1.2 Управление производством

В общих чертах типология производственных процессов может быть классифицирована следующим образом:

• непрерывное производства
• поточное производство
• единичное производство
• проектное производство

Функциональность подсистем управления производством ERP системы, как правило, ориентируется на различные виды производственной деятельности предприятия, к основным из которых можно отнести следующие:

• Дискретное производство
• Процессное производство
• Реализация проектов

Первые два вида предполагают описание в системе состава выпускаемого изделия и технологии производства.

Последний вид в большей степени ориентирован на планирование работ и ресурсов для реализации долгосрочных проектов.

Основные типы дискретного производства:

Ориентированные на заказ с позаказной калькуляцией затрат

ETO	Engineering To Order	Конструирование на заказ
MTO	Make            To Order	Изготовление на заказ
ATO	Assembling To Order	Сборка на заказ

Ориентированные на массовое производство

RPT/MTS

Repetitive (Make To Stock)

Повторяющееся производство на склад

Процессное производство с попередельной/попартионной калькуляцией затрат

Process (RPT/Batch) industry	Процессное повторяющееся производство
Process (Cont.Flow)	Непрерывное производство

Реализация проектов с позаказной калькуляцией  затрат

Project industry

Долгосрочные проекты

Примером использования подсистемы «Управление проектами» может служить организация учета капитальных вложений для крупных предприятий, когда необходимо осуществить планирование, учет затрат и управление при капитальном строительстве различных объектов, рассматриваемых в системе как проекты.

Хотелось бы отдельно остановиться на различии дискретного и процессного производства. Как правило, к процессной индустрии явно относятся предприятия пищевой, химической и фармацевтической промышленности. В дополнение к ним под определение процессных попадают целлюлозно-бумажные, текстильные предприятия и предприятия, выпускающие строительные материалы. Особенности предприятий процессного вида отражаются на логистике снабжения, производства и сбыта.

Фундаментальным отличием является определение материалов (единицы измерения, идентификаторы партии, партии в партии, сроки хранения, и т.д.) и состава изделия. Для  предприятия с дискретным производством характерно наличие возможности более точного и простого определения спецификации материалов и комплектующих и более высокой степени предсказуемости свойств выпускаемой продукции по сравнению с процессным производством.

Например, для производства некоторого количества узлов необходимо 100 комплектующих А. Поставщик предоставил указанное количество, которое на этапе входного контроля может уменьшиться за счет отбраковки. В связи с тем, что поступающие комплектующие Aодни и те же, то нет необходимости их физического разделения на партии, т.е. требования к функциональности по управлению партиями отсутствует. В то же время комплектующие А в сочетании с комплектующими B всегда образовывают некоторые сборочные единицы С (98 А + 98 Б = 98 С), обладающие заранее определенными характеристиками, при условии исправности А и B.

Подобную предопределенность характеристики и количества изготавливаемой продукции не так легко организовать в процессном производстве. Вы определили 100 кг. некоторого материала Х с указанием граничных условий в его спецификации. После поставки данного материала Вам следует осуществить его проверку для более достоверного описания его характеристик и их привязки к партии поставки. Это необходимо выполнять исходя из реального отличия свойств поставляемых материалов от партии к партии. В соответствии с рецептурой, которая в системе описывается формулой, 100 кг Х в комбинации с 100 кг Yдают 90 кг продукции Z, при этом всякий раз производя продукцию Z имеется возможность получить ее различное конечное количество из-за различного рода потерь или характеристик составляющих. Кроме того, в результате рецептурного смешивания иногда можно получить нечто схожее по характеристикам с продуктом Z, но называемое продуктом Z1.

Обычно производство конечной продукции включает более одного процесса. Калькуляции себестоимости выпускаемой продукции усложняется возможностью т.н. рекурсий (с выхода передела Nна его же вход), появлением и участием в процессе калькуляции себестоимости побочных и совместно производимых продуктов и т.д.

Данные особенности необходимо в первую очередь учитывать при выборе системы, если руководство предприятия имеет намерение внедрить полноценную систему управления производством и иметь возможность отслеживания процесса формирования себестоимости выпускаемой продукции.

Планирование для производственных предприятий в общем случае описывается четырьмя функциональными уровнями, каждый из которых определяется длительностью горизонта планирования и субъектами планирования (Рис. 4):

• Стратегическое планирование
• Долгосрочное планирование (от полугодия до 1.5 лет)
• Среднесрочное планирование (от нескольких недель до нескольких месяцев)
• Оперативное планирование (неделя, неколько недель)

В настоящем материале не рассматривается уровень стратегического планирования, т.к. зачастую процессы деятельности, характерные для этого уровня находятся вне пределов ERP систем и в большей степени связаны с планированием бизнеса предприятия.

Рис. 4.  Уровни производственного планирования и управления

1.2.1 Основной производственный план график (MPS - Master Production Schedule)

Основным назначением MPS является  определение количественных показателей каждого выпускаемого изделия в привязке к  временным дискретам планирования (неделя, месяц) в пределах горизонта планирования. Под выпукаемыми изделиями подразумеваются завершенная продукция или ее части, которые поставляются в качестве законченных изделий. Выпускаемая продукция может поставляться заказчикам или помещаться на склад.

Основные цели MPS:

• С необходимой и достаточной степенью достоверности спланировать сроки производства готовой продукции и своевременно удовлетворить запросы заказчиков
• Избежать перегрузки и недогрузки производственного оборудования, и обеспечить эффективное использование производственных мощностей и оптимальные производственные затраты

1.2.2 Типы систем производственного планирования и диспетчирования

Процессы планирования и организации управления закупками материалов и комплектующих, производства частей и узлов и других работ, выполнение которых необходимо для выпуска продукции зависят от используемой системы производственного планирования и диспетчирования. Необходимо заметить, что на одном предприятии для различных изделий, материалов и комплектующих, как правило, используются различные типы планирования. Например, особо ценные материалы и комплектующие могут планироваться на уровне MPS,вспомогательные материалы часто не требуют процедуры планирования во времени с четкой привязкой к составу изделия и, поэтому, закупаются на основании статистически оптимального уровня запасов и т.д.

В представленном материале внимание уделяется наиболее распространенным системам планирования и диспетчирования на основе управления пополнением запасов и известной системы планирования MRP. В заключении приводятся некоторые соображения по системе организации управления производством Just in Time (JIT). 

Система «Управление пополнением запасов» (PDS - Pond-Draining System, SIC – Statistical Inventory Control)

В данной системе основной акцент делается на поддержке необходимого для производства запаса материалов и комплектующих. Как уже указывалось ранее, использование данной системы целесообразно, когда производитель не имеет достоверной информации о требуемых сроках производства и количестве изделий, при коротком производственном цикле или для вспомогательных материалов. В данном случае  большая номенклатура производимой продукции изготавливается с опережением и хранится на складе полуфабрикатов, частей и узлов. При поступлении заказов конечная сборка осуществляется со складов незавершенной продукции и поставляется заказчикам.

Рис. 5. Система «Управление пополнением запасов»

Система MRP (Толкающая система)

В MRP системе основной акцент делается на использовании информации о поставщиках,  заказчиках и производственных процессах для управления потоками материалов и комплектующих.  Партии исходных материалов и комплектующих планируются к поступлению на предприятия в соответствии со временем (с учетом страхового опережения), когда они потребуются для изготовления сборных частей и узлов. В свою очередь части и узлы производятся и доставляются к окончательной сборке в требуемое время. Готовая продукция производится и доставляется заказчикам в соответствии с согласованными обязательствами.

Таким образом, партии исходных материалов поступают одна за другой как бы «проталкивая» ранее поступившие по всем стадиям производственного процесса. Принцип «Толкающей системы»: Изготавливать узлы и поставлять их на следующую стадию производства, где они необходимы, или на склад, тем самым «проталкивая» материалы по производственному процессу в соответствии с планом.

В связи с тем, что MRP системы де-факто имеют широкое  распространение, и данный термин часто используется в средствах инфомации, имеет смысл более подробного концептуального рассмотрения.

В каких случаях использование MRP систем  является целесообразным?

Прежде всего, необходимо заметить, что MRP системы разрабатывались для использования на производственных предприятиях. Если предприятие имеет дискретный тип производства с относительно длительным циклом производства (Сборка на заказ - ATO, Изготовление на заказ - MTO, Изготовление на склад - MTS,  …), т.е. когда для выпускаемых изделий имеется ведомость материалов и состав изделия (разузлование), то использование MRP системы является логичным и  целесообразным.

Если предприятие имеет процессное производство (Process Industry), то применение MRP функциональности оправдано в случае относительно длительного производственного цикла (наличиеMPSпланирования).

MRP системы редко используются для планирования материальных потребностей в сервисных, транспортных, торговых и других организациях непроизводственного профиля, хотя потенциально идеи MRP систем могут быть с некоторыми допущениями применены и для непроизводственных предприятий, деятельность которых требует планирования материалов в относительно длительном интервале времени.

MRP системы базируются на планировании материалов для удовлетворения потребностей  производства и включают непосредственно функциональность MRP , функциональность по описанию и планированию загрузки производственных мощностейCRP (Capacity Resources Planning) и имеют своей целью создание оптимальных условий для реализации производственного плана выпуска продукции.

1. Основная идея MRP системы

Основная идея MRP систем состоит в том, что любая учетная единица материалов или комплектующих, необходимых для производства изделия, должна быть в наличии в нужное время и в нужном количестве.

Основным преимуществом MRP систем является формирование последовательности производственных операций с материалами и комплектующими, обеспечивающей  своевременное изготовление узлов (полуфабрикатов) для реализации основного производственного плана по выпуску готовой продукции.

Основные элементы MRP

Основные элементы MRP системы можно разделить на элементы, предоставляющие информацию, элемент - программная реализация алгоритмической основы MRP и элементы, представляющие результат функционирования программной реализации MRP .

Рис. 6.  Основные элементы MRP

В упрощенном виде исходную информацию для MRP системы представляют следующие элементы:

Основной производственный план-график - Master Production Schedule(MPS)

На практике разработка MPS представляется петлей планирования. Первоначально формируется черновой вариант для оценки возможности обеспечения реализации по материальным ресурсам и мощностям.

Система MRP осуществляет детализацию MPS в разрезе материальных составляющих. Если необходимая номенклатура и ее количественный состав не присутствует в свободном  или заказанном ранее запасе или в случае неудовлетворительных по времени планируемых поставок материалов и комплектующих, MPS должен быть соответствующим образом скорректирован.

После проведения необходимых итераций MPS утверждается как действующий и на его основе осуществляется запуск производственных заказов.

Рис. 7. “Петля” MPS / MRP планирования

Ведомость материалов, состав изделия

Ведомость материалов (ВМ) представляет собой номенклатурный перечень материалов и их количеств для производства некоторого узла или конечного изделия. Совместно с составом изделия (разузлование) ВМ обеспечивает формирование полного перечня готовой продукции, количества материалов и комплектующих для каждого изделия и описание структуры изделия (узлы, детали, комплектующие, материалы и их взаимосвязи).

Ведомость материалов и состав изделия представляют собой таблицы базы данных, информация которых корректно отражает соответствующие данные, при изменении физического состава изделия или ВМ состояние таблиц должно быть своевременно скорректировано.

Состояние запасов

Текущее состояние  запасов отражается в соответствущих таблицах базы данных с указанием всех необходимых характеристик учетных единиц. Каждая учетная единица, вне зависимости от вариантов ее использования  в одном  изделии или многих готовых изделиях должна иметь только одну идентифицирующую запись с уникальным кодом.   Как правило, идентификационная запись учетной единицы содержит большое количество параметров и характеристик, используемых MRP системой, которые можно классифицировать следующим образом:

• общие данные
• код, описание, тип, размер, вес и т.д.
• данные запаса
• единица запаса, единица хранения, свободный запас, оптимальный запас, запланированный к заказу, заказанный запас, распределенный запас, признак партии/серии и т.д.
• данные по закупкам и продажам
• единица закупки/продажи, основной поставщик, цена, ...
• данные по себестоимости
• данные по производству и производственным заказам и т.д.

Записи учетных единиц обновляются всякий раз при выполнении операций с запасами, например, запланированные к закупке, заказанные к поставке, оприходованные, брак и т.д.

На основании входных данных MRP система выполняет следующие основные операции:

• на основании MPS определяется количественный состав конечных изделий для каждого периода времени планирования
• к составу конечных изделий добавляются  запасные части, не включенные в MPS
• для MPS и запасных частей определяется общая потребность в материальных ресурсах  в соответствии с ВМ и составом изделия с распределением по периодам времени планирования
• общая потребность материалов корректируется с учетом состояния запасов для каждого периода времени планирования
• осуществляется формирование заказов на пополнение запасов с учетом необходимых времен опережения

Результатами работы MRP системы  являются:

• план-график снабжения материальными ресурсами производства  - количество каждой учетной единицы матриалов и комплектующих для каждого периода времени для обеспечения MPS.

Для реализации плана-графика снабжения система порождает график заказов в привязке к периодам времени, который используется для размещения заказов поставщикам материалов и комплектующих или для планирования самостоятельного изготовления

• изменения плана-графика снабжения – внесение корректировок в ранее сформированный план-график снабжения производства
• ряд отчетов, необходимых для управления процессом снабжения производства

Одной из составляющих интегрированных информационных систем управления предприятием класса MRP, MRP IIявляется система планирования производственных мощностей (CRP).

Основной задачей системы CRP является проверка выполнимости MPS с точки зрения загрузки оборудования по производственным технологическим маршрутам с учетом времени переналадки, вынужденных простоев, субподрядных работ и т.д. Входной информацией дляCRPявляется план-график производственных заказов и заказов на поставку материалов и комлектующих, который преобразуется в соответствии с технологическими маршрутами в загрузку оборудования и рабочего персонала.

Типовой состав функциональности  MRP систем:

MPS

• описание плановых единиц и уровней планирования
• описание спецификаций планирования
• формирование основного производственного плана-графика
• . . .

• управление изделиями (описание материалов, комплектующих и единиц готовой продукции)
• управление запасами
• управление конфигурацией изделия (состав изделия)
• ведение ведомости материалов
• расчет потребности в материалах
• формирование MRP заказов на закупку
• формирование MRP заказов на перемещение
• . . .

• рабочие центры (описание структуры производственных рабочих центров с определением мощности)
• машины и механизмы (описание производственного оборудования с определением нормативной мощности)
• производственные операции, выполняемые в привязке к рабочим центрам и оборудованию
• технологические маршруты, представляющие последовательность операций, выполняемых в течение некоторого времени на конкретном оборудовании в определенном рабочем центре
• расчет потребностей по мощностям для определения критической загрузки и принятия решения
• . . .