример представления древовидной спецификации в 1С ERP

Результатом вышеперечисленных действий является описание потребности предприятия в производимых и закупаемых номенклатурных позициях, выраженное в виде календарного плана. Причем особо следует отметить, что сам механизм MRP не делает различия между способами получения номенклатурных позиций (закупка или производство), предоставляя решать этот вопрос ответственным лицам, хотя всегда существует возможность задать способ получения той или иной, покрывающей потребность предприятия, номенклатурной позиции по умолчанию (обычно закупаемая или же обычно изготавливаемая).

С начала 70-х гг. популярность MRP поддерживается APICS (American Production and Inventory Control Society) [45], начавшей свою деятельность в области продвижения MRP с попытки убедить людей в том, что MRP является решением многих проблем, ибо дает возможность сформировать интегрированные системы налаживания коммуникаций внутри компании и поддержки принятия решений. Тем самым MRP помогает руководящим работникам находить наиболее эффективные способы управления бизнесом в целом. APICS подчеркивала, что для успешного внедрения программ MRP необходимы понимание со стороны менеджмента и тотальное обучение персонала. Роль же математических методик оптимизации принимаемых решений была APICS уменьшена. Подчеркивалось, что реальными проблемами являются проблемы дисциплины, образования, понимания и коммуникаций.

Явным недостатком на данном этапе развития технологии MRP была невозможность обновить результатную информацию, получаемую в ходе работы MRP, т. е. подстроиться под изменения, возникающие в случае изменений открытых заказов. Из-за этого первые MRP-системы называли «запустил и забыл» (launch and forget). В свою очередь, возможность обновления очень важна, так как среда, в которой используется MRP, весьма динамична, а частые изменения размеров заказов и сроков их выполнения не являются редкостью. Отсюда вытекает необходимость отслеживать текущее состояние открытых заказов.

Данная фаза развития стандарта MRP имела место при преобладающем характере пакетной обработки информации на удаленных вычислительных центрах (кустовых или корпоративных). Тогда интерактивные технологии развития еще не получили. Если учесть, что в настоящее время при современном уровне развития вычислительной техники, один запуск процедуры MRP в режиме полного пересчета, согласно статистическим данным, занимает от 3 до 8 часов (в среднем), можно представить, насколько возможности для оперативного моделирования ситуации были ограничены тогда, и становится ясно, что анализ «а что будет, если?..» практически не проводился. По сути, MRP просто фиксировала статический план в «развернутом» виде.

1.4.5 Технология MRPI/CRP

Очевидно, что с ростом возможностей в области обработки данных присущие MRP ограничения перестали удовлетворять менеджеров и сотрудников служб планирования. Поэтому следующим шагом стала возможность обрабатывать ситуацию с загрузкой производственных мощностей и учитывать ресурсные ограничения производства – CRP (Capacity Requirements Planning). Процедура CRP запускается после завершения процедуры MRP, так как исходными данными для CRP являются также результаты работы MRP в виде плановых заказов на номенклатурные позиции производства. Задачей CRP является проверка плана производства на выполнимость.

Для работы механизма CRP необходимы три массива исходных данных:

1. Данные о главном календарном плане производства (MPS). Они являются исходными и для MRP.

2. Данные о рабочих центрах. Рабочий центр, как отмечает APICS [45], – это определенная производственная мощность, состоящая из одной или нескольких машин (людей и/или оборудования), которая в целях планирования потребности в мощностях (CRP) и подробного календарного планирования может рассматриваться как одна производственная единица. Можно сказать, что рабочий центр – это группа взаимозаменяемого оборудования, расположенная на локальном производственном участке. Для работы CRP необходимо предварительное формирование рабочего календаря рабочих центров с целью вычисления доступной производственной мощности.

3. Данные о технологических маршрутах изготовления номенклатурных позиций, содержащихся в спецификациях. Здесь указываются все сведения о порядке осуществления технологических операций и их характеристиках (технологические времена, персонал, другая информация). Этот массив данных «умноженный» на главный календарный план (MPS) формирует плановую загрузку рабочих центров.

CRP информирует обо всех расхождениях между планируемой загрузкой и имеющимися мощностями, позволяя предпринять необходимые регулирующие воздействия. При этом каждому изготавливаемому изделию назначается соответствующий технологический маршрут с описанием ресурсов, требуемых на каждой его операции, на каждом рабочем центре. Следует отметить, что CRP не занимается оптимизацией загрузки, осуществляя лишь расчетные функции по заранее определенной производственной программе согласно описанной нормативной информации.

