Pagrindinės ŠMM funkcijos. ŠMM sistemos. Gamybos planavimas ir kontrolė. Planavimas

Straipsnyje aptariamas didžiulis projektas, kuriame dalyvavo kelios įmonės: ŠMM sistemos sukūrimas ir įdiegimas gamykloje Voronezhsintezkauchuk, gaminančioje sintetinius kaučiukus ir termoplastinius elastomerus (TPE). Parodyta, kaip ŠMM sistema gali pagerinti verslo procesus įmonėje.

ISUP žurnalas, Maskva

ŠMM sistemos

Straipsniai apie ŠMM sistemas mūsų žurnale pasirodė prieš kelerius metus, tačiau ši tema tuo metu nesulaukė didelio plėtojimo. Kažkuriuo metu net atrodė, kad pačios ŠMM sistemos mūsų pramonėje nelabai įsitvirtino. Tačiau tada jiems tiesiog neatėjo laikas. Šiandien papasakosime apie vieną įgyvendinimą, kurio dėka buvo galima žymiai padidinti gamybos procesų efektyvumą vienoje didžiausių Rusijos sintetinės gumos gamybos įmonių.

Pradėkime nuo pagrindinio dalyko: kas yra ŠMM? Tai savotiška tarpinė grandis tarp gamybos planavimo sistemų (ERP) ir paties technologinio proceso valdymo sistemų (APCS).

Technologinis procesas kiekvienoje įmonėje yra unikalus, tačiau vis dėlto yra panašumų: visose gamyklose ilgą laiką kamuolį valdė įvairių tipų APCS, pradedant PLC ir baigiant galingais DCS. Tuo pačiu metu bet kurioje įmonėje yra lygis, kurio dėmesio centre yra klientas - pagamintos produkcijos vartotojas. Čia planuojama gamyba ir logistika, prognozuojami pardavimai ir kontroliuojamos sąnaudos. Jau prieš 15-20 metų automatizuotos ERP sistemos ( iš anglų kalbosĮmonės išteklių planavimas – „įmonės išteklių planavimas“).

Tarp darbo eigos ir gamybos planavimo lygių visada cirkuliavo daugybė popierinių ataskaitų, kurias parašė robotai, operatoriai, inžinieriai, dispečeriai ir kiti darbuotojai. Buvo vedami popieriniai žurnalai, ataskaitos surašomos į Excel lenteles, iš automatizuotos procesų valdymo sistemos spausdinami režimo lapai, visos šios ataskaitos buvo be galo dauginamos ir klajojo iš kabineto į kabinetą. Atskiras sudėtingas darbas, atėmęs daug laiko, buvo medžiagų balansų mažinimas. Tačiau palaipsniui, vėliau nei kitais lygmenimis, „popieriaus“ automatizavimas fizinis darbas... Pradėjo atsirasti aplikacijos, skirtos duomenų, susijusių su technologiniais procesais, analizei ir apdorojimui. Jie bendrai vadinami ŠMM.

Šiandien ŠMM ( iš anglų kalbos Gamybos vykdymo sistema – „valdymo sistema gamybos procesai“) nebėra atskiros programos, o integruota sistema, vienijanti gamybą (1 pav.). ŠMM pagalba vartotojai gali gauti informaciją apie visas įmonėje vykdomas gamybos operacijas. Tai vyksta laiko režimu, kuris yra kuo arčiau realaus. Tai leidžia mums padaryti gamybą skaidrią ir priimti valdymo sprendimus labai greitai ir mobiliai.

Ryžiai. vienas.ŠMM moduliai

ŠMM sistemos ypač paklausios įmonėse, kuriose vykdomi kelių lygių technologiniai procesai, kurie priklauso nuo daugelio veiksnių: temperatūros, slėgio, energijos suvartojimo ir kt.

Būtent tokia yra SIBUR grupės Voronežo įmonė „Voronezhsintezkauchuk“. Todėl 2012 m., siekiant pagerinti gamybos procesų efektyvumą gamybos vietoje Voroneže, buvo pradėtas didelio masto ŠMM sistemos diegimo projektas.

Norėdami įsivaizduoti Voronežo gamyklos gamybos mastą, padarysime nedidelį nukrypimą. Kaip žinote, aliejuje yra susijusių dujų (APG), kurios nuo jos atskiriamos perdirbimo metu. Daugelį metų šios dujos buvo tiesiog deginamos, tačiau APG turi kitą, daug efektyvesnį pritaikymą – kasdien mus supančių polimerų gamybą. Viskas – nuo ​​plastikinių langų iki medicinos prietaisų, nuo mineralinio vandens butelių iki automobilių dalių – yra daugiapakopių susijusių naftos dujų apdorojimo produktas.

Pagrindinė sintetinio kaučiuko gamybos žaliava yra butadienas, kuris savo ruožtu taip pat gaminamas iš APG. Butadienas į SIBUR Voronežo vietą tiekiamas iš Togliatti, taip pat iš Tobolsko, atitinkamai iš Togliattikauchuk ir Tobolsk-Neftekhim įmonių.

Jau Voroneže, naudojant daugybę technologinių operacijų, butadienas yra apdorojamas, išeinant ne tik sintetinį kaučiuką, bet ir termoplastinius elastomerus (TPE) - medžiagas, kurios sujungia plastiko ir gumos pranašumus. Pagrindinis pirmosios paraiškos segmentas yra automobilių sektorius, antrosios – statybos.

SIBUR Voronežo pramoninėje aikštelėje įdiegta MES sistema leidžia stebėti visą technologinį procesą nuo žaliavos priėmimo iki išsiuntimo. gatavų gaminiųį sandėlį.

GE Proficiy programinės įrangos platforma

Norint sukurti ŠMM, reikėjo programinės įrangos platformos. Pasirinkimas teko „General Electric“ kompanijos gaminiui.

GE – didžiulė korporacija, kurią pats Thomas Edisonas įkūrė prieš 138 metus, per visą savo istoriją buvo žinoma kaip elektros įrangos: kompresorių, turbinų, pastočių, šaldytuvų, medicinos prietaisų ir daugybės kitos „aparatinės įrangos“ gamintoja. Tačiau pastaraisiais metais bendrovė pakeitė savo ambicijas: dabar ji pati aktyviausia programinės įrangos kūrimo srityje: korporacija yra pasiryžusi patekti į pirmaujančių pasaulio programinių sprendimų kūrėjų dešimtuką.

Vienas iš tokių sprendimų – programinės įrangos produktas „Proficy“, sėkmingai naudojamas kuriant ŠMM sistemas visame pasaulyje.

Atsižvelgdama į „Voronezhsintezkauchka“ diegimo specifiką, GE turėjo nustatyti, ko tiksliai klientui reikia norint sukurti šabloninį sprendimą. Naudodama patentuotą metodiką, GE išvertė kliento reikalavimus skaitmeninis vaizdas ir sukūrė jų naudojimo scenarijus. Ši metodika leido išvengti bet kokių neatitikimų tarp SIBUR specialistų ir programinės įrangos kūrėjų. Taip buvo sukurtas ŠMM sistemos šablonas, kuriame buvo atsižvelgta į visus užsakovo pageidavimus.

Įmonė "Voronezhsintezkauchuk"

Trumpai supažindinkime skaitytoją su pirmąja grupės įmone, kurioje turėjo būti įdiegta ŠMM sistema. Voronezhsintezkauchuk sintetinį kaučiuką gamina nuo 1932 m. Iki 1992 m. etilo alkoholis buvo naudojamas kaip žaliava gumos gamybai, tačiau vėliau gamykla perėjo prie technologijos, paremtos į įmonę patenkančio butadieno perdirbimu. Nepertraukiamas žaliavų tiekimas iš kitų SIBUR grupės įmonių leidžia Voronežo svetainei užmegzti ilgalaikius santykius su klientais. Šio veiksnio svarbą sunku pervertinti: didelė dalis sintetinį kaučiuką gaminančių įmonių šalyje buvo uždaryta būtent dėl ​​žaliavų trūkumo.

Kaip minėta aukščiau, gamykloje gaminama ne tik sintetinė guma (daugiausia naudojama padangoms gaminti), bet ir termoplastiniai elastomerai – TPE, medžiagos, jungiančios plastiko ir gumos savybes. Todėl gamyklos klientų portfelyje yra abu gamintojai automobilių padangos(Michelin, Bridgestone, Pirelli, Yokohama ir kt.) ir produkciją statybų pramonei tiekiančiose įmonėse.

Ant atskira gamyba„TEP-50“ gamina žaliavas minkštas stogas, sandarikliai, klijai. Taip pat TEP-50 gaminiai buvo plačiai pritaikyti kelių tiesimui. Polimeriniai bituminiai rišikliai, gaunami iš termoplastinių elastomerų, gali žymiai padidinti viršutinio sluoksnio atsparumą dilimui kelio danga ir apskritai prailgina kelių fondo tarnavimo laiką. Atkreipkite dėmesį, kad SIBUR Voronežo svetainė yra vienintelis TEP gamintojas Rusijoje. Daugiau nei 80% šalyje suvartojamų termoplastinių elastomerų yra pagaminti Voroneže.

„IndaSoft“ – sistemų integravimas

2012 metais Rusijos integratorių įmonė „IndaSoft“ buvo pakviesta įdiegti ŠMM sistemą Voronežo gamykloje. Pirma, todėl, kad pagrindinė jos veiklos kryptis – ŠMM įgyvendinimas raktų principu. Antra, kadangi šiai užduočiai atlikti „IndaSoft“ specialistai sukūrė programinės įrangos produktus, atitinkančius Rusijos realijas ir įstatymus ir įtrauktus į Rusijos programinės įrangos registrą:
- medžiagų balanso sistema (I-DRMS);
- energijos apskaitos sistema (I-EMS);
- išsiuntimo valdymo sistema (I-DS / P).

„IndaSoft“ įmonė yra įvykdžiusi per 100 projektų įvairiose įmonėse, tačiau pirmą kartą teko susidurti su gumos gamybos specifika. Faktas yra tas, kad šioje gamyboje yra labai sudėtinga apskaita: į sintetinį kaučiuką įtraukta daugybė komponentų, be to, gamyboje naudojama 19 energijos išteklių.

Ryžiai. 2. MES integracija su SAP

Būtent todėl klientas iškėlė užduotį integratoriui: ne tik įdiegti ŠMM sistemą, bet ir sujungti ją su SAP sistema, kuri automatizuoja buhalterių, finansinių, personalo ir kitų paslaugų darbą. Ši sistema lygiagrečiai buvo įdiegta Voronezhsintezkauchuk gamykloje. ŠMM ir SAP integravimo pagalba teko spręsti problemas, susijusias su plano ir gamybos fakto palyginimu, techninių užsakymų perdavimu, bandymų rezultatais, likučių problema, medžiagų ir išteklių vartojimo gamybos koordinavimu.

MES integravimo su kitomis gamykloje įdiegtomis sistemomis (SAP ir LIMS) užduotims buvo pasirinkti GE Digital programinės įrangos produktai. Tačiau nuo pat pradžių ŠMM buvo integruota su APCS – įdiegtas dispečerinis modulis.

Ryžiai. 3. Mnemoninė schema valdymo kambaryje, atspindinti įmonėje vykstančius technologinius procesus

Jau 2014 m. įmonės dispečeris monitoriuje matė visą produkciją (3 pav.): kurios linijos veikia ir kurios stovi, kaip efektyviai vyksta darbai. Anksčiau šią informaciją dispečeris sužinodavo telefonu: jam paskambino operatoriai, kiti automatizuotą procesų valdymo sistemą aptarnaujantys darbuotojai ir pranešė, kas vyksta. Taigi dispečerinės informacija priklausė nuo darbuotojų, visa tai turėjo būti fiksuojama popieriniuose žurnaluose, o sprendimų priėmimas atimdavo daug laiko. Dabar informacija gaunama kuo artimesniu realiajam laikui režimu, tiesiai iš automatizuotos procesų valdymo sistemos jutiklių. O skambučiai dabar vyksta priešingu režimu: dispečeris skambina operatoriui ir nurodo, kad jo linija neveikia pakankamai efektyviai arba pastebėtas koks nors gedimas. Sprendimai priimami labai greitai. Be to, visiškai išnyko poreikis pildyti popierinius žurnalus, o tai išlaisvina nuo nereikalingo darbo ir eliminuoja žmogiškąsias klaidas, nes visa informacija apie technologinį procesą į ŠMM patenka automatiškai.

