5 - 2000

В настоящее время многие отечественные промышленные предприятия пытаются внедрить у себя корпоративные системы управления (Enterprise Resourse Planning) — так называемые ERP-системы. К таким системам, содержащим производственные модули, относятся SAP R/3, BAAN, «Галактика», «БОСС-Корпорация», Exact, MGF/PRO. В данной статье представители различных организаций — пользователи, разработчики и системные интеграторы — обсуждают проблемы повышения эффективности производственных модулей ERP-систем в российских условиях.

Повышение эффективности ERP-систем на российских предприятиях

Саркис Асатрян, Лили Цзян, Иван Еремеев, Андрей Крылович, Василий Крюков, Алексей Степанов, Евгений Фролов

Международный стандарт MRP-II — основа управления в производственных модулях ERP-систем. Границы эффективной применимости корпоративных систем управления

Качество технологических данных — основа оперативного планирования и управления в производственных модулях ERP-систем

Интегрированная система технологической подготовки, оперативного планирования и диспетчерского контроля ФОБОС — краткая справка

Автоматизированная система технологической подготовки производства ТЕМП — краткая справка

Международный стандарт MRP-II — основа управления в производственных модулях ERP-систем. Границы эффективной применимости корпоративных систем управления

Руководители предприятий, внедряющих ERP-системы, ожидают, что новый дорогой программный продукт обеспечит прозрачность информации, повысит возможность контроля и управляемость всех производственных подразделений. Однако эффект от внедрения этих систем, особенно в производственной части, бывает не столь ощутим. Конечно, можно ссылаться на неподходящую инфраструктуру и низкую квалификацию персонала — все это является выражением бытующей идеологии управления, корпоративной культуры отечественного предприятия. Можно с уверенностью утверждать, что сложившаяся на большинстве предприятий России система управления неэффективна. Но дело, по-видимому, не только в этом. Существенным фактором при внедрении ERP-системы является оценка реального масштаба или мощности производства, где предполагается получить эффект от внедрения данной системы управления. По данным экспертов Gartner Group, эффективность внедрения системы уровня SAP R/3 целиком зависит от масштаба предприятия, на котором это внедрение осуществляется. В частности, статистические данные по западным промышленным предприятиям позволяют утверждать, что при объемах производства менее 10 млн. долл. в год не следует ожидать повышения интегральной эффективности производства в результате внедрения системы R/3.

Этому неожиданному на первый взгляд явлению есть несколько объяснений:

  • во-первых, внедрение системы требует крупных инвестиций порядка 3,5-5 млн. долл. на начальных этапах ее внедрения;
  • во-вторых, на эксплуатацию и модификацию ERP-системы компания не может тратить больше чем 5-7% от своего годового оборота;
  • в-третьих, при таких объемах освоения требуются и другие программные продукты (доступные на рынке как по цене, так и по качеству), обеспечивающие информационную поддержку внедряемой корпоративной системы управления.

Заметим, что практически весь малый и средний бизнес (с оборотом 5-75 млн. долл. в год) попадает в зону риска при попытке внедрения производственных модулей ERP-систем. Чтобы отыскать выход из сложившейся ситуации, рассмотрим подробнее основную концепцию управления производством, реализованную в современных ERP-системах. Это известный международный стандарт MRP II (Manufacturing Resourse Planning), разработанный в США и поддерживаемый американским обществом по контролю над производством и запасами — American Production and Inventory Control Society (APICS). MRP II — это набор проверенных на практике разумных принципов, моделей и процедур управления и контроля, служащих повышению показателей экономической деятельности предприятия. Он содержит 16 групп функций системы:

1. Sales and Operation Planning — Планирование продаж и производства;

2. Demand Management — Управление спросом;

3. Master Production Scheduling — Составление основного плана производства;

4. Material Requirement Planning — Планирование материальных потребностей;

5. Bill of Materials — Спецификация изделий, материальные карты;

6. Inventory Transaction Subsystem — Управление складом;

7. Scheduled Receipts Subsystem — Плановые поставки;

8. Shop-floor Control — Управление на уровне производственного цеха;

9. Capacity Requirement Planning — Планирование производственных мощностей;

10. Input/output Control — Контроль входа/выхода сырья и продукции;

11. Purchasing — Материально-техническое снабжение;

12. Distribution Resourse Planning — Планирование распределения ресурсов;

13. Tooling Planning and Control — Операционная технология и контроль операций;

14. Financial Planning — Управление финансами;

15. Simulation — Моделирование;

16. Performance Measurement — Оценка результатов деятельности.

С середины 90-х годов этот стандарт, наряду с прогнозированием и контролем над производством, применяется также для планирования потребностей в распределении ресурсов на уровне предприятия — Enterprise Resourse Planning (ERP) и Distributed Requirements Planning (DRP). Задачей систем производственного управления класса MRP II является оптимальное формирование потока материалов (сырья), полуфабрикатов (в том числе находящихся в производстве) и готовых изделий. Главная цель ERP-системы, производственный модуль которой опирается на MRP II, — интеграция всех основных процессов, реализуемых предприятием, таких как снабжение, запасы, производство, продажа и дистрибьюция, планирование, контроль за выполнением плана, затраты, финансы, основные средства и т.д.

Справедливости ради следует отметить, что не все 16 компонентов стандарта MRP II одинаково хорошо реализованы в современных ERP-системах. В частности, ни одна из известных ERP-систем не включает в свой состав целый ряд специализированных компонентов (см. п.п. 8 и 13 стандарта), таких как САПР, генераторы программ с ЧПУ, системы проектирования операционных технологий, инженерные расчеты, организация производства на уровне цеха. Для преодоления этого недостатка фирма BAAN, например, разработала ряд дополнительных дорогостоящих программных продуктов BAAN-PDM, BAAN-Synchronization, которые еще не появились на российском рынке. Эти программы — пример того вспомогательного софта, который может обеспечить дополнительную информационную поддержку внедряемой корпоративной системе управления.

Из вышесказанного следует вывод, что промышленные предприятия, внедряющие ERP-системы, особенно если годовой оборот предприятия не превышает 100 млн. долл., должны использовать дополнительное специализированное программное обеспечение. К таким программным продуктам относятся известные российские разработки: система автоматизированного проектирования операционных технологий ТЕМП и система разработки маршрутных технологий, оперативного планирования и диспетчерского контроля ФОБОС.

В начало В начало

Качество технологических данных — основа оперативного планирования и управления в производственных модулях ERP-систем

Как отмечалось выше, встроенные в ERP-системы средства создания технологических маршрутов во многом не соответствуют тем требованиям, которые предъявляет современное производство. Например, отечественные специалисты, работающие с ERP-системами BAAN и SAP R/3, при проведении технологической подготовки производства сталкиваются со следующими проблемами:

  • любой подвергающийся обработке объект, от материалов до конечной продукции, а также средства технологического оснащения (режущий, измерительный и вспомогательный инструмент, приспособления) рассматриваются как самостоятельное изделие. Это создает сложности при структурировании информации, заставляет вводить большое количество данных о фиктивных изделиях;
  • при заполнении технологических маршрутов ERP-система требует, как правило, указывать конкретный номер механизма (инвентарный номер станка) для исполнения операции. Это сильно снижает эффективность использования оборудования, так как технолог не в состоянии оптимизировать распределение деталей по оборудованию. Можно подразумевать под механизмом группу взаимозаменяемых станков, как это часто делается при составлении маршрутных технологий, однако в этом случае планирование не сможет опуститься на уровень конкретного рабочего места;
  • в системе, как правило, отсутствует возможность деления технологических операций по разрядам, то есть дифференцировать зарплату рабочих для операций различной категории сложности при одинаковых нормах рабочего времени (на далеком Западе вообще не знают, что такое рабочий наряд — основа отечественной планово-учетной системы!).

Модуль цехового управления любой ERP-системы предназначен для планирования и управления производственными заказами. Производственное расписание составляется укрупненно, поэтому затруднено отслеживание текущих изменений внутрицеховой ситуации (например, поломки технологического оборудования, опережения или задержки начала и окончания операций).

Ясно, что многие из перечисленных недостатков компенсируются за счет так называемых промышленных SCADA-технологий: системы типа Supervisory Control and Data Acquisition (SCADA) позволяют получать информацию от различных датчиков. Эта информация используется для непосредственного управления технологическим оборудованием с помощью различных контроллеров PLC (Program Logical Control) и промышленных компьютеров. Это нижний уровень, на котором замыкаются самые «короткие» контуры управления производством. Непрерывный поток информации от датчиков с помощью высокопроизводительных PCI плат ввода-вывода сигналов поступает на вход специальной SCADA-системы и является источником данных для подсистемы цехового управления комплексных ERP-систем. На более высоком уровне подготовки технологических данных и информации о состоянии материальных потоков в цехе стоят отечественные системы ТЕМП и ФОБОС.

Обе эти системы, созданные отечественными профессионалами-производственниками, могут быть использованы для подготовки технологических процессов, планирования и внутрицехового диспетчерского контроля. Своевременная и точная информация — залог повышения эффективности всей корпоративной системы управления предприятием.

Отметим, что различными софтверными фирмами уже разработаны программные интерфейсы для обмена производственными данными — BAAN-ФОБОС, EXACT-ТЕМП, «Галактика»-ФОБОС, а также ТЕМП-ФОБОС. Особый интерес вызывает интенсивное наращивание своих производственных возможностей одной из самых перспективных российских ERP-систем — системой «Галактика». На стадии разработки находится и интерфейс к производственному модулю ERP-системы «БОСС-корпорация» — совместной разработке фирм «АйТи» и OmegaSoftware.

Современные CAD/CAM-системы типа EUCLID, Unigraphics CATIA или Pro/Engineer позволяют получить подробные компьютеризированные данные об операционной технологии обработки сложных поверхностей деталей. Ориентированные на конкретный станочный парк, имеющиеся системы ЧПУ, а также на применяемый режущий инструмент, такие системы с высокой точностью определяют время, требуемое для выполнения соответствующих программно-комбинированных операций. В производстве крупных штампов ОАО «МОСКВИЧ» совместно с МГТУ «СТАНКИН» и фирмой «ЛАНИТ» разработан специализированный программный модуль, позволяющий описывать технологические переходы, выбирать режимы резания, экспортировать данные в систему ФОБОС. Использование этих данных в модуле технологической подготовки производства системы ФОБОС позволяет в дальнейшем эффективно планировать работы на обрабатывающих центрах и станках с ЧПУ.

Следует, однако, отметить, что в условиях мелкосерийных и единичных производств очень большая доля технологических операций выполняется на универсальном оборудовании. В таких случаях нормы времени на обработку соответствующих деталей вносятся технологом вручную (для этих целей в системе имеется удобный пользовательский интерфейс). Человек, как известно, может внести в систему и неточные данные. Именно с этим, а также с качеством режущего инструмента связаны основные нарушения производственного расписания при его конкретной реализации: очень часто рабочий на универсальном станке либо заканчивает операцию раньше запланированного срока, либо не укладывается в отведенный ему норматив. Это может вызывать лавинообразный рост простоев и на других рабочих местах. Дальнейшая работа цеха по такому расписанию возможна только при соответствующей компьютерной поддержке и надлежащем диспетчерском контроле.

Очевидным является тот факт, что для определения норм времени для операций, выполняемых на универсальном оборудовании, требуется специализированная система технологической подготовки. Эта система обязательно должна быть лишь звеном в цепи интегрированных систем автоматизации управления предприятием: технолог должен максимально использовать информацию о составе изделия (спецификации) и графическую информацию из конструкторской САПР, а результат работы технолога — маршрут изготовления изделия — должен быть сразу же доступен ERP-системе; кроме того, он может быть использован для решения задачи оперативно-календарного планирования производства.

Этих целей можно достичь с помощью программно-методического комплекса (ПМК) ТЕМП, имеющего опыт 20-летнего внедрения на десятках предприятий России в качестве системы автоматизированного технологического проектирования. Вот далеко не полный список предприятий, на которых была внедрена система: АО «Карачаровский механический завод», АО «МОВЕН», АО «МАНОМЕТР», АО МТЗ «РУБИН», ММЗ «МетровагонМаш», АО Московский электромеханический завод «ЗВИ», завод «РАДИОПРИБОР», объединение «АВИОНИКА», «Завод САМ», АО «Ижорские заводы», «Ижевский ЭМЗ», МЗ «Электросталь», АО «Владимирский тракторный завод» и т.д.

Система построена на основе принципов универсальности и открытости и способна, в зависимости от наполнения баз данных, проектировать в различной степени автоматизации технологическую документацию различных специализаций: механообработка, штамповка, сборка-сварка, нанесение лакокрасочных покрытий и т.д. Кроме того, важен еще и следующий аспект: система позволяет хранить технологическую документацию и знания опытных технологов и использовать их при разработке новых технологических документов. ПМК ТЕМП через генерацию форм технологической документации и наполнение баз данных и знаний успешно адаптируется к условиям конкретного отечественного предприятия.

Для успешного решения с помощью интегрированных ERP-систем целого ряда сложных задач планирования и управления необходимо использовать достоверные технологические маршруты, а укрупненное представление результатов планирования (уровня рабочих центров или моделей оборудования) уточнить через расчет производственного расписания до формирования сменно-суточного задания на каждое рабочее место.

Для определения возможности передачи данных технологических маршрутов в подсистему планирования и управления существующей ERP-системы потребовались дополнительные исследования. Фирма «ТопС Интегратор Систем» совместно с Московским вентиляторным заводом АО «МОВЕН» провела работы по конвертированию производственно-технологической информации из системы ТЕМП в подсистему планирования и управления производством E-PAS ERP-системы EXACT Globe for Windows.

Результат наполнения корпоративной системы EXACT данными, полученными из САПР ТП ТЕМП, использующимися далее во время расчета производственного расписания в системе ФОБОС, представлен на примере технологии изготовления изделия «Вентилятор радиальный» АО «МОВЕН».

Система оперативного планирования и диспетчерского контроля ФОБОС в настоящее время успешно работает на четырех десятках заводов России и КНР. Среди российских предприятий — такие известные, как АМО «ЗИЛ», ОАО «МОСКВИЧ», Государственное унитарное предприятие «Завод им. Свердлова», Государственные предприятия «Плутон», «Салют», «Взлет», Станкозавод «Красный Пролетарий», Уральский автозавод АО «УралАЗ», Московский монетный двор и др.

В начало В начало

Интегрированная система технологической подготовки, оперативного планирования и диспетчерского контроля ФОБОС — краткая справка

Подсистема формирования маршрутных технологий

  • Формирование материальных карт на комплекты деталей (изготавливаемых, нормализованных, покупных), входящих в состав изделия.
  • Создание технологических процессов (маршрутная технология) обработки деталесборочных единиц с привязкой операций к имеющемуся в цехе оборудованию.
  • Автоматизированное нормирование типовых технологических операций для основных видов механической обработки, заготовительных операций, операций, связанных с термической обработкой и нанесением покрытий (совместно с системой ТЕМП).
  • Включение в ТП операций, технологически связанных с другими деталями комплекта, таких, например, как механообработка в сборе.
  • Формирование сводного списка технологических маршрутных карт с указанием суммарной трудоемкости по отдельным видам операций и расчетом суммарных затрат на весь комплект.
  • Ведение архива технологических процессов и данных о типовых технологических операциях.
  • Импорт чертежей и технологической информации из других систем САПР и ТПП.

Подсистема оперативного календарного планирования и диспетчерского контроля

  • Формирование и коррекция оперативных производственных планов цеха с учетом имеющихся межоперационных заделов и текущего состояния станочной системы.
  • Расчет производственного расписания загрузки оборудования по различным критериям (100 комбинаций из 14 критериев).
  • Представление результатов расчета расписания в виде таблиц текущего состояния партий запуска, графиков обработки партий деталей и диаграмм загрузки оборудования.
  • Формирование сменно-суточных заданий на рабочие места цеха.
  • Формирование оперативных маршрутных карт по всем партиям запуска с контролем их прохождения по рабочим местам.
  • Составление и автоматическая коррекция планово-учетного графика изготовления комплектов деталей с контролем готовности каждой партии запуска.
  • Автоматизированный контроль за состоянием производственного процесса и имитационное моделирование материальных потоков в цехе (на участке). Расчет времени простоя оборудования и пролеживания деталей.
  • Формирование рабочих нарядов на выполненные и текущие технологические операции, контроль процесса выдачи нарядов в соответствии с производственным расписанием.
  • Печать внутрицеховых документов: сменно-суточные задания на рабочие места, оперативные маршрутные карты, рабочие наряды, планово-учетные графики изготовления изделий и пр.
В начало В начало

Автоматизированная система технологической подготовки производства ТЕМП — краткая справка