После завершения работы CRP становятся доступны результаты расчета мощностей (рисунок 1.9)

Рисунок 1.9 – Результат расчета CRP за период

Следует отметить, что результат расчета лишь констатирует, что некоторые мощности достаточны для выполнения плана, а некоторые мощности перегружены, но не предлагает алгоритма «расшивки» узких мест (подробнее об узких местах будет рассказано в главе 2.2). Корректировка плана производства и поиск допустимых решений могут быть получены на основе использования опыта и знаний лиц, принимающих решения. Человек последовательно анализирует дефициты, выявляя позиции, которые привели к перегрузу и осуществляет поиск периода, в который возможно данную загрузку перенести. Если такого периода нет, необходимо переносить план производства некоторых заказов на более поздние даты, что требует корректировки главного плана производства и так далее. Все эти процедуры крайне трудоемки на практике.

CRP и MRP можно с некоторой долей условности отнести к системам поддержки принятия решений, так как они позволяют просчитывать последствия, хотя и не выдают никаких практических вариантов преодоления возникших проблем. Иногда технологию MRP называют еще MRP I. Можно отметить, что налаженная технология MRP I/CRP при наличии достаточных вычислительных мощностей позволяет, по сути, осуществлять моделирование ситуации.

1.4.6 Замкнутый цикл MRP (Closed loop MRP)

Следующим этапом развития стал «Замкнутый цикл MRP» (closed loop MRP), предложенный в конце 70-х гг. Оливером Уайтом, Джорджем Плосслом и другими (Oliver Wight, George Plossl and others). Основная идея данного усовершенствования технологии MRP заключается в создании замкнутого цикла путем налаживания обратных связей, улучшающих отслеживание текущего состояния, поддержание мониторинга выполнения плана снабжения и производства. В результате применения нового метода значительно повышен уровень достоверности и точности плановых показателей. Дополнительно к системе MRP новый метод позволил автоматизировать фазы детального планирования и учета выполнения планов:

1. формирование подробных графиков выпуска готовой продукции, поставок сырья, материалов и комплектующих для поставщиков;

2. учет входного/выходного материального потока;

3. диспетчирование хода производства и поставок;

4. составление отчетности о предполагаемом отставании от графиков выпуска, графиков поставок и т. д.

Дополнительные функции обеспечивают обратную связь и гибкость планирования с учетом внешних экономических факторов (уровень спроса, состояние открытых заказов, движение материального потока и т. п.). В процесс управления вовлечены бизнес-процессы, которые связаны со снабжением и производством, но не бизнес-процессы продаж и финансового учета. Было необходимо реализовать мониторинг (диспетчирование) выполнения плана снабжения и производственных операций, что позволяло снять те ограничения степени достоверности результата планирования, ранее присущие MRP I, которые существовали из-за невозможности отследить состояние открытых заказов. С добавлением указанных функций к MRP I/CRP был сформирован стандарт «Замкнутый цикл MRP», охватывающий все стороны бизнеса, связанные с изготовлением продукции.

Функции учета фактической деятельности были введены к MRP как дополнительная сущность к плану, и весь учет изначально строился «от плана». С сожалением следует отметить, что практика реализации проектов внедрения автоматизированных систем управления в России часто строится только на учете фактического выполнения операций, вообще без использования алгоритмов MRP, что делает АСУ, полученные в результате, малопригодными для реального управления предприятием. Также распространенным случаем являются системы, где функции планирования и учета выполняются полностью независимо друг от друга (например, планирование в Excel, а учет в «1С Управление производственным предприятием»), что делает невозможным сопоставление данных план-факт. Вклад таких систем в процессы управления производством можно считать равным нулю или же отрицательным. Наверное, именно этот факт стал причиной того, что подавляющее количество специалистов и руководителей на производстве (специалистов служб планирования, диспетчеров, начальников цехов и т. д.) крайне скептически относятся к возможности автоматизации процессов управления производством.

