Артем Аведьян, к.т.н., руководитель отдела машиностроительного инжиниринга дивизиона управления программами IBS, эксперт по управлению жизненным циклом изделий
Артем Вожаков, д.т.н., начальник отдела архитектуры дивизиона бизнес-решений IBS, эксперт по планированию производства и оптимизации производственных процессов
Системы управления жизненным циклом изделий (PLM) и ресурсами предприятия (ERP) позволяют обеспечить в машиностроении сквозную автоматизацию процессов по линии «конструктор — технолог — производство». Для оптимального решения этой задачи IBS разработала модули, которые автоматизируют производственное планирование и формируют отчетность в соответствии с законодательством и требованиями гособоронзаказа. Рассмотрим специфику внедрения таких систем, а также адаптацию и расширение функциональности отечественных программных продуктов с учетом опыта использования зарубежного ПО, подлежащего импортозамещению.
IBS — ключевой бизнес- и технологический партнер лидеров российской экономики. Группа компаний имеет большой проектный опыт внедрения отечественных и зарубежных ИТ-решений в различных отраслях промышленности, включая машиностроение. IBS сотрудничает с большинством представленных на российском рынке вендоров общесистемного, управленческого и прикладного ПО. За 33 года работы мы научились интегрировать между собой многие платформы и решения, и, если бизнес интересуется, можно ли «подружить» конкретные системы, мы отвечаем, что можно, и у нас есть для этого необходимые практические наработки.
Управление конструкторско-технологической подготовкой производства
Производственные предприятия часто сталкиваются с такими проблемами, как несоблюдение сроков выполнения заказов, невозможность оперативной адаптации к меняющейся конъюнктуре рынка и неточное планирование выпуска продукции. На первый взгляд кажется, что всего этого можно избежать с помощью ERP-систем, но они не способны управлять конфигурациями изделий и конструктивными изменениями. Актуальный источник инженерных данных для ERP — PLM-система, но она, в свою очередь, не решает задачи производственного планирования.
Внедрение PLM-системы в отрыве от ERP, или ERP-системы в отрыве от PLM — не обеспечивает сквозную автоматизацию процессов в цепочке «конструктор — технолог — производство». В этих случаях интеграция не приносит ожидаемых результатов — от ускоренного внесения изменений до ликвидации потерь на неточное планирование и ошибочно произведенную продукцию. Этим и обусловлена востребованность интегрированных решений PLM и ERP.
Принципиальная схема автоматизированного управления жизненным циклом изделия (ЖЦИ) с использованием информационных систем приведена на рис. 1. Применение ПО различных классов на разных этапах ЖЦИ показано на рис. 2.
Рис. 1. Автоматизированное управление ЖЦИ с использованием информационных систем
Рис. 2. Применение ПО на разных этапах ЖЦИ
PLM-решение IBS для машиностроения построено по модульному принципу и состоит из лицензионного отечественного прикладного инженерного ПО. Оно сконфигурировано с учетом совместимости различных комбинаций программных решений при конструкторско-технологической подготовке производства.
Данные, создаваемые в модулях CAD/CAE/CAM/CAPP, накапливаются в структуре изделия в системе управления инженерными данными PDM. Потом через установленные механизмы интеграции эта информация передается в ERP-систему для планирования производства. В PLM-решение в составе комплекса можно интегрировать ПО, которое уже используется на предприятии, причем не только отечественное, но и зарубежное. Состав модульного решения PLM и его интеграция с ERP показаны на рис. 3.
Рис. 3. Состав модульного решения PLM, его интеграция с ERP
PLM-решение могут дополнять ассистенты на базе искусственного интеллекта. Они позволяют автоматизировать рутинные операции, сокращая цикл проектирования, снижая нетворческую нагрузку на конструкторов и технологов, повышая эффективность их работы.
PLM-решение IBS имеет четыре главные особенности:
- мультивендорный подход позволяет автоматизировать процессы конструкторско-технологической подготовки производства на базе ПО разных вендоров с учетом специфики конкретного предприятия;
- модульная архитектура позволяет использовать ранее внедренные системы и процессы. Проектная команда не заменяет их, а интегрирует с другими системами, чтобы они более эффективно работали вместе;
- шаблонные процессы и архитектура для отрасли машиностроения снижают стоимость проектов по сравнению с внедрением «с нуля»;
- интеграционные механизмы, обеспечивающие сквозной двунаправленный обмен данными между PLM- и ERP-системами, а также между функциональными модулями в ERP, конфигурируются с помощью настроек (без программирования, выгрузки и чтения файлов с данными).
Управление производством
Для повышения эффективности управления производством многим машиностроительным предприятиям приходится использовать унаследованные системы, не всегда соответствующие современным функциональным требованиям. Отраслевые организации самостоятельно дорабатывают универсальное ПО, адаптируя к собственным нуждам. Зачастую они привлекают внешних консультантов, при этом не всегда достигая желаемого результата.
С учетом специфики машиностроительных предприятий команда IBS разработала методологию автоматизации управления производством и создала на базе «1С:ERP» отраслевое решение для планирования выпуска продукции. При его разработке в приоритете было мелкосерийное дискретное производство со сложной схемой логистических потоков, однако система подойдет почти любому машиностроительному предприятию. Ее состав приведен на рис. 4.
Рис. 4. Состав отраслевого решения IBS
Решение IBS для управления производством может внедряться в разных конфигурациях исходя из потребностей, цифровой и организационной зрелости конкретного предприятия, что позволяет сформировать один из трех вариантов ИТ-архитектуры: базовый, стандартный или продвинутый.
Базовый вариант — это минимально достаточное решение, которое охватывает цепочку создания добавленной стоимости, регламентированный учет и расчет себестоимости продукции.
В стандартном варианте к этому добавляется интеграция с PLM-решением. Она необходима начиная с такого масштаба работы предприятия, при котором становится невозможно актуализировать инженерные данные без импорта из PLM. Например, в подобном случае уже не получается напрямую вводить в ERP-систему технологические процессы, состоящие из тысячи операций. Требуются более сложные решения, включая дополнительные модули планирования.
В продвинутом варианте ИТ-архитектура максимально расширяется и представляет собой комплексное решение, которое охватывает все основные бизнес-процессы предприятия. В этом случае ее работа распространяется на дополнительные функциональные области, такие как управление документооборотом и бюджетированием.
Решение IBS значительно расширяет базовую функциональность 1С и может обеспечить полноценное планирование производства на машиностроительном предприятии. С учетом специфики индустрии команда IBS сформулировала типовые требования к ERP-системам и создала набор универсальных и отраслевых модулей, что позволяет обеспечивать прозрачную интеграцию и миграцию данных, а также использовать развитые механизмы среднесрочного и оперативного планирования производства. Команда также разработала процессную модель, которая позволяет реализовывать расширенную функциональность в сжатые сроки и с минимальными трудозатратами.
Ключевое преимущество отраслевого решения IBS для машиностроения заключается в подходе к оперативному планированию производства. В отличие от типовых систем, здесь реализованы не просто ручное планирование и диспетчеризация, а полноценная модель математической оптимизации со специальными эвристическими алгоритмами. Благодаря такому симбиозу система способна быстро находить решения, близкие к оптимальным.
Также этот подход позволил разработчикам создать мощный высокоэффективный комплекс, который без потери скорости обрабатывает гигантские объемы производственных данных. Он оперативно рассчитывает близкие к оптимальным графики выполнения операций, а когда требуется повышенная точность, использует более медленные, но фундаментально точные алгоритмы математической оптимизации. В результате предприятие получает гибкий инструмент, который сам подбирает наилучший баланс между скоростью расчета и глубиной оптимизации в зависимости от ситуации. Схема и результаты работы модуля оперативного планирования производства показаны на рис. 5.
Рис. 5. Схема и результаты работы модуля оперативного планирования производства
Полноценная интеграция PLM и ERP реализована на основе опыта выполнения комплексных проектов по внедрению систем на предприятиях машиностроения. Главные особенности интеграционного решения:
- универсальный формат и механизмы интеграции «1С:ERP» с PLM и PDM (системами управления данными об изделиях); интеграции с Siemens Teamcenter, Интермех IPS и «1С:PDM»;
- автоматическая передача номенклатуры и технологии производства с нормами расхода;
- возможность массовой миграции и мгновенного обновления данных;
- механизмы автоматических уведомлений о статусе загрузки и ошибках;
- строгие правила передачи данных, исключающие разночтения;
- поддержка большого количества потребителей (данные из PDM могут передаваться не только в 1С, но и в другие системы);
- возможность добавлять новые реквизиты без нарушения работы обмена;
- автопроверка полноты и корректности загруженных данных;
- механизмы версионирования технологий производства по срокам действия.
Решение IBS по управлению предприятием машиностроения доступно в виде готовых модулей:
- продвинутый модуль среднесрочного объемно-календарного планирования;
- оптимизационный модуль оперативного планирования, позволяющий формировать график выполнения технологических операций с распределением по исполнителям и единицам оборудования;
- универсальный интеграционный модуль (рис. 6);
- специализированные решения для интеграции с PLM и едиными учетными системами на базе универсального интеграционного модуля;
- модуль входного и периодического контроля;
- модуль управления несоответствующей продукцией в производстве;
- модуль ремонта изделий на мощностях основного производства;
- модуль гособоронзаказа с возможностью формирования прогнозных и фактических расчетно-калькуляционных моделей.
Рис. 6. Схема работы универсального интеграционного модуля
IBS участвовала в реализации большого количества проектов по внедрению интегрированных систем управления производством на машиностроительных предприятиях. Наиболее масштабным из них стало внедрение в крупном отраслевом холдинге. Этот проект реализовали одновременно на трех географически распределенных площадках, выпускающих широкую номенклатуру продукции серийно и под заказ. Глубина сборочного состава изделий составляла от тысячи до десятков тысяч компонентов. Требовалось обеспечить интеграцию отечественного PLM-решения при параллельно работающей зарубежной системе, которую планировали заменить в будущем. Проектная команда выстроила интеграцию «1С:ERP» как с зарубежной PLM-системой, так и с системой отечественного производства на основе универсального интеграционного модуля IBS.
Заключение
Эксперты IBS разработали процессную модель, которая обеспечивает эффективное управление машиностроительным предприятием на основе модульного решения с интеграцией PLM и ERP. Это фундамент для организационных изменений, при которых ИТ-системы выступают как инструмент для упорядочивания производственной деятельности. Внедрив такое решение, предприятие может улучшить текущие процессы и заложить основу для дальнейшего развития.
Разработанные IBS шаблонные решения позволяют систематизировать подход к решению задач проектирования, технологической подготовки и планирования производства с учетом специфики предприятия. Они дают возможность упорядочить процессы автоматизации и определить ее объем, исходя из организационной сложности и цифровой зрелости, а также использовать модульную архитектуру, учитывая ИТ-ландшафт предприятия.
Отраслевое решение IBS для машиностроения подходит организациям независимо от их цифровой зрелости. Шаблонные конфигурации в составе комплекса адаптированы для предприятий разного масштаба и степени технологического развития. Более того, эти системы позволяют постепенно повышать уровень цифровой зрелости организаций. Внедрение включает в себя оптимизацию бизнес-процессов и архитектур, что способствует росту эффективности и конкурентоспособности предприятия.
В структуре IBS сформирован отраслевой центр компетенций, который объединяет практические наработки компании в машиностроении по направлениям PLM, ERP и смежным системам. Эксперты группы компаний проводят консультации, показывают основные функциональные возможности системы на демонстрационном стенде, выполняют настройку и внедрение с учетом специфики производства. Задать вопросы по повышению эффективности работы предприятия можно, написав специалистам отраслевого центра компетенций по адресу: ockm@ibs.ru.