Čia atskirai reikia nurodyti, kad APCS ir ŠMM sistemos ryšys yra vienpusis. ŠMM-sistema gauna informaciją apie technologinių procesų eigą iš skirtingų gamyklos valdymo sistemų, tačiau per tinklą į gamyklos valdymo sistemą atgal negali būti siunčiama jokia informacija ir jokie valdymo signalai. Atsiliepimai teikiami tik per žmones: pavyzdžiui, tuo pačiu telefonu. Tai visų pirma svarbu saugumo sumetimais.

Ryžiai. 4. TEP-50 instaliacijos valdymo kambaryje: ant sienos - vaizdo informacija iš parduotuvės; operatoriaus monitoriuje – mnemoninė darbo eigos schema

Tačiau „karščiausias laikas“ ŠMM įgyvendinimo darbuose atėjo 2014 m. antroje pusėje. Iki vasaros buvo surašytos visos reikalingos paraiškos, paruošta visa reikalinga įranga. Iki naujųjų metų liko šeši mėnesiai. Per šiuos šešis mėnesius sistemą buvo būtina įdiegti, nes nuo sausio 1 dienos prasideda nauji finansiniai metai ir lygiagrečiai su SAP turėjo pradėti veikti ŠMM. Šis rekordinis įgyvendinimas buvo baigtas laiku.

Kaip tai veikia

ŠMM įgyvendinimo SIBUR Voronežo vietoje projektas yra tikrai unikalus, nes būtent čia pirmą kartą Rusijoje buvo galima integruoti dvi sistemas - MES ir SAP. Integracijos dėka tapo įmanoma kuo greičiau sumažinti gamyklos medžiagų balansą. Duomenys apie gatavų gaminių likutį sandėlyje yra atnaujinami ŠMM ir kasdien perduodami SAP.

Paaiškinkime iliustruojančiu pavyzdžiu: kai tik gumos partijos dalis ateina pas sandėlininką, jis šį įvykį įrašo į kompiuterį. Informacija nedelsiant įvedama į sistemą ir siunčiama į SAP, kur ji taip pat matoma.

Taip pat ši partija siunčiama į laboratoriją kokybės kontrolei. Sintetinės gumos gali turėti pačių įvairiausių kompozicijų. Skirtingiems klientams reikia skirtingos gumos. Partijos kokybę darbuotojai fiksuoja laboratorinėje sistemoje LIMS, iš ten ši informacija patenka į ŠMM, kuri rūšiuoja gatavą produkciją konkrečiam klientui. Atsiranda kas mėnesį didelis skaičius rūšiavimą, todėl akivaizdu, kad automatizavimas labai palengvino, pagreitino ir supaprastino darbo eigą. Be to, dabar galima operatyviai išsiųsti gaminius klientui jų nelaikant sandėlyje.

Remiantis visais gautais duomenimis, kartą per dieną mažinamas medžiagų balansas, taip pat iškeliamas ekonominis balansas – išskirtinė situacija mūsų pramonei, kur balansavimas vyksta kartą per mėnesį ir reikalauja labai didelių darbo sąnaudų. Šiandien Voronezhsintezkauchuk balansų balansavimas tapo labai patogia įmonei reikalinga funkcija.

Tas pats balansavimas vyksta kiekvienam energijos ištekliui.

Ir visus šiuos duomenis (pabrėžiame – patikimi duomenys!) realiu laiku gali matyti visi įmonės darbuotojai skirtingi lygiai: inžinieriai, dispečeriai, padalinių vadovai, generalinis direktorius ir kt.

Atkreipkite dėmesį į pagrindinius ŠMM diegimo ir SAP / ŠMM integracijos verslo rezultatus:
- SAP (per ŠMM) pirminių duomenų gavimas iš apskaitos prietaisų su audituotu pasikeitimu;
- skaidrus algoritmas suvestiniams ir sutartiems gamyklos veiklos rodikliams formuoti remiantis išmatuotais duomenimis;
- prieiga prie pirminių APCS matavimų visuose gamybos valdymo lygiuose, APCS duomenų kokybės kontrolė;
- vienas patikimas duomenų rinkinys operatyvinei atskaitomybei formuoti, visos įmonės tarnybos duomenis gauna iš vieno šaltinio;
- vienas kokybiškų duomenų šaltinis, automatinis duomenų perdavimas į ŠMM ir SAP ERP sertifikavimui;
- saugios ir efektyvios technologinių režimų priežiūros parametrų operatyvinė kontrolė iš bet kurios vietos.

Šiame straipsnyje norime pakalbėti apie tai, kokias galimybes suteikia gamybos vykdymo sistemos (MES), ir ypač apie pažangias Rusijos šios klasės sistemų plėtras.

Sistemų yra daug, bet aš viena: ERP ar MES?

Ne paslaptis, kad automatizuotų sistemų Rusijos rinkoje nuolat daugėja, todėl Rusijos įmonei labai sunku jas suprasti ir pasirinkti.

ERP propagandistų pastangos reklamuotis IT vadovų ir verslo lyderių mintyse tvirtai įtvirtino šios klasės sistemų įvaizdį kaip panacėją nuo visų negerovių. Paprasčiau tariant, įjungtas šališkumas ERP-zacijos srityje vietinė rinka yra programinė įranga. Tuo tarpu vis dažniau išgirstame atodūsius ir apgailestavimus, kad „sistemos diegimas atidėtas daugelį metų“, „diegimo rezultato dar nematyti“, „nepasiekėme gamybos automatizavimo“, „ bandymas įdiegti sistemą gamyboje nepašalino esamų problemų“ ir kt. ir tt

Kodėl viltys nepasiteisino? Priežasčių daug, tačiau svarbiausia iš jų ta, kad burtų lazdelės visoms įmonių finansinės ir ekonominės veiklos problemoms spręsti visoms pramonės šakoms, deja, gamtoje neegzistuoja. Kiekviena sistemų klasė, kiekviena sistema išsprendžia užduotis, kurioms jos yra skirtos.

Nesileidžiant į smulkmenas, pabandykime išryškinti tam tikrą problemų spektrą, kurios gali būti išspręstos naudojant MES sistemas, tačiau yra už tradicinės ERP kompetencijos ribų.

Taigi, pažiūrėkime į gamybinę įmonę, kurios pagrindinė veiklos sritis yra produktų kūrimas ir išleidimas. Tai yra įmonės pridėtinės vertės šaltinis, o galiausiai gamybos savikaina, taigi ir konkurencingumas rinkoje, priklauso nuo gamybos procesų organizavimo efektyvumo. Visi kiti procesai įjungti gamybos įmonė- pirkimų, rinkodaros, finansinės apskaitos, personalo valdymo ir sandėliavimo veiklos ir kt. - iš esmės egzistuoja tik todėl, kad yra už ką pirkti komponentus, ką parduoti, į ką atsižvelgti, ką laikyti ...

Plataus profilio ERP sistemos – vienos blogesnės, kitos geresnės – paprastai susidoroja su šių pagalbinių procesų palaikymo užduotimis. Atskiros pažangios šios klasės sistemos taip pat apima gamybos valdymo modulius. Pati frazė „gamybos valdymas“ yra pernelyg apibendrinta ir labai patraukli, todėl daugelis žmonių ją perka, bet tada dažnai paaiškėja, kad funkcionalumas apima tik išorinį gamybos valdymo procesų apvalkalą, nepažeidžiant jo esmės, tai yra, gamybos valdymo kaip. toks.

Kur baigiasi apvalkalas ir prasideda branduolys, kurios MES sistemos turėtų tarnauti? Koks jų funkcionalumas ir kodėl šiandien toks patrauklus gamybos vadovams? Pabandykime tai išsiaiškinti.

Neliesdamas automatizavimo klausimų techninės įrangos lygmeniu, tai yra vadinamųjų SCADA sistemų (skaitiklių, jutiklių ir kitų prietaisų bei įrangos valdymo) lygmeniu, ŠMM koncentruojasi į planinių ir organizacinių gamybos komponentų palaikymą. pats procesas. Pagrindiniai jų procesai yra šie (daugiau apie MES funkcijas galite pasiskaityti, pavyzdžiui, www.mesa.ru):

1. Remiantis išoriniu produkcijos gamybos poreikiu (pagal klientų užsakymus, pardavimo planus ir pan.), taip pat ankstesnėmis gamybos programomis, atsižvelgiant į įvairiausius niuansus ir gamybos specifiką konkrečioje įmonėje, kuri bus bus aptartas toliau, automatiškai sugeneruojamas detalus optimizuotas gamybos grafikas darbai, operacijos mašinoms, įrangai, personalui. Žinoma, automatiškai generuojant visą darbų įgyvendinimui reikalingą dokumentaciją: gamybos programas, užsakymus, limito tvorų korteles, įrenginių pakrovimo lenteles ir diagramas ir kt.

2. Tiesiogiai įgyvendinant gamybos programas, pilnas išsiuntimas visos operacijos ir jų rezultatai (tiek teigiami, tiek neigiami – atmetimai, vėlavimai ir kt.), gaminamų detalių srautas pagal operacijas, užsakymus, partijas, serijas, įrangos darbingumas ir kt.

3. Nustačius nukrypimų nuo numatytų programų dėl objektyviai susiklosčiusios situacijos gamyboje, atsiradus naujam išoriniam poreikiui (užsakymams ir pan.), veiklos perplanavimas su visų komponentų korekcija.

Atkreipkite dėmesį, kad šiandien Vakarų Europoje į ŠMM investuojama daug pinigų: analitinės bendrovės Frost & Sullivan duomenimis, pasaulinė ŠMM rinka 2003 metais siekė 1,2 milijardo dolerių, o iki 2010 metų ji išaugs iki 2,5 milijardo dolerių. kur būtent perteklius sukuriama vertė ir susidaro pagrindiniai jo įmonės kaštai.

Kuo čia skirtumas nuo „gamybos valdymo“, įdiegto kai kuriose ERP sistemose? O skirtumai, kaip visada, slypi detalėse, kurios yra esminės teisingam gamybos veikimui.

Pirma, ne visos ERP sistemos gali planuoti gamybą: daugelis gamintojų, garsiai deklaruodami valdymą, apsiriboja tik apskaitos funkcijomis. Be to, sistemos, kurios yra išdėstytos taip, kad atitiktų MRP, MRPII (išteklių valdymo) standartus ir apima planavimo funkcijas, tai daro pernelyg bendrai, neatsižvelgdamos į visas būtinas gamybos ypatybes. Taigi planavimas dažnai atliekamas dirbtuvių ir sekcijų lygmeniu, kaip taisyklė, tūrinių planų forma, nes būdingo planavimo metodo ypatumai neleidžia pasiekti konkrečios įrangos ir konkrečių darbo vietų operacijų lygio. Bet kiekviena įranga gali turėti savo darbo grafiką, savo ypatumus apkrovos apribojimų, galios ir pan., individualius planus. renovacijos darbai ir netikėtų gedimų. Toks planavimas dažnai sukelia gamyboje nepriimtinų klaidų: pasitaiko, kad suformuotas planas yra neįgyvendinamas žemesniame lygmenyje dėl persidengimo, gamybos operacijų persidengimo laiku kai kurioms mašinoms, vadinasi, jis neišvengiamai bus sutrikdytas.

Tarp svarbiausių daugelio įmonių planavimo ypatybių reikėtų pabrėžti būtinybę atsižvelgti į keičiamas stakles, galinčias atlikti tas pačias operacijas. Neatsižvelgus į šį ERP sistemų ypatumą, negalima sugretinti svarbiausių operacijų, o tai galiausiai lemia neoptimalų gamybos grafiką. Be to, ERP sistemos neatlieka tinkamo gamybos procesų planavimo, pasitenkindamos tik savo išvesties rezultatų fiksavimu.

YSB.Enterprise.Mes: gamybos grafiko skaičiavimo pavyzdys

Savaime suprantama, ŠMM sistemos leidžia koreguoti arba visiškai perskaičiuoti gamybos grafiką ir visus operatyviniam darbui reikalingus duomenis darbo pamainos metu tiksliai tiek kartų, kiek reikia. Tuo pačiu metu ERP planavimas yra tikslingas ne dažniau kaip kartą per dieną. Ir tai suprantama. Faktas yra tai, kad detalių gamybos grafikų sudarymas, atsižvelgiant į visą reikiamą specifiką ir reikiamu detalumo lygiu, yra pati sunkiausia skaičiavimo užduotis tiek skaičiavimų skaičiumi (žinoma, jei įmonė gamina ne trijų tipų produktai trijose mašinose) ir skaičiavimo algoritmų sudėtingumas. Išspręsti tai „ant kelio“, taip pat „ant popieriaus lapo“ – per daug sudėtinga (o kartais tiesiog neįmanoma to išspręsti optimaliai). O sistemų kūrėjams svarbu šį skaičiavimą atlikti per numatytą gamybos laiką, nes jei programa stringa valandų valandas, kam to reikia? Ne veltui ŠMM sistemų kūrimu, apie kurį bus kalbama toliau, užsiima akademinio mokslo žmonės, pusę savo gyvenimo paskyrę tokioms matematikos sritims kaip operacijų tyrimai ir planavimo teorija.

Šiuo metu rinkoje yra daug įvairių programinių produktų, kurių aprašymuose deklaruojama, kad jie geba planuoti gamybą, sudaryti gamybos grafikus. Ir šiuo atžvilgiu norėčiau atkreipti skaitytojų dėmesį į dar vieną esminį dalyką. Analizuojant programas labai pageidautina paklausti, pagal kokius kriterijus buvo sudarytas gamybos grafikas, nes be to negalėsite nuspręsti, kiek jis jus tenkina, ar šis planavimo būdas tinka konkrečiai jūsų įmonei. Kai planavimo kriterijai yra paslėpti (ir tai, deja, nėra neįprasta), tai sukelia tam tikrą atsargumą. Jei pardavėjai bijo tiesioginių testų palyginimų, tuomet verta pagalvoti, ar šie kriterijai apskritai atitinka.

Rusijos MES gamybos lyderiai

Žemiau kalbėsime apie tris progresyvius vidaus pokyčius, kurie turi visas teises turėti didžiulį pavadinimą MES, ir apie kai kuriuos tarprūšinius skirtumus. Tai yra trijų tyrimų centrų ilgalaikio darbo, skirto šios klasės sistemoms kurti - iš Maskvos (FOBOS sistema, www.mesa.ru), Orel (YSB.Enterprise.Mes sistema, www.orel.ru) produktai. /jsb) ir Ufa („PolyPlan“ sistema).

Nepaisant to, kad visos trys sistemos yra skirtos operatyviniam diskretinio tipo gamybos valdymui – daugiausia pagal užsakymą pagamintos, nedidelės apimties ir vienetinės gamybos (atkreipkite dėmesį, kad masinei ir serijinei gamybai planuoti yra paprasčiau, todėl dažnai pakanka ERP galimybių), jie įgyvendina aukščiau aprašytas galimybes, nors sistemų paskirtis šiek tiek skiriasi.

Taigi, FOBOS tradiciškai naudojamas didelėse ir vidutinėse mašinų gamybos įmonėse. YSB.Enterprise.Mes atsirado iš medienos apdirbimo pramonės ir dėl toliau nurodytų savybių daugiausia dėmesio skiria vidutinių ir mažų įmonių sektoriui. „PolyPlan“ sistemoje yra mažesnis MES funkcijų rinkinys, tačiau ji yra automatizuotos ir lanksčios mechanikos inžinerijos gamybos planavimo sistema.

Apskritai šios sistemos yra funkciškai labai panašios, o jų kūrėjai yra patyrę gamybos valdymo srities specialistai, todėl, nepaisant pozicionavimo skirtumų, sistemas galima pritaikyti įvairioms pramonės šakoms – diskrečios arba redukuojamos į diskrečiąją gamybą.

Skirtumai tarp sistemų yra tokie. FOBOS atlieka vidaus planavimą ir valdymą, tradiciškai priimdamas ir suteikdamas įvesties ir išvesties duomenis ERP sistemai, kuri dažniausiai naudojama mechaninėje inžinerijoje. didelės gamyklos... Paprastai tai yra sunkūs ERP produktai, tokie kaip BAAN ir SAP, su kuriais sąveikaujama integruojant, nors dabar vyksta integracijos su 1C: Enterprise darbai. Kartu su šiomis sistemomis FOBOS gali išspręsti daugumą didelės įmonės užduočių.

Kita vertus, YSB.Enterprise veikė vidutinio dydžio įmonėse ir palaipsniui išplėtė savo ŠMM kairiojo ir dešiniojo funkcionalumą, įtraukdama pardavimus su atsilikimu, atsargų valdymo galimybes (ne tik gamybinės kilmės) ir net apskaitą. darbo užmokesčioįvairiais būdais. Šiuo metu vyksta pirkimų valdymo modulio kūrimas. Žinoma, sistemos funkcionalumas dar neišaugo iki pilnavertės ERP sistemos lygio, tačiau turimų galimybių gali pakakti daugeliui Rusijos įmonių. Tokią pozicionavimo politiką sistemos kūrėjai pasirinko dėl to, kad vidutinės ir žemesnės klasės įmonės, jau peržengusios 1C, vis dar neturi visaverčio gamybos automatizavimo - Vakarų ir Rusijos programinės įrangos kainos, įskaitant bent jau rimtą gamybą. , jau nekalbant apie optimalų jo planavimą, nors ir viršija prieinamumo lygį daugumai įmonių, privertė nemažą dalį lėšų investuoti į jų plėtrą.

Išplėstas YSB.Enterprise funkcijų spektras, lyginant su tradicine ŠMM, suteikia galimybę apskaityti papildomus duomenis gamybos valdyme. Taigi, sandėlio įtraukimas leidžia organizuoti prioritetų nustatymą pradedant užsakymus gamyboje, pavyzdžiui, kai nėra pakankamai nupirktų medžiagų arba nėra išankstinio apmokėjimo už užsakymą.

Rusijos MES sistema „PolyPlan“ taip pat orientuota į mašinų gamybos pramonę, tačiau, be tradicinių aptarnavimo įrenginių, tokių kaip darbo centrai (DC), „PolyPlan“ veiklos planavimas apima transporto sistemų, kurios gabena dalių partijas, grafikų sudarymą. tarp DC, sandėlio įrenginiai, skirti gauti ir išduoti partijų dalis ir derintojų komandos. Dėl to, kad nėra aiškaus veikimo planavimo kontūro, „PolyPlan“ yra šiek tiek pigesnis nei aukščiau nurodytos sistemos.

MES PolyPlan sistema yra lengvai pritaikoma valdymui ir rankinei gamybai. Orientuotas į mechaninę inžineriją, jis taip pat gali būti naudojamas rinkodaros etape - programa leidžia, remiantis suvestiniais duomenimis, nustatyti galimybę įvykdyti užsakymų portfelį už esamas laiko lėšas. technologinė įranga... Operatyviai planuojant gamybą galima gauti kelis įmanomus grafiko sprendimus. Kuo didesnis paieškos gylis, kurį nustato vartotojas, tuo ilgesnis skaičiavimo laikas, bet tuo didesnis tvarkaraščio tikslumas. Tokiose problemose dažnai naudojamo „vieno žingsnio“ optimizavimo tikslumas nuo optimalaus sprendimo skiriasi ne daugiau kaip 5-7%, tačiau jis sutaupo skaičiavimo laiko eilėmis.

Jevgenijus Borisovičius Frolovas, FOBOS sistemos vyriausiasis dizaineris, technikos mokslų daktaras, profesorius, Rusijos mokslų akademijos Projektavimo ir technologinės informatikos instituto (ICTI RAS) vykdomųjų gamybos sistemų laboratorijos vadovas sako: nedelsdami atlikite savo darbus. korekcija, tuomet galima garantuoti pavedimų įvykdymo greičio padidėjimą. Patirtis rodo, kad dažnai visą mėnesio planą įmanoma įvykdyti net per 20 dienų. Medžiagų srautų optimizavimas leidžia per 10 dienų, tai yra 30%, sutrumpinti gaminių gamybos laiką! O gamybos užsakymų perdavimo greičio padidėjimas 1,5 karto taip pat leidžia sumažinti WIP apimtį apie 25%.

Kalbant apie tokius įspūdingus skaičius, reikia pažymėti, kad ERP sistemų diegimo ekonominis efektyvumas daugeliu atvejų yra miglotas ir neapibrėžtas, todėl specialistų ginčai šiuo klausimu nesiliauja. Atvirkščiai, ŠMM toks efektyvumas skaičiuojamas gana tiksliai ir net 10% gamybinės veiklos pagreitis dėl optimizavimo, atblokavimo ir didinimo pralaidumo kartu su pridėtinių išlaidų ir terminų sumažinimu – tai jau labai reikšminga!

Sakhavat Yusifov, vyriausiasis YSB.Enterprise.Mes kūrėjas: „Įprastas gamybos valdymo organizavimas ir automatizavimas leidžia mums nukreipti dėmesį nuo planuotų ir gamybos skyriai pardavimų ir skundų skyriui dirbant pagal užsakymą – kaip ir turėtų būti bet kurioje į klientą orientuotoje įmonėje. Tuo pačiu metu didėja informacijos apie gamybos eigą rinkimo ir išteklių, atsargų, deficito būklės sekimo sistemų vaidmuo.

Nauji ŠMM projektai Kinijoje: Dangaus imperija demonstruoja savo sėkmę ne tik kosmose ...

Dažnai, galvodami apie pagrindinės technologinės įrangos turto grąžos didinimo problemą, šalies pramonės vadovai daugiausia vadovaujasi pažangia Vakarų patirtimi. Rusijoje nauja perspektyvi kryptis ŠMM išgyvena tik pirmuosius formavimosi etapus. O kaip su Rytais?

Šiuo metu dėl spartaus Kinijos įmonių ekonomikos augimo aukštųjų technologijų plėtros paklausa gamybai viršija pasiūlą. Ir jei CAD / CAM sistemos jau tapo plačiai paplitusios net mažose Kinijos įmonėse ir yra intensyviai naudojamos, tai praktiškai nėra sistemų, skirtų MES lygio planavimui ir išsiuntimo kontrolei, nors jų paklausa yra didelė. Faktas yra tai, kad Vakarų sistemų, leidžiančių išspręsti šias problemas, naudojimą dažnai apsunkina didelė jų kaina, sunku prisitaikyti prie Kinijos įmonių poreikių, o kartais ir vartotojo sąsajos nepatogumai.

Kaip žinia, Rusijoje ir Kinijoje technologinių procesų ir inžinerinės dokumentacijos formavimo ir registravimo taisyklės iš esmės yra vienodos, gamybos organizavimo metodai abiejose šalyse orientuoti į darbų užsakymuose nurodytų darbų atlikimo stebėjimą. Naudojant panašią maršruto parinkimo ir eksploatavimo technologijų kūrimo metodiką, palyginti lengva (priešingai nei vakarietiški programinės įrangos gaminiai), naudojant kinišką FOBOS MES sistemos versiją, atlikti padalinių vidaus operacijų planavimą, išsiuntimo kontrolę ir interoperacinių atsilikimų apskaitą.

Kaip sėkmingo PHOBOS diegimo KLR pavyzdį galima paminėti Šendžou įmonės (Fushan) hidraulinių mašinų ir šilumos mainų įrangos gamybos gamyklą, didelių štampučių gamybos gamyklą Linghihao (Guangdžou). KONKA gamykla (Shengzhen) ir daugybė kitų verslų.

Kaip mėgsta sakyti kinai, jei komunizmas Kinijoje plito iš šiaurės į pietus, tai kapitalizmas juda iš pietų į šiaurę. Neatsitiktinai didžioji dalis ŠMM projektų čia vykdomi Guangdongo provincijos – intensyviausiai besivystančio regiono pasaulyje, esančio Kinijos pietuose, – įmonėse. Dangaus imperija aiškiai parodo pasaulio bendruomenei, kad ji daro didelę pažangą ne tik kosmose ...

Savas – svetimas

Kodėl nusprendėme kalbėti apie vietinius ŠMM produktus?

Pirma, dėl jų prisitaikymo. Su vietiniais kūrėjais visada lengviau susitarti dėl patobulinimų. Vakarų sistemų plėtros centrai nėra Rusijoje. Reikšmingas sistemos logikos pakeitimas, kad jis atitiktų konkrečios įmonės specifiką, yra labai daug laiko reikalaujanti užduotis, ir nedaug diegiančių įmonių su tuo sutiks, o jei sutiks, emisijos kaina bus panaši į nemaža vakarietiškų sistemų kaina.

antra, Rusijos sistemos daug pigiau – tiek už programinės įrangos licencijas, tiek už jos diegimo ir priežiūros išlaidas. Pigiau – kadangi Vakarų kompanijos skiria lėšas sistemų kūrėjams plius didžiulius marketingo kaštus, be to, reprezentacinės firmos dažnai yra įsikūrusios Maskvoje, kur jų priežiūros kaštai yra daug didesni nei regionuose, o vakarietiškų sistemų specialistų kainos. yra žymiai didesnės Mūsų kainos. Ir tai nepaisant to, kad Rusijos specialistų kvalifikacija apskritai yra žymiai aukštesnė, nes jie sukūrė šias sistemas nuo nulio, žino jas kaip savo penkis pirštus, priešingai nei į Rusijos rinką atėjusios vakarietiškos sistemos, kurios Vietiniai įgyvendintojai dažnai yra priversti tiesiogiai mokytis įgyvendindami projektus. , nes daugelis gaminių neturi dokumentacijos rusų kalba ir kt.

Ir svarbiausia, kad mūsų aprašytos Rusijos ŠMM sistemos nenusileidžia savo vakarietiškoms kolegoms ir daugeliu atžvilgių yra pranašesnės už jas. Žinoma, nereikia susitelkti tik į populiarų šūkį: „Pirkite tik rusiškus gaminius“, tačiau vis dėlto verta atidžiau pažvelgti į vietinius gaminius – ypač Rusijos įstojimo į PPO išvakarėse...

Julija Garajeva

IT konsultantas sistemų parinkimui korporacijoje MetaSintez (Maskva).

Ravilis Zagidullinas

Cand. tech. mokslai, docentas, USATU doktorantas, katedra. automatizuotos technologinės sistemos (Ufa).

Daina Kai Qing

Guangdongo technikos universiteto magistrantūros studentas, Kinija.

ŠMM – tai informacinė ir komunikacijos sistema, skirta įmonės gamybinei aplinkai.

6 paskaita. Vykdomosios gamybos sistemos ŠMM

MES – tai automatizuota įmonės gamybos valdymo sistema. ŠMM uždaviniai ir funkcijos. Taikymo sritis.

MES (Manufacturing Execution System) sistema yra gamybos valdymo sistema, kuri sujungia visus įmonės verslo procesus su gamybos procesais, greitai pateikia tikslą ir Detali informacija vadovavimas. Be to, ŠMM sistema analizuoja ir nustato efektyviausią problemos sprendimą – pavyzdžiui, konkrečiam vadovui toks sprendimas gali būti perėjimas prie kitų žaliavų šaltinių, automatizavimo sistemų įdiegimas tam tikruose technologinio proceso taškuose. procesas, pristatymo grafiko pakeitimas arba rankų darbo sumažinimas.

Pagal APICS (American Production and Inventory Control Society), MES yra informacijos ir komunikacijos sistema, skirta įmonės gamybos aplinkai. Detalesnis apibrėžimas priimtas ne pelno asociacijoje MESA (Gamybos įmonių sprendimų asociacija), vienijančioje ŠMM sistemų gamintojus ir konsultantus-diegėjus:

ŠMM – tai automatizuota įmonės gamybinės veiklos valdymo sistema, kuri realiu laiku: planuoja, optimizuoja, kontroliuoja, dokumentuoja gamybos procesus nuo užsakymo pradžios iki pagamintos produkcijos išleidimo. [vienas]

MES sistemos apibrėžiamos kaip programinės įrangos funkcijų rinkinys, kuris skiriasi nuo įmonės išteklių planavimo (ERP), kompiuterinio projektavimo ir programavimo (CAD / CAM) ir automatizuotų procesų valdymo sistemų (APCS). MESA nustatė 11 pagrindinių ŠMM funkcijų:

1. Būklės stebėjimas ir išteklių paskirstymas (RAS).Šios funkcijos ribose numatytas gamybos išteklių (mašinų, įrankių, darbo metodų, medžiagų) ir kitų objektų, pavyzdžiui, kiekvienos gamybos operacijos atlikimo tvarkos dokumentai, valdymas. Įrangos konfigūracijos teisingumas gamybos procese, taip pat jos būklė yra stebima realiu laiku.

2. Eksploatacinis detalusis planavimas (ODS).Ši funkcija suteikia operatyvų ir detalų darbo planavimą pagal konkretaus gaminio charakteristikas ir savybes, taip pat detaliai ir optimaliai apskaičiuoja įrangos apkrovą konkrečios pamainos metu.

3. Gamybos dispečerinis padalinys (DPU). Teikia nuolatinę gamybos proceso stebėseną ir planavimą, operacijų vykdymo sekimą, technikos ir žmonių įdarbinimą, užsakymų, kiekių, partijų vykdymą ir realiu laiku kontroliuoja darbų atlikimą pagal planą; leidžia stebėti visus vykstančius pakeitimus realiuoju laiku ir koreguoti parduotuvės grindų planą.

4. Dokumentų valdymas (DOC). Teikia dokumentų, kurie turi būti pridedami prie pagamintos prekės, ištrauką, įskaitant darbo instrukcijas ir standartus, brėžinius, dalių programas, gamybos partijų įrašus, pranešimus apie techninius pakeitimus. Organizuoja informacijos perdavimą iš pamainos į pamainą, taip pat leidžia tvarkyti planavimo ir ataskaitų teikimo parduotuvės dokumentus.

5. Duomenų rinkimas ir saugojimas (DCA). Funkcija suteikia įvairių gamybos posistemių informacinę sąveiką, priimant, kaupiant ir perduodant technologinius ir valdymo duomenis, cirkuliuojančius įmonės gamybinėje aplinkoje.

6. Žmogiškųjų išteklių valdymas (LM). Sukuria ataskaitas apie laiką ir lankomumą darbo vietoje, stebi, kaip laikomasi sertifikatų. Tai leidžia atsižvelgti ir kontroliuoti pagrindines, papildomas ir bendras personalo pareigas, tokias kaip parengiamųjų operacijų vykdymas, darbo zonos išplėtimas.

7. Produkto kokybės valdymas (QM)... Teikia gaminių kokybės matavimo duomenis, surinktus nuo gamybos lygio, leidžia analizuoti koreliacijas ir kontroliuojamų įvykių priežastingumo statistiką.

8. Gamybos procesų valdymas (PM). Seka tam tikrą gamybos procesą, taip pat automatiškai atlieka koregavimus arba siūlo operatoriui atitinkamą sprendimą, kad ištaisytų ar pagerintų esamo darbo kokybę.

9. Turto valdymas (priežiūra) (MM)... Gamybos ir technologinės įrangos bei įrankių priežiūros, remonto proceso parama viso gamybos proceso metu.

10. Produkto istorijos stebėjimas (PTG)... Pateikiama su gaminiais susijusi informacija: personalo, dirbančio su šio tipo gaminiais, ataskaita, gaminio komponentai, medžiagos iš tiekėjo, partija, serijos numeris, esamos gamybos sąlygos, individualus gaminio technologinis pasas.

11. Našumo analizė (PA)... Generuoja ataskaitas apie realius gamybos operacijų rezultatus, taip pat lygina su ankstesniais ir laukiamais rezultatais. Pavyzdžiui, išteklių panaudojimas, išteklių prieinamumas, gamybos ciklo laikas, plano, standartų laikymasis ir kt.

Apibrėžiama vienuolika pirmiau minėtų bendrųjų funkcijų MESA International, leidžia mums spręsti apie klasės veiklos valdymo sistemų paskirtįŠMM. Gaudama informaciją tiesiai iš gamybos, tokia sistema leidžia: kontroliuoti ir prireikus iš karto koreguoti gamybos grafiką (kas ERP sistemoje neįmanoma), sukurti ryšį tarp gamybos ir verslo procesų, galiausiai rinkti ir realiu laiku perduoti duomenis apie esamus gamybos rodiklius.

Gamybos valdymo sistema klasėŠMM yra ryšys tarp į verslą orientuotų ERP sistemų, tiekimo grandinės planavimo sistemų ir realiu laiku vykdomos veiklos gamybos lygiu. Gamybos valdymo sistema pagal savo esmę ir paskirtį yra programinis sluoksnis, leidžiantis sujungti įvairius įmonės valdymo lygius į vieną informacinį kompleksą. Įmonės valdymo lygių hierarchija ir atitinkamos automatizuotos valdymo sistemos parodytos 1 pav.

Besąlyginis pranašumas ir išskirtinis bruožasši sistema – tai galimybė kontroliuoti gamybos procesą realiu laiku, „minute po minutės“ gamybos proceso būklės stebėjimo įdiegimas. ŠMM leidžia sukurti lanksčią informacinę infrastruktūrą, itin reaguojančią į bet kokius gaminio, gamybos proceso, darbuotojų sudėties ir darbo procedūrų turinio pokyčius, užtikrinantį efektyvų įmonės gamybos sistemos valdymą ir pritaikomumą. Pagrindinės aukščiau išvardintų ŠMM sistemų funkcijos yra veiklos planavimas (detalus planavimas) ir gamybos procesų išsiuntimas ceche. Būtent šios dvi funkcijos apibrėžia ŠMM sistemą kaip operacinę sistemą, skirtą įrenginių eksploatavimo grafikų formavimui ir gamybos procesų operacinei kontrolei ceche. ŠMM sistemos tikslas yra ne tik įvykdyti nurodytą apimtį su nurodytais terminais tam tikriems užsakymams, bet kuo geriau juos įvykdyti. ekonominiai rodikliai dirbtuvės. Kiekvienai darbo vietai suformuojamas detalus (nurodant kiekvienos operacijos pradžios/pabaigos datas) planuojamas uždavinys, atitinkantis optimalų atliekamų darbų gamybos grafiką. Planuojamos užduoties darbo vietai pavyzdys parodytas 2 pav. 2 pav. Detaliai suplanuotos darbo vietos užduoties pavyzdys Bet kuriai suplanuotai užduočiai reikalinga dispečerinė, todėl dispečerinė funkcija ŠMM sistemose turi ypatingą vietą. ŠMM sistemose DPU funkcija realizuojama specialaus dispečerinio modulio pavidalu, su kuriuo dirba dispečeris. Dispečerio užduotis – fiksuoti visus įvykius gamybinėje sistemoje: detalių partijų apdorojimo faktinio užbaigimo momentus, įrangos gedimus dėl įvairių priežasčių, bet kokius tam tikrų procesų pažangą ir vėlavimą ir kt. (3.4 pav.). 3 pav. Išsiuntimo kontūras MES

Be to, ŠMM sistema su tam tikru laiko intervalu automatiškai analizuoja informaciją, gautą iš dispečerinių terminalų, o jei faktinė padėtis labai skiriasi nuo suplanuotos užduoties (keičiasi dalių partijų apdorojimo pabaigos momentai), dispečeriui sistema praneša apie šiuos neatitikimus.

Dispečerei priėmus sprendimą, o tai dažniausiai – arba darbo laiko pakeitimas, arba grafiko perskaičiavimas, pakoreguotas grafikas vėl pradeda veikti su privalomu pranešimu tiems darbo centrams, kuriuos paveikė koregavimai.

4 pav

3. Gamybos valdymo sistemų MES taikymas Rusijos įmonėse

Rusijoje gamybos valdymo sistemos dar gana naujas žodis automatizacijoje. Gamybos planavimo problemų sprendimui MSTU „Stankin“ automatizuoti buvo sukurtas programinis produktas „Phobos“, kuris sudaro modernaus apdirbimo cecho valdymo sistemos branduolį, integruojantis į vientisą automatizuotą gamybos paruošimą, operacijų planavimą, išsiuntimą. apdorojamų darbo objektų būklės kontrolė nedidelės apimties ir vienkartinės gamybos sąlygomis. MES sistema „Phobos“ naudojama didelėje mechaninėje inžinerijoje, kaip taisyklė, kartu su „sunkiomis“ ERP sistemomis – BAAN arba SAP. Sistemos kūrėjai taip pat stengiasi integruotis su 1C: Enterprise. Pramoninis „Phobos“ sistemos veikimas parodė, kad dėl efektyvaus gamybos organizavimo ji leidžia iki minimumo sumažinti medžiagų ir darbo sąnaudų normas, padidinti technologinių įrenginių kapitalinį našumą, sumažinti gamybos savikainą.

Kaip komentavo MSTU „STANKIN“ profesorius Jevgenijus Frolovas, ŠMM sistemos „Phobos“ kūrėjas: technologinės įrangos apkrova tokiose gamyklose neviršija 0,45. (nebent, žinoma, nenaudojate specialios gamybos programinės įrangos gamybos grafikų sudarymui, taisymui ir priežiūrai, t. y. ŠMM sistemoms).

Kita sistema – YSB.Enterprise – skirta smulkaus ir vidutinio verslo įmonėms, kurios šiek tiek „negali“ įsigyti sunkių ERP sistemų. YSB.Enterprise veikia dviejų sluoksnių piramidės principu, kai MES-sistema perima viršutinio valdymo sluoksnio funkcijas.

MES sistemos „PolyPlan“, pasak kūrėjo Ravilio Zagidullino, Ufos valstybinio aviacijos technikos universiteto (Ufa) docento, yra daugiausia skirtos automatizuotoms mechaninio apdorojimo sistemoms. Nors jie gali būti naudojami neautomatizuotai gamybai. Be jos, pasak jo, specialiai automatizuotai gamybai (lanksti gamyba, integruota gamyba) ŠMM-sistemų analogų nėra.

Būtina pažymėti dar vieną „Phobos“ ir „Polyplan“ sistemų privalumą: galimybę optimizuojant valdymo sprendimus naudoti integruotą kriterijų, kuris gali apimti kelis konkrečius kriterijus, kartais prieštaringus. Vektorinio kriterijaus pasirinkimas PolyPlan sistemoje ir sistema"FOBOS" parodyta 5., 6 pav

5 pav. Vektorinis kriterijus PolyPlan MES sistemoje

6 pav. Gamybos grafikų sudarymo kriterijai ŠMM sistemoje "FOBOS"

Naudojant kelis konkrečius kriterijus, galima sukurti labai daug derinių, kurie gali būti naudingi įvairiose gamybos situacijose. Pavyzdžiui, MES sistemoje „PHOBOS“ galima gauti 100 vektorinių kriterijų kombinacijų.

Daugeliu atvejų kriterijaus sintezė atliekama tobulinant gamybos užduotį planavimui, atsižvelgiant į konkrečios gamybos technologiją - mechaninę inžineriją, medienos apdirbimą (© RFT-Group, www.rft-group .ru, AR Zalygin) ir kt.

MES-SISTEMOS

ŠMM sistemos yra sistemos, veikiančios dirbtuvių lygiu. Šios klasės sistemos sprendžia sinchronizavimo problemas, koordinuoja, analizuoja ir optimizuoja gaminių išeigą bet kokios gamybos rėmuose. MES sistemos gali puikiai papildyti aukščiausio lygio sistemas – ERP sistemas.

MES sistemos apibrėžimas nesuteikia aiškaus supratimo apie jos paskirtį, jos padidintos funkcijos absorbuoja sistemų funkcijas APCS, dispečerinių sistemų ir kt. Būtina apibrėžti, ką šiandien supranta ŠMM sistemos.

ŠMM – tai gamybos valdymo įgyvendinimo sistema, kurios pagrindinis uždavinys – visus įmonės verslo procesus susieti su jos gamybos ir technologiniais procesais, operatyviai suteikiant informaciją.

Gamybos procese iškyla įvairūs veiksniai, linkę nukrypti nuo gamybos grafiko: įrangos gedimas ir remontas, skubus prioritetinis užsakymas, santuokos perdarymas, darbuotojų nedarbingumo atostogos, komponentų nepristatymas laiku, technologinės įrangos trūkumas, ir daug kitų nenumatytų aplinkybių. Gamybos aplinka keičiasi kiekvieną minutę. Nepaisant to, visada turite žinoti, kaip keisis užsakymo terminas, kaip geriausia planuoti gamybą esamoje situacijoje, tam reikia iš naujo perskaičiuoti grafiką. ŠMM sistemoje šis paskirstymas gali būti atliekamas tiek kartų per dieną, kiek reikia.

Viena iš ŠMM užduočių yra būtent atsirandančių nukrypimų koregavimas dėl optimalaus daugkartinio planavimo pagal realią įrangos būklę ir užsakymus.

Neteisingas mašinų pakrovimas perdirbimui įvairių gaminių sukelia nuolatinius gamybos laiko sutrikimus, neatidėliotinus darbus įmonėje, darbuotojų pervargimą, mazgų surinkimo detalių trūkumą, staklių perkrovimą, dinamines problemas, taip pat daugybę kitų gamybos kaštų, neleidžiančių laiku pagaminti produkcijos. .

ŠMM užduotis – operatyvinis planavimas, kurio pagalba mašinų pakrovimas bus atliktas pelningiausiai. Visi gaminiai bus sukomplektuoti kuo greičiau, o visi komponentai bus garantuoti, kad iki gaminių surinkimo bus sandėlyje.

Surinkdami gaminius ar pradėdami tam tikrą operaciją dažnai sužinoma, kad kai kurių dalių ar įrangos nėra, bet mažiau reikalingos detalės arba įrenginys yra perteklinis. Naudojant ŠMM sistemas, tokia situacija tiesiog negali susidaryti.

Produkcijos išsiuntimas leis realiu laiku vizualiai įvertinti staklių darbo krūvį, sudaryti pagrindines ataskaitas, akimirksniu reaguoti į įvairias situacijas.

Naudodamas tikslius, realaus laiko duomenis, MES reguliuoja, inicijuoja ir registruoja gamyklos operacijas, kai įvyksta įvykiai. MES funkcijų rinkinys leidžia valdyti gamybos operacijas nuo užsakymo gavimo momento iki galutinio produkto. ŠMM teikia svarbiausią informaciją apie verslo veiklą visai organizacijai ir visai tiekimo grandinei per dvipusę sąveiką.

Tai yra naudojimas veikiantis informacija išskiria ŠMM nuo ERP sistemų. ŠMM sistemose gamybos modelis apibrėžiamas įrangos galimybių, medžiagų ir personalo prieinamumo sankirtoje. Bet kuri ŠMM turi atsakyti į šiuos klausimus:

Ką reikia padaryti?

Kada kas turėtų būti gaminama?

Kas turėtų būti naudojama gaminant?

Kada, kaip ir kas jau buvo pagaminta?

Naudojant planavimo ir kontrolės lygių duomenis, ŠMM sistemos valdo einamąją gamybinę veiklą pagal gaunamus užsakymus, projektavimo ir technologinės dokumentacijos reikalavimus, esamą įrangos būklę, siekiant užsibrėžtų tikslų maksimalus efektyvumas ir minimalios gamybos procesų atlikimo sąnaudos.

Greitai reaguodamos į įvykius ir taikydamos matematinius metodus nukrypimams nuo gamybos grafiko kompensuoti, MES sistemos gali optimizuoti gamybą ir padaryti ją pelningesnę.

Ganto diagramos

Yra įvairių požiūrių į laiko planavimą (laiko valdymą). Novatoriškiausia idėja čia yra Ganto diagrama. Ši diagrama susideda iš juostų, nukreiptų išilgai laiko ašies. Kiekviena juosta reiškia atskirą užduotį kaip projekto dalį, jos galai yra darbo pradžios ir pabaigos momentai, jos ilgis – darbo trukmė. Vertikali ašis yra užduočių sąrašas.

Pirmąjį diagramos formatą dar 1910 m. sukūrė Henry L. Gant (amerikiečių inžinierius, mechanikas ir valdymo specialistas). Henry Gantt nuo pat pradžių naudojo grafinę informaciją, pranešdamas savo viršininkams. Vėliau pasirodė Ganto diagramos, kurios jį išgarsino. Daugelis linkę manyti, kad Gantas tapo vienu iš iš esmės naujų, humaniškesnių gamybos ir valdymo principų pradininkų; jam taip pat priskiriamos kai kurios neįprastos idėjos teisingas nustatymas užduotis ir efektyvią darbuotojų motyvaciją.

ŠMM įgyvendinimo rezultatai

Įvairių įmonių duomenimis, galima išskirti tokius pagrindinius ŠMM įgyvendinimo rezultatus:

1. Įmonės ekonominio efektyvumo didinimas;
2. Padidinkite užsakymo vykdymo greitį iki 40-50%
3. Staklių apkrovos koeficiento padidinimas 30-40 proc.
4. Gamybos ciklo trukmės sumažinimas vidutiniškai 45 %;
5. Naujų gaminių įsisavinimo laiko sutrumpinimas vidutiniškai 27 %;
6. Atliekų kiekio sumažinimas vidutiniškai 18 %;
7. Nebaigtų darbų apimties sumažinimas 25-30%;
8. Pavedimų įvykdymo per nurodytą terminą patikimumo padidėjimas 60%;
9. Nereikalingos popierinės dokumentacijos apimčių mažinimas vidutiniškai 56 %;
10. Didesnė technologinių ir gamybos procesų įgyvendinimo kontrolė;
11. Verslo procesų skaidrumo didinimas medžiagų srautų judėjimo požiūriu;
12. Kokybinis gamybos rodiklių tobulinimas.

ŠMM sistemų įdiegimas suteiks daug kitų privalumų, būtinų maksimaliam gamybos efektyvumui pasiekti.

Sumažinti įvairias išlaidas, gauti maksimalią naudą iš esamų įmonės galimybių šiandien įmanoma tik automatizavus planavimą ir gamybos valdymą – įdiegus ŠMM sistemas.

Žinoma, sėkmės konkurse galima pasiekti ir diegiant pažangias technologijas, stakles, įrankius, greitą apdirbimą ir kt., tačiau santykinai vienodomis sąlygomis daugumai įmonių sėkmę pasiekti įmanoma tik kompetentingai ir operatyviai planuojant ir gamybos valdymas. Būtent čia yra dideli rezervai gamybos optimizavimui ir maksimaliam ekonominiam efektui pasiekti.

ŠMM yra iš esmės svarbi funkcija, leidžianti sukurti tikrai efektyvią valdymo sistemą gamybos įmonėje. ŠMM tampa vienu iš pagrindiniai elementai bendros šiuolaikinių įmonių korporacinės sistemos.

Planavimo sistemų istorija

Senovės istorija

Idėja planuoti darbą įmonėje, ar tai būtų gamykla, gamykla ar piramidės kūrimo procesas, yra sena kaip pasaulis. Kai tik žmonės išmoko daugiau ar mažiau pakenčiamai elgtis su skaičiais, iškart atsirado noras šių skaičių pagalba pajungti gamybos procesus. Taip pat žmonės jau seniai suprato, kad kraštutinė vertybė ne visada yra geriausia, nes mūsų pasaulyje jai visada priešinasi visokie apribojimai. Daiktų ir įvykių prigimties kombinatorika egzistavo visada. Ir visada buvo noras pašalinti chaosą, laiku organizuoti darbus ir sutvarkyti šią tvarką, net jei ji buvo nustatyta empiriškai. XX amžiaus pradžioje žinomas gamybos organizavimo specialistas G. Ganttas (1861-1924) pirmą kartą suformulavo tris paprastas taisykles, susijusias su medvilninius audinius gaminančia Bancroft kompanija. darbo organizavimas:

• Darbo atlikimo tvarką dabar biure apibrėžia balta apykaklė, o ne dažytojas.
• Tikslus įrašymas geriausias metodas dažymas bet kokiu atspalviu saugomas biure, stebimas meistro ir nebepriklauso nuo dažytojo sąsiuvinio ar jo atminties.
• Visi dažytojai ir mašinistai yra finansiškai atlyginami, kai vykdo nurodymus, arba, priešingai, baudžiami, kai nevykdo.

O G. Ganttas šią darbų tvarką grafiškai užfiksavo gerai žinomoje diagramoje, kurią dabar vadiname jo vardu. Buvo padaryta pradžia. Belieka tik rasti būdą tai apskaičiuoti optimali seka darbas, kurio negalima pažeisti. Įvedus šiuos gamybos organizavimo principus tekstilės fabrike, ženkliai 25-30% sutrumpėjus darbo dienai, išaugo produkcijos gamyba, o atlyginimai padidėjo 20-60%. ...

Nauja istorija

Įprasta „naują“ optimalaus gamybos planavimo problemų sprendimo istoriją skaičiuoti nuo 1939 m. Būtent tada Leningrado universiteto leidykla išleido mažą jauno profesoriaus L. V. knygelę. Kantorovičius „Matematiniai gamybos organizavimo ir planavimo metodai“. Ši monografija padėjo pagrindą mokslinius metodus planuojant ir organizuojant gamybą remiantis tuo metu besiformuojančia ekonominės matematikos kryptimi, kuri vėliau susiformavo m. matematinis programavimas.

„Paklausos trūkumo“ priežastis buvo galimybės įgyvendinti siūlomus modelius ir algoritmus nebuvimas, nes Dar nebuvo kompiuterio, o iki pirmojo programavimo kalbos prototipo pasirodymo dar buvo dešimt ilgų metų.

Pirmųjų kompiuterių atsiradimas gerokai paskatino darbo plėtrą matematinės ekonomikos, organizavimo ir gamybos planavimo srityje. Buvo sukurtas efektyvus sveikųjų skaičių uždavinių sprendimo metodas (R. Gomori), šakotasis metodas (A. Land, W. Doigas ir J. Little), dinaminio programavimo metodas (R. Bellman) ir kt. Visi šie metodai rasti optimalų mūsų aplinkoje kombinatoriniame pasaulyje rado pritaikymą įvairiose ekonomikos ir gamybos srityse. Viena iš tokių taikomųjų matematikos sričių vadinama Planavimo teorija tiesiog „ėmėsi“ didelės klasės planavimo darbų gamyboje užduočių sprendimo.

Technologinių operacijų su staklėmis planavimo užduotis, paskelbta S.M. Johnson 1954 m., kuris parodė, kad jau trijų mašinų planavimas priklauso problemų klasei, kurias sunku išspręsti per priimtiną laiką (vadinamoji klasė NP-sudėtingos užduotys) visiškai neatbaidė pirmųjų automatizuotos valdymo sistemos skyrių gamyklos specialistų. Jei pirmaisiais kompiuterizavimo privalumais galėjo pasinaudoti tik vyriausybinės agentūros, šlifuodami Leontjevo daugiamačius balanso modelius ar rengdami penkerių metų planus, tai sumažėjus skaičiavimo technologijų kainoms ir atsiradus pirmiesiems serijiniams kompiuteriams, tapo įmanoma išspręsti planavimo problemas įmonės lygiu ir net dirbtuvėms bei atskiroms sekcijoms. Įmonė buvo laikoma pažangia, jei ji sukūrė savo automatizuotą valdymo sistemą, jei ji bandė sudaryti savo mašinų parko darbo grafikus naudodama savo gamybos planavimo sistemas.

Naujų taikomųjų matematikos šakų ir prieinamos skaičiavimo technologijos IBM 360/370, ES kompiuteriai 1020 - 1060 kūrimas 70-80-aisiais atliko savo darbą - jie buvo pirmųjų automatizuotų valdymo sistemų atsiradimo katalizatorius ir leido bent kiek apytiksliai išspręsti problemas, kaip atsikratyti kombinatorikos chaoso „staklių ir dalių pasaulyje“.

Naujausia istorija

Kad ir kokius naujus siužetus, skirtus laikui traktuoti, mokslinės fantastikos rašytojai sugalvotų, šį kartą jis vyksta beveik eksponentiškai. Žmonija jau kokius dvidešimt metų „aplenkė“ Moore'o dėsnį ir vietoje pagrindinių kompiuterių bei namuose užaugintų automatizuotų valdymo sistemų IT rinkoje dabar klajoja nauji zoologijos sodo „gyvūnai“, kuri dar vadinama. įmonių ir procesų valdymo sistemos... Pagrindinės šių sistemų atmainos, kurios šiuo metu yra atsakingos už darbo planų sudarymą gamyboje, yra ERP, MRPII, APS ir MES klasių sistemos. Jei jų protėviai – automatizuotos valdymo sistemos – tenkinosi galimybe sudaryti tūrinius kalendorinius planus (rečiau – įrenginių eksploatavimo grafikus), skaičiuoti artimiausių penkerių metų finansines perspektyvas esant stabiliai paklausai ir darbo užmokesčio apskaitą, tai naujosios sistemos apima daugiau. ir daugiau naujų funkcijų, skirtų įmonių veiklos automatizavimui dinamiškai besivystančioje naujausios vartotojų visuomenės prekių rinkoje. Tačiau pagrindinė funkcija, kaip ir anksčiau, yra galimybė sudaryti darbo planą. Būtent ši funkcija galiausiai leidžia suprasti, kas, kada ir ką turėtų daryti. Kaip šiose sistemose vykdomas planavimas ir kokiais atvejais kuri skirta?

Planuoja įERP

Prie funkcionalumo aprašymo neužsibūsime ERP-sistemoms, ne tik todėl, kad apie tai daug rašyta, bet todėl, kad ERP sistemos iš tikrųjų nėra tiesioginis įrankis planuojant darbą įmonėje. Po dešimties metų konsultantai ir vartotojai pagaliau įsitikino, kad ERP visų pirma yra įmonės informacinė sistema, įmonės valdymo sistema, tam tikra cirkuliacinė ir nervų sistema pramoninis organizmas, jungiantis daugybės tam tikras funkcijas (dokumentų srautą, pirkimų, atsargų, sandėlio atsargų valdymą ir kt.) atliekančių įstaigų logistikos salas. Darbų planavimo, technologinių operacijų su staklėmis ir kitais technologinės įrangos mazgais ERP sistemose pobūdį galima pasakyti vienu žodžiu – daugumoje sistemų planavimas remiasi senuoju MRPII standartu, neatsižvelgiant į esamą šios įrangos apkrovą ir produktų perdirbimo būklė. Tie. Tiesą sakant, bet kokio detalaus ERP plano būtų beveik neįmanoma įgyvendinti. Bet koks planavimas ERP lygiu apsiriboja tik tūrinio mėnesio (dešimties dienų) plano sudarymu. Tokių planų operatyviai pataisyti neįmanoma, todėl jų įgyvendinimas suponuoja griežtą vykdomąją drausmę visuose įmonės padaliniuose, dalyvaujančiuose gamybos grandinėje. Tie. galime kalbėti apie ERP valdomą gamybos organizavimą, kaip gamybą su tam tikra „stabilumo“ riba, atsižvelgiant į atsirandančius nukrypimus nuo sudaryto tūrinio plano. Tokiu atveju visa našta tenka atlikėjams: „kaip nori, bet įvykdyk suplanuotą užduotį iki paskaičiuoto laiko!“ Ir, kas ypač svarbu, ERP, išdavęs užduotį visiems skyriams, kai reikia koreguoti planus, su tuo nesusidoroja, nes bet koks perskaičiavimas suteiks tą patį vaizdą apie bendrą užduotį - užduočių apimtis, bet ne išsamiai produktų ir operacijų terminai, kurie reikalingi valdymui dirbtuvių lygiu.

Planuoja įAPS

Tikslaus darbo planavimo įmonėse požiūriu įdomios APS (Advanced Planning & Scheduling Systems) ir MES (Manufacturing Execution Systems) klasių sistemos.

APS-sistemos, kurios rinkoje pasirodė 90-ųjų viduryje, jau yra tiesioginis įrankis planuojant darbą įmonėje. Nepaisant nedviprasmiško pavadinimo, daugelis autorių ir net kūrėjų šį pavadinimą interpretuoja įvairiai: "optimizuotas gamybos planavimas", "patobulintas planavimas", "patobulintas planavimas", "išplėstinis planavimas", "optimizuotas ir sinchroninis planavimas", "tikslus planavimas", „Operatyvinis planavimas“ ir net „atsargus planavimas“!

Sutikite, yra tiek daug interpretacijų, kad kyla klausimas – kas iš tikrųjų yra? Palyginti su tuo, kas patobulinta, patobulinta, kiek tiksliai, kas su kuo sinchroniška, kas optimizuota ir kaip greitai?

Išplėstas ir patobulintas.

90-ųjų pradžioje, po pirmųjų ERP diegimo patirties, suprasdamos planavimo pagal MRPII standartą privalumus ir trūkumus, įmonės susidūrė su pagrindine problema – planavimo patikimumu. Patikimumas ir tikslumas laiku. Rinkos dinamika, JIT koncepcijos tendencijos reikalavo iš įmonių tikslesnių pristatymo terminų, visapusiško dalyvavimo tiekimo grandinės valdyme. Dėl planavimo metodų netobulumo su MRPII reikėjo peržiūrėti „vertybes“ – kas svarbu planuojant? Greitis, prieštaraujantis tikslumas, o kam šie rodikliai? Paaiškėjo, kad neišsprendus pasiūlos valdymo problemos, neturint galimybės nuspėti tikslių pagaminimo datų, įmonė yra daiktas savaime. Todėl pagrindinis naujos kartos planavimo sistemų – APS – tikslas buvo išspręsti tiekimo grandinės valdymo (SCM – Supply Chain Management) automatizavimo problemas, o šis APS funkcionalumas, įgyvendintas galimybe planuoti visus darbus laiku, atsižvelgiant į atsižvelgiant į pajėgumų išnaudojimą, turi dvejopą paskirtį – įgyvendinama tiek įmonei, kuri yra visos grandinės objektas dinamiškoje prekių rinkoje, tiek ir pačios įmonės objektams – cechams, skyriams ir padaliniams. Taigi, APS planavimo galimybės yra išplėstos ir patobulintos, palyginti su MRPII standartu.

Sinchroniškumas.

Sinchroniškumo sąvoka APS turėtų būti suprantama, viena vertus, kaip galimybė planuoti medžiagas, išteklius ir tuo pačiu sudaryti grafiką, atsižvelgiant į realią įrangos apkrovą laiku. Kita vertus, sinchroniškumas išreiškiamas ir tuo, kad grafikai sudaromi visiems įmonės padaliniams, atsižvelgiant į partnerių pristatymo laikus, o visų šių gamybos struktūrų grafikai visada yra tarpusavyje susiję laike, nes jie gaunami. iš bendras tvarkaraštis visos įmonės darbas.

Efektyvumas.

APS efektyvumas – tai galimybė per trumpiausią įmanomą laiką nustatyti konkretaus užsakymo gamybos laiką. Siuntimo kontrolės ir operatyvaus grafikų perskaičiavimo efektyvumas, kaip taisyklė, neturi nieko bendro su APS, nes nesikeičiant išoriniams apribojimams (partnerių pristatymo terminų pažeidimas, kiti nenumatyti vėlavimai) ir nepridedama nauja prekė. užsakymų knyga kas penkias minutes, tada perskaičiavus grafikus nieko neduos. Atsižvelgiant į vidinius daugelio padalinių trikdžius (įrangos gedimus, atmetus eksploatacijos metu ir tt), gali žymiai padidėti siuntimo kontūras, atsižvelgiant į esamą problemos dimensiją.

Tikslumas ir optimizavimas.

Sukurtų tvarkaraščių tikslumas ir optimalumas yra bet kurios planavimo sistemos algoritmų prerogatyva.

Palyginti su MRPII algoritmais, APS planavimo algoritmai vienu metu atsižvelgia tiek į medžiagų poreikius, tiek į gamyklos pajėgumus, atsižvelgiant į jų esamą ir planuojamą apkrovą. APS algoritmai atsižvelgia į keitimus ir kai kuriuos kitus technologinės aplinkos parametrus, kuriuos pesimistai kažkodėl vadina „suvaržymais“.

Yra daug pelnytų APS algoritmų epitetų, tačiau kai kuriais atvejais, kilus entuziazmui, šios sistemos priskiriamos ypatybėms, kurios glumina net specialistus. Visų pirma teigiama, kad APS sistemų algoritmai yra pagrįsti simuliaciniai modeliai, neuroninių tinklų modeliai, planavimas remiantis žinių baze, dabar madingi euristiniai metodai, tokie kaip genetiniai algoritmai, imituojantis atkaitinimas ir net tiesinis programavimas (!).

Tiesą sakant, APS planavimo algoritmas yra gana paprastas. Yra daug operacijų, skirtų įvairiems gaminamiems gaminiams, daugybei mašinų ir kiekvienam produktui yra apribojimai - gamybos laikas, medžiagų prieinamumas ir kt. Apribojimai skirstomi į svarbius ir ne tokius. Pirma, per pirmąjį algoritmo eigą sudaromas grafikas, atsižvelgiant į svarbių suvaržymų, pavyzdžiui, pristatymo terminų pažeidimo, pagrįstumą. Jei grafikas gaunamas, jis laikomas galiojančiu ir imamas kaip pagrindas tolesniam „optimizavimui“ – vėlesniuose algoritmo važiavimuose bandoma atsižvelgti į likusius ne tokius svarbius apribojimus. Tai tikrai nėra optimizavimas. Tai ne kas kita, kaip pasikartojantis gavimo procesas leistina tvarkaraštį atsižvelgiant į naujus suvaržymus, įvestus naujoje iteracijoje, t.y. labai paprasta euristika. Kai kuriais atvejais planavimo procesas dar labiau supaprastinamas – iš pradžių suplanuoja vieną detalę, po to kitą, kol suplanuota visa daugybė smulkmenų. Tokiu atveju gautų grafikų įvertinimas, palyginti su faktiniu optimalumu, gali būti gana mažas, tačiau reikia pažymėti, kad jei sudarysime kelių tūkstančių įrangos grafiką iš šimtų tūkstančių operacijų mėnesiui ar šešiems mėnesiams. , tada galime priimti šį faktą. Ypač turint omenyje, kad kitame etape už faktinį gamybos grafiko įgyvendinimą bus atsakingos ŠMM sistemos. Taigi, supaprastindami planavimo algoritmą, APS kūrėjai leido esamos skaičiavimo galios ribose gauti leistinus grafikus ir daugiau ar mažiau tiksliai numatyti pristatymo laiką. Tuo pačiu metu APS sistemos nekelia sau sudėtingesnių užduočių, tokių kaip perjungimo laiko, transportavimo operacijų, naudojamos įrangos kiekio mažinimas ir kt. matmenys. Šiuo atžvilgiu APS sistemos yra apginkluotos labai ribotu planavimo kriterijų rinkiniu. Pažymėtina, kad tokia egzistuojanti galimybė gauti bent leistinus grafikus (per pusvalandį) neatsirado veltui 90-ųjų viduryje. Kompiuterių našumo padidėjimas kartu su mažėjančiomis jų sąnaudomis ir vėl buvo pažangos gamybos valdymo srityje katalizatorius.

Kitos funkcijos.

Nors teigiama, kad APS gali keisti tvarkaraštį, pirma, ne visos APS sistemos turi siuntimo kilpą, antra, perplanavimo dažnis APS atsiranda dėl naujų užsakymų dažnumo (realaus laiko grįžtamasis ryšys APS laikomas per dideliu), skirtumai nuo ŠMM, kurie šią operaciją atlieka kur kas dažniau (kur kas mažesnio dydžio užduočiai, koreguojant tik atskirų parduotuvių planus), nes reaguoja į bet kokius technologinio proceso eigos pokyčius. Nuolatinis gamybos planų taisymas – būdingas reiškinys smulkioms ir vienetinėms gamybinėms įmonėms; literatūroje jie dažnai vadinami „pagal užsakymą“. Atkreipkite dėmesį, kad APS pardavėjai kai kuriais atvejais naudoja MES integraciją, kad sukurtų tikslesnes pritaikytas grįžtamojo ryšio linijas.

Planavimo horizontas APS retai nurodomas vienareikšmiškai - pamaina, savaitė, mėnuo, iki šešių mėnesių. Bet kad ir kaip kas atspėtų apie planavimo horizonto „vidutinį dydį“, APS sistemoms labai paprasta pagal pagrindinę užduotį nustatyti sistemos funkcionalumą – tiekimo grandinės valdymą. Planavimo horizonto trukmė APS sistemose visada yra laiko skirtumas tarp labiausiai nutolusių užsakymų iš viso įmonės užsakymų portfelio momentų ir dabartinės datos, nuo tada, kai atsiranda naujas užsakymas ir perskaičiuojamas visas grafikas, būtina nustatyti ne tik jo pagaminimo laiką, bet ir galimybę nepažeisti jau vykdomų užsakymų terminų.

Taigi, būtent šios naujos galimybės, nulemtos tiekimo grandinės valdymo poreikio, yra priežastis, dėl kurios APS sistemų augimo tempai ėmė gerokai pralenkti sprendimų augimo tempus ERP segmente. Kartu su užsienio sistemomis (Berclain, Chesapeake Decision Sciences, CSC, Fygir, i2 Technologies, Manugistics, Numetrix, Optimax, Ortems, Preactor, Pritsker, Paragon Management Systems, ProMIRA, Red Pepper Software, Thru-Put Technologies ir kt.) pastaruoju metu Bėgant metams pradėjo atsirasti vietinių gaminių (informacija: APS, Adexa eGPS ir kt.). Nuogąstaujama, kad APS išaugs į naujas ERP, galbūt tik žurnalistai, nes iš pradžių buvo aišku, kad už finansus, pirkimus, dokumentų valdymą ir kitas ERP operacijų funkcijas atsakingos ne APS sistemos, o pirmaujantys ERP sistemų gamintojai (People Soft). , SAP, Oracle, SSA Global, JD Edwards, Marcam ir kt.) reagavo pakankamai greitai ir nurodė savo norą dalijimasis savo sprendimus su APS produktais. Palaipsniui šis bendradarbiavimas išsivystė į natūralų poreikį integruotis ERP planavimo branduolio lygmeniu, kurį galima pakeisti APS sistema. Tuo pačiu metu APS gali būti tiekiamas kaip atskiras produktas.

Planuoja įŠMM

Teigiama, kad ŠMM sistemos egzistuoja daugiau nei 30 metų. Deja, straipsnio autoriai, kurių bendra darbo patirtis gamybos planavimo ir automatizavimo srityje siekia 45 metus, prieš dvidešimt metų su šia santrumpa literatūroje nesusidūrė. Kad ir kaip būtų, su MES sistemomis viskas daugmaž be galo aišku, išskyrus vieną dalyką – jos nuolat painiojamos su APS sistemomis. Norėdami suprasti, kas iš tikrųjų yra ŠMM sistemos, dar kartą pažvelkime į reguliuojamą ŠMM funkcijų sudėtį, kurių skaičius yra lygiai vienuolika (www.mesa.org, www.mesa.ru, www.mesforum.ru):

1. Būklės stebėjimas ir išteklių paskirstymas (RAS).

2. Operatyvinis / Detalusis planavimas (ODS).

3. Gamybos išsiuntimas (DPU).

4. Dokumentų valdymas (DOC).

5. Duomenų rinkimas ir saugojimas (DCA).

6. Žmogiškųjų išteklių valdymas (LM).

7. Produkto kokybės valdymas (QM).

8. Gamybos proceso valdymas (PM).

9. Techninės priežiūros ir remonto valdymas (MM).

10. Produkto istorijos stebėjimas (PTG).

11. Veiklos analizė (PA).

Kaip matome, šiame sąraše nėra SCM funkcijos, kuri yra pagrindinė APS sistemose. Nepaisant iš pirmo žvilgsnio atrodančios ŠMM funkcijų įvairovės, reikia suprasti, kad visos šios funkcijos yra operatyvinio pobūdžio ir reglamentuoja atitinkamus reikalavimus ne visai įmonei, o tam padaliniui (cechai, vietai, skyriui). darbai planuojami.... Kartu reikia suprasti ir tai, kad tokios funkcijos kaip dokumentų valdymas, personalo valdymas – tai parduotuvės dokumentų (darbo užsakymo, ataskaitų lapų ir kt.) ir parduotuvės personalo tvarkymas. Pagrindinės aukščiau išvardintų ŠMM sistemų funkcijos yra veiklos planavimas (detalus planavimas) ir gamybos procesų išsiuntimas ceche. Būtent šios dvi funkcijos apibrėžia ŠMM sistemą kaip operacinę sistemą, skirtą įrenginių eksploatavimo grafikų formavimui ir gamybos procesų operacinei kontrolei ceche.

MES sistema gauna darbų apimtį, kurią ERP pateikia tūrinio planavimo etape, arba išduoda APS sistema kaip įmonei priimtiną dirbtuvių grafiką, o ateityje ir pati. ne tik sudaro tikslesnius įrangos grafikus, bet ir internetiniu režimu stebi jų įgyvendinimą. Šia prasme ŠMM-sistemos tikslas yra ne tik įvykdyti nurodytą kiekį su nurodytais terminais tam tikriems užsakymams, bet kuo geriau įvykdyti parduotuvės ekonominius rodiklius. Jau minėjome, kad APS sistemos sudaro kai kuriuos pirminius pirmojo aproksimacijos laipsnio darbo grafikus dar prieš pradedant įgyvendinti gamybos planus. Tuo pačiu metu dėl didelio problemos masto neatsižvelgiama į daugelį technologinių ir organizacinių veiksnių. ŠMM sistema jau vykdymo stadijoje, gavusi tokį preliminarų planą, jį optimizuoja pagal daugybę kriterijų. Tuo pačiu, optimizavus ir sukūrus naują cecho darbo grafiką, labai dažnai dėl technikos tankinimo randama papildomų rezervų, atsiranda galimybė atlikti papildomus užsakymus per numatytą laikotarpį. Taip pasiekiamas gamybos struktūrų pralaidumo didinimo efektas.

Skirtingai nei APS sistemos, MES sistemos veikia su mažesniais užduočių matmenimis – iki 200 mašinų ir 10 000 operacijų planavimo horizonte, kuris paprastai neviršija trijų iki dešimties pamainų. Matmenų sumažėjimas atsiranda dėl to, kad ŠMM atsižvelgia į daug didesnį technologinių suvaržymų skaičių. Kitas skirtumas yra tas, kad ŠMM sistemos dažniausiai veikia ne pagal vieną ar du planavimo kriterijus, o dažnai su keliomis dešimtimis, o tai leidžia cecho vadovui sudaryti grafiką atsižvelgiant į įvairias gamybos situacijas. Ir tik MES sistemos veikia su vadinamaisiais vektoriniais integraliniais planavimo kriterijais, kai viename kriterijuje surenkami keli konkretūs kriterijai. Tokiu atveju dispečeris, sudarydamas grafiką, gali nurodyti, ką nori matyti konkrečiame tvarkaraštyje - sutrumpinti visos užduoties kalendorinę trukmę, sutrumpinti perjungimo operacijų trukmę, išleisti mašinas su nedideliu apkrova ir kt. Tvarkaraščio sudarymo ir perskaičiavimo efektyvumas taip pat yra ŠMM prerogatyva, nes perskaičiavimas gali būti atliekamas per vieną minutę. Tai, žinoma, nereiškia, kad kiekvieną minutę darbuotojui bus skiriamos naujos užduotys, tačiau tai reiškia, kad visi procesai parduotuvėje yra valdomi režimu. tikras laikas ir tai leidžia iš anksto numatyti visus galimus grafiko pažeidimus ir laiku imtis atitinkamų priemonių.

MES sistemų algoritmai, nors jie dažniausiai yra pagrįsti euristika, tačiau, kaip taisyklė, yra daug sudėtingesni ir „protingesni“ nei APS algoritmai. Pirma, MES algoritmas randa įmanomą sprendimą, atsižvelgdamas į visus apribojimus ir pasirinktą kriterijų (konkretųjį ar integralinį). Vėliau, optimizavimo etape, vyksta geriausio grafiko paieška. Žinoma, susidaręs grafikas taip pat nėra optimalus visa to žodžio prasme, kadangi optimalaus tokio pobūdžio problemų paieška visada yra susijusi su didelėmis laiko sąnaudomis (ŠMM sistemos sudaro grafikus per 0,1 - 5 minutes per moderni technologija), tačiau gauti grafikai, kaip taisyklė, jau yra daug arčiau optimalaus nei APS sistemų sudaryti grafikai.

Tam tikrais atvejais ŠMM sistemos gali sudaryti grafikus ne tik mašinoms, bet ir transporto priemonėms, serviso komandoms bei kitiems serviso įrenginiams. Jokioms kitoms sistemoms ne tokie planavimo ypatumai kaip technologinių mokesčių formavimas, gaminių išleidimo planavimas lygiagrečiai planuojant reikiamos įrangos komplekto (prietaisų, unikalių įrankių) gamybą.

Svarbi MES sistemų savybė yra grafiko įgyvendinamumas. Integruotos į ERP planavimo kilpą, APS sistemos sudaro gamybos grafikus tik tada, kai į užsakymų knygą įtraukiami nauji produktai ar darbai, juos labai sunku koreguoti realiu laiku, todėl rimtų problemų APS sistemų naudojimas mažoje gamyboje. Tokiais atvejais ŠMM sistemos dirba lanksčiau ir efektyviau, perskaičiuodamos ir derindamos grafikus dėl bet kokių gamybos procesų nukrypimų, o tai padidina gamybos lankstumą ir dinamiškumą. Jei APS sistemos labiau tinka gamybai, kai gaminiai gaminami dideliais kiekiais, kai staigių nukrypimų nuo gamybos programos, kaip taisyklė, nebūna (stabili gamyba), tai MES sistemos yra būtinos mažos apimties ir pagal užsakymą. pagaminta produkcija. Tuo pačiu metu, jei APS sistemoms parduotuvė, kurioje yra daug technologinės ir eksploatacinės informacijos, tam tikru mastu yra „juodoji dėžė“, tai ŠMM sistemos, atlikdamos užduotis, remiasi gamybos grafikų skaičiavimo ir koregavimo principu. faktinė gamybos būklė. Šios sistemos yra gana jautrios technologinių operacijų atlikimo laiko nukrypimams, nenumatytiems įrangos gedimams, gaminių apdorojimo proceso defektų atsiradimui ir kitiems vidinio pobūdžio sutrikimams.

Skirtingai nei ERP ir APS klasių sistemos, MES sistemos yra dalykinės – mechaninės inžinerijos, medžio apdirbimo, spausdinimo ir kt. Todėl jos pilnai atspindi konkrečių gamybos procesų technologijos ypatumus ir dažnai apima sukurtas priemones technologiniam pasirengimui palaikyti. tam tikros rūšies gamybos... Labai dažnai MES sistemos turi integravimo su CAD/CAM sistemomis priemones. Būdinga tai, kad, Vakarų duomenimis, ŠMM įvedimas įmonėje ne tik užtikrina detalių gamybos grafikų parengimą, bet ir teigiamai veikia kokybės valdymą bei technologinių įrenginių aptarnavimo lygį.

Reinoud Visser ir Jan Snoeij, MES Product Survey 2003

Rinkoje yra sprendimų tiek sistemoms su atskiru gamybos pobūdžiu, tiek gamybai su nuolatiniu pobūdžiu. Sunkiausios planavimo tikslumo ir planų įgyvendinamumo požiūriu yra pirmojo tipo sistemos, ypač su „pagal užsakymą pagaminta“ gamyba.

ŠMM sistemų rinka vystosi labai dinamiškai (ŠMM asociacijos šaltinyje – www.mesa.org skaitytojas gali rasti nuorodų į daugiau nei penkiasdešimt ŠMM sistemų). Kaip ir APS sistemose, pirmaujantys ERP pardavėjai yra suinteresuoti integruoti savo produktus.

Griežtas sistemų funkcionalumas, įgyvendintų gamybos planų ir grafikų „stabilumas“.

Ar gali MES visiškai pakeisti APS?

Norėdami pateikti argumentuotą atsakymą į šį klausimą, pažymime, kad sinchronizuotų detalių grafikų, sudarytų APS lygmeniu, įgyvendinimas nebėra tik didelių ERP planų taisymas, bet ir stabilaus „tvaraus“ jų vykdymo palaikymas: visa gamybos sistema turi turėti stabilumo riba, palyginti su nedideliais nukrypimais, atsirandančiais atskirose parduotuvėse. Sinchronizuoti APS tvarkaraščiai neturėtų būti dažnai koreguojami, ypač jei tai nėra dėl išorinių veiksnių (pristatymo vėlavimų). žaliavos, naujų skubių užsakymų atsiradimas ir pan.). O kad kiekvienas įmonės gamybos padalinys galėtų savarankiškai „užgesinti“ jame atsirandančius nukrypimus, jau reikia naudoti ŠMM.

ŠMM, priešingai, joks a priori sudarytų gamybos grafikų „stabilumas“ nėra numanomas, be to, jų įgyvendinimas akivaizdžiai „nestabilus“ (matematikai čia pasakytų, kad toks grafikas yra vadinamasis struktūriškai nestabilus objektas), nes bet kuriuo metu dispečerio prašymu. Įvedus tam tikrą analogiją su birių krovinių gabenimo priemone, ERP + APS būtų galima palyginti su geru stabiliu sunkvežimiu, o MES – su dviratininkų komanda, prie kurios bagažinės pritvirtino maišelį su vežamu kroviniu.

Pradinį klausimą apie ŠMM ir APS pakeičiamumą dabar galime perfrazuoti kitaip: kaip vis dėlto geriau vežti krovinius

Ant 100 dviračių (čia reikia minėti pedalus - juk dviratis nestabilus)

Ant vieno tvarus sunkvežimis?

Neskubėkite, mielas skaitytojau, pateikdami akivaizdų atsakymą... atminkite, kad atsparios sistemos paprastai yra prastai valdomos. Visada turėtumėte užduoti sau klausimą: „Kokiu keliu važiuojame? O kas bus, kai greitkelis staiga baigsis ir, pavyzdžiui, eismui pakeliui atsiras miškas? Nesunku nuspėti, kad tokiu atveju dviratininkai turi gerą galimybę bent dalį krovinio nugabenti iki tikslo... bet su stabiliu sunkvežimiu, deja.

Žinoma, realybėje ne viskas taip tragiška. Jei planavimas atliekamas mažoms įmonėms, turinčioms ne daugiau kaip 200 mašinų, iš esmės ŠMM ir APS galėtų būti laikomi sąlygiškai sukeičiamais. Ypač kai kalbama apie gamybą pagal užsakymą. Pristatymo grafikai ir pristatymo terminai bus daug tikslesni, tačiau ŠMM trūksta kai kurių APS funkcijų, pavyzdžiui, planavimo medžiagų poreikių, nes ŠMM yra vykdomosios sistemos o jų užduotis kita – kuo geriau atlikti darbų planą. APS – tai visos įmonės detaliojo planavimo lygis, o ŠMM – parduotuvės, aikštelės, skyriaus lygis.

Ar galime taip pasakyti ŠMM = APS ar kad viena sistema tiesiog yra kitos dalis (tokios nuomonės, deja, dažnai išsakomos periodinėje spaudoje)? Atsakymas vienareikšmiškai neigiamas: žinoma, NE; - nepaisant išorinio savo funkcinių galimybių panašumo, šios sistemos nesutampa savo sukurtų gamybos grafikų įgyvendinimo pobūdžiu, taip pat stabilios ir nestabilios sistemos nesutampa savo dinamika. Tie planuotojai, kurie formuoja griežtus direktyvinius planus (ERP + APS), dažniausiai vadinami Push Planning Systems – sistemos „push plan“, o tie, kurie operatyviai koreguoja planus jų vykdymo eigoje, vadinami Pull Planning Systems – sistemomis „pull the plan“. Trumpam pagalvokite, ar vienas žmogus gali pajudinti krovinį tuo pačiu metu jį stumdamas ir traukdamas? Žinoma ne! Dabar tampa aišku, kodėl teiginys yra teisingas: ŠMM<> APS... Šios sistemos konceptualiai nesutampa ir nėra viena kitos dalis, todėl šį skirtumą reikia gana aiškiai pripažinti.

Neseniai, siekdami rinkodaros premijų, daugelis kūrėjų savo produktus pradėjo pozicionuoti kaip APS arba MES sprendimus. Kai kuriais atvejais tai yra gamybos technologinio paruošimo sistemos, sandėlių logistikos sistemos ir net paprastos duomenų bazės. Manome, kad skaitytojas, šiame straipsnyje susipažinęs su išskirtinėmis APS ir MES savybėmis, gali nesunkiai suprasti, koks produktas jam siūlomas, nepaisant rinkodaros gudrybių.

Taigi, matome, kad įmonei planuojamo gamybos laiko nuspėjamumo ir skaidrumo, optimalios gamybos požiūriu, reikalingi šie planavimo mechanizmai:

Medžiagų ir išteklių planavimas pagal BOM (Bill of Material) visoje planuojamoje įmonės nomenklatūroje;

Tiekimo grandinės valdymas;

Detalus įrenginių eksploatavimo grafikų planavimas ir operatyvinė dispečerinė kontrolė;

Tai įmanoma tik tuo atveju, jei kartu naudosime visas tris sistemas – ERP, APS ir MES.

ERP, APS, MES - nors tai yra visiškai skirtingos sistemos su skirtingais funkcionalumais, skirtos įvairiems tikslams, tačiau tuo pačiu metu jos gali ne tik puikiai sugyventi, bet ir papildyti viena kitą kuriant galingą planavimo sistemą įmonėje, kuri apima visas esamas užduotis... Kai kuriais atvejais iš maksimalistų išgirstame raginimus padidinti APS ar MES funkcionalumą iki ERP lygio. Ar tai galima padaryti? Iš principo galite. Surinkite kūrimo komandą ir pasakykite jiems: „Turime MES (arba APS) sandėlyje. Turime iš to sukurti ERP! Visa tai galima padaryti. Kaip pamaitinti katę iki Kaukazo sarginio šuns dydžio. Bet kas tada gaudys peles ir saugos namus? ...

— Likite su mumis!

Kitoje dalyje autoriai skaitytojui pasakos apie planavimo ypatumus ŠMM sistemose, apie planavimo kriterijų tipus ir kaip juos pasirinkti, kaip optimalus sprendimas daugiakriterinėje aplinkoje apie tai, kokie yra darbo prioritetai ir kaip juos paskirstyti bei kaip kuriamos ŠMM sistemos.

Literatūra

1. Gamybos valdymas. Red. S. D. Ilyenkova.-M .: UNITI-DANA, 2000. - 583p.

2. Timkovskis V.G. Diskretioji matematika staklių ir dalių pasaulyje. - Mokslas, M .: 1002 .-- 144psl.

3. Gavrilovas D.A. Gamybos valdymas pagal MRP II standartą. - SPb .: Petras, - 2003 .-- 352s.

4. Bermudez J. Optimizuoto gamybos planavimo sistemos: nauja mada ar proveržis gamybos ir tiekimo grandinės valdymo srityje? Gamybos apžvalga. AMR tyrimai.

© 2007
technikos mokslų daktaras, Maskvos valstybinio technologijos universiteto "STANKIN" Informacinių technologijų ir kompiuterinių sistemų katedros profesorius.

Zagidullin Ravil Rustem-bekovich © 2007
Technikos mokslų daktaras, Ufos valstybinio aviacijos technikos universiteto (JAV) Automatizuotų technologinių sistemų katedros profesorius.

Informacijos šaltinis: Mašinų parko žurnalas, 2008 m.10 Nr.