Для точности отражения информации следует привести определение, которое APICS дает методологии «Замкнутый цикл MRP» [45]: «Система, построенная вокруг планирования потребности в материалах (MRP), которая включает дополнительные плановые функции, а именно планирование производства (укрупненное планирование) (production planning (aggregate planning)), разработку главного календарного плана производства (master production scheduling) и планирование потребности в мощностях (capacity requirements planning). После того как вышеописанные фазы планирования пройдены и планы были приняты как реалистичные и достижимые, начинается исполнение планов. Это включает в себя такие функции управления производством, как измерение входного/выходного материального потока (мощности) (input-output (capacity) measurement), формирование подробных графиков и диспетчирование, а также отчетность по предполагаемому отставанию от графиков от завода и от поставщиков, формирование графиков поставщиков и т. д. Термин «замкнутый цикл» означает, что существует обратная связь от функций исполнения, с тем чтобы планирование было всегда корректным» [50]. Следует отметить, что в процесс вовлечены только операции, связанные со снабжением и производством, а процессы сбыта (продаж) и финансового учета технологией не задействованы, хотя их включение в MRP-стандарт позволило бы нам не только замкнуть цикл управления, но и наладить полнофункциональную цепь поставок товарно-материальных ценностей по схеме «снабжение – производство – сбыт» и довести продукт до потребителя, гармонизировав тем самым комплексную технологию управления бизнесом.

1.5. Планирование ресурсов производства MRP II

MRP II (англ. manufacturing resource planning – планирование производственных ресурсов) [45] – стратегия производственного планирования, обеспечивающая как операционное, так и финансовое планирование производства, обеспечивающая более широкий охват ресурсов предприятия, нежели MRP. В отличие от MRP, в системе MRP II производится планирование не только в материальном, но и в денежном выражении. Реализуется внедрением прикладных программных пакетов. MRP II задаёт принципы детального планирования производства предприятия, включающая учёт заказов, планирование загрузки производственных мощностей, планирование потребности во всех ресурсах производства (материалы, сырьё, комплектующие, оборудование, персонал), планирование производственных затрат, моделирование хода производства, его учёт, планирование выпуска готовых изделий, оперативное корректирование плана и производственных заданий. Стандарт MRP II (Manufacturing Resource Planning) позволил развить технологию планирования, ориентированную на применение корпоративных информационных систем, очертив полный контур задач управления промышленным предприятием на оперативном уровне.

Важнейшая функция MRPII состоит в обеспечении всей необходимой информацией тех, кто принимает решения в сфере управления финансами, включая лучшие практики предыдущих этапов развития автоматизированных систем:

1. MRP информирует о сроках выполнения заказов на закупку, помогая планировать осуществление расчетов с поставщиками.

2. MRP I/CRP предоставляет информацию о количестве основного производственного персонала, уровне часовых тарифных ставок и нормах времени на выполнение технологических операций (в описании технологических маршрутов), о возможных сверхурочных работах и т. д., необходимую для принятия предприятием обязательств по выплате заработной платы.

3. Наконец, MRP II сообщает об объемах и сроках поставки изделий покупателям, что позволяет прогнозировать поступление денежных средств и свести баланс доходов и расходов.

Необходимо отметить, что для обеспечения достоверности результатов критически необходимо обеспечение точности и своевременности входной информации нормативного и оперативного характера (чтобы избежать реализации принципа GIGO – garbage in, garbage out).

Одной из основных причин того, что MRP II была с готовностью воспринята как методология управления производством, является ее обращение к возможностям вычислительной техники в области хранения и обработки больших массивов данных и предоставления доступа к ним в целях эффективного управления предприятием. Она помогает координировать деятельность различных подразделений предприятия по исполнению свойственных им функций. Поэтому привлекательность MRP II состоит не только в поддержке принятия решений, но и, что более важно, в ее интеграционной роли для производственных предприятий.

Приведем краткую характеристику модулей MRP II:

1. Управление продажами:

1.1. управление спросом (Demand Management);

1.2. управление продажами (Sales & Operations Planning);

1.3. учет продаж и взаиморасчетов с клиентами;

1.4. планирование ресурсов распределения (Distribution Resource Planning).

2. Планирование ресурсов:

2.1. главный календарный план производства (Master Production Schedule);

2.2. подсистема спецификаций (Bill of Material Subsystem);

2.3. планирование потребности в материалах (Material Requirements Planning);

2.4. планирование потребности в мощностях (Capacity Requirements Planning).

3. Управление закупками: