Управление машиностроительным производством с помощью систем MES, APS, ERP

Р. Р. Загидуллин, Старый Оскол.: Издательство ТНТ, – 2011 – 372 с.

ВВЕДЕНИЕ

Понятие машиностроение сформировалось окончательно в начале XX века. Хотя еще на заре развития производительных сил человек изобретал механизмы, машины, методы преобразования энергии, которые облегчали его труд, увеличивали производительность, повышали качество, способствовали развитию и прогрессу всего человечества.

Создание одного рабочего места в машиностроении влечет за собой создание нескольких рабочих мест в инфраструктуре. Это означает не только дальнейшую дифференциацию труда, но это, прежде всего, говорит о системном характере самой отрасли машиностроения, в которой создаются самые различные изделия – от предметов первой необходимости до станков и авиалайнеров, от таких простейших орудий труда, как слесарный инструмент, до космических кораблей. И дифференциация самой отрасли на такие отраслевые решения, как сельскохозяйственное машиностроение, энергетическое машиностроение, авиастроение, автомобилестроение, станкостроение и другие отрасли подчеркивает, что в их основе – это создание новых орудий труда, с помощью которых человечество обеспечивает не только воспроизводство продукции, но, прежде всего, обеспечивает рост качества собственной жизни и воспроизводство нового поколения.

От маленьких средневековых мастерских и мануфактур машиностроение выросло до гигантских транснациональных предприятий. Идеи замены труда человека трудом машины на протяжении веков трансформировались от первых методов механизации и автоматизации до числовых интеллектуальных методов управления оборудованием. На смену бумаге и интуиции пришли цифровые методы и математика. Машиностроение сегодняшнего дня немыслимо без парадигмы систем управления предприятиями. Понятие управления стало проникать практически во все процессы, протекающие на предприятии, начиная от электронного документооборота и управления персоналом до управления комплексами автоматизированного оборудования с минимальным участием человека в рамках концепции заводов-автоматов. Понятие управления все более и более развивается по пути автоматизации принятия решения.

Одна из самых сложных задач в управлении всегда являлась задача управления сложной системой, имеющей как множество параметров, так и критериев функционирования. Сложной с точки зрения принятия решения. Когда же возникают задачи принятия решения? Они возникают при оценке значимости того или иного состава продукции в общем портфеле заказов предприятия, при выборе оборудования для изготовления продукции, при определении необходимых производственных мощностей, при планировании выполнения заказов и во многих других ситуациях.

Управление современным производством включает в себя большое количество общих и частных задач на разных уровнях, от управления оборудованием, приводами станков до управления финансовыми потоками предприятия. Управляемость – один из важнейших критериев любого предприятия, живущего в условиях динамичной рыночной среды. Задачей каждого предприятия с точки зрения бизнеса является возможность в кратчайшие сроки, обусловленные конкуренцией, удовлетворить требования рынка с целью получения прибыли, закрепления своих позиций на рынке, реализации краткосрочных и долгосрочных перспектив.

Успех предприятия в таких условиях зависит, прежде всего, от того, как быстро будут приняты решения на каждом уровне управления. Гарантом в этом случае служит наличие на предприятии развитой автоматизированной системы управления предприятием (АСУП). При этом решения, принимаемые предприятием, могут касаться различных областей его производственно-финансовой деятельности, от игры на биржах и попыток диверсификации собственного капитала в сферы, характеризующиеся «быстрыми деньгами» до попыток монополизировать ту или иную нишу производства товаров.

Но как показывает мировой финансовый кризис, затронувший весь мир в начале XXI века, основой благополучия любой национальной экономики является все же производство, поскольку надежность любых финансовых пирамид, рано или поздно инициируемых национальными и транснациональными банковско-монетарными институтами, напрямую зависит от производственного базиса государства, от прочности его промышленного сектора.

Поскольку в пиковый момент кризиса выясняется, что экономическое благополучие государства зависит не столько от количества обесценившихся денежных знаков и даже не от уровня капитализации предприятия, сколько от возможности предложить на рынок конкурентоспособные товары, от возможности приспосабливаться к внешним возмущениям системного характера и зарабатывать деньги в любых экономических обстоятельствах. Это означает, что приоритетными задачами любого государства является повышение управляемости именно производственной сферы – промышленных предприятий, которые могут составить конкуренцию на современном рынке товаров и услуг.

Если проанализировать современное предприятие с точки зрения перспектив и проблем (рис.1), то мы видим, что основные задачи, кроме традиционных, связанных с переоснащением, модернизацией производства и повышением качества продукции, лежат в плоскости оперативного реагирования и принятия оптимального решения, т.е. в наличии адекватной системы управления предприятием.

К основным функциям современных АСУП можно отнести следующие (рис.2): анализ и моделирование; планирование; управление; контроль; проектирование и разработка; информационное обеспечение; логистика; сервисные функции. На рис.2 показаны лишь наиболее часто встречающиеся функции АСУП и их содержание, полный перечень может содержать, в зависимости от уровня автоматизации предприятия, более сотни позиций.

Часть этих функций, в особенности, планового характера, присутствовало еще в первых вариантах АСУП 70-г.г., где наиболее серьезное внимание уделялось функциям среднесрочного и оперативного планирования. Подобный акцент в сторону планирования вызван тем, что план работ во времени, с учетом ограничений финансового и технологического характера, является одной из важнейших составляющих процесса управления производством.

Бурное развитие вычислительной техники, начиная с конца XX века, прикладной математики, накопленный опыт в управлении производственными системами, все это послужило технической базой для создания систем планирования производственных процессов как за рубежом, так и в Российской Федерации.

При этом надо отметить, что задачам планирования и управления не просто уделяется все большее внимание, – за последние 20 лет появилась целое направление в индустрии разработки программного обеспечения для производства. Вопросам разработки систем управления и планирования для промышленности придают все большее значение даже такие софтверные гиганты, как Microsoft .

В настоящее время , взамен устаревшим стандартам систем планирования классов MRP (Material Requirements Planning) и MRP-II (Manufacturing Resource Planning), пришли системы нового поколения – ERP (Enterprise resource planning), APS (Advanced Planning & Scheduling Systems) и MES (Manufacturing Execution Systems). Эти системные решения, апробированные за последние 15-20 лет на различных предприятиях машиностроительного комплекса, имеют различное назначение, функциональность и могут быть использованы как в отдельности, так и вместе.

Несмотря на имеющуюся полемику приверженцев различных платформ, указанных выше, надо отметить, что все они, несмотря на то, что имеют в своем составе функцию планирования на том или ином уровне детализации, могут являться отдельными частями общей системы – АСУП.

Цель настоящей книги – дать основы планирования производственными процессами во времени на примере анализа моделей и алгоритмов планирования в системах MES, APS , ERP .

Несмотря на то, что главах 5 – 7 представлены и другие задачи из области управления производством, они также имеют непосредственное отношение к планированию.

Например, в главе 5 представлен метод формирования множества альтернативных технологических процессов, который увеличивает возможности цехового оперативно-календареного планирования.

Математические модели, представленные в главе 6 также направлены на решение задач из области принятия решения, так или иначе связанных с планированием ресурсов предприятия.

Модели повышения качества продукции, представленные в главе 7 показывают, что качество невозможно повысить без задачи планирования ресурсов и мероприятий по качеству. Дело в том, что предприятие живет сейчас и сегодня на основе текущего баланса своих средств, которые, увы, не являются бесконечными. Тогда как же все-таки распределить имеющиеся средства на мероприятия по повышению качества, на какие виды продукции, на какие мероприятия конкретно? Какие виды продукции можно оставить без изменения, а какие требуют повышения качества, инвестиции в повышение качества каких видов продукции, выпускаемых предприятием, дадут наибольший эффект и, наконец, как все это увязывается с основным показателем – прибылью предприятия?

Эта книга, базирующаяся в основном на обширном аппарате системного анализа и исследования операций, не претендует на освещение всех вопросов, связанных с управлением и планированием производства. Но ее цель состоит в том, чтобы показать – как от вербального описания производственных проблем перейти к формализации задачи управления и планирования, и как решить эту задачу, чтобы повысить доходность, прибыль современного машиностроительного предприятия.

https://www.lobanov-logist.ru/library/352/58520/

Загидуллин Р.Р., Уфа, 2011 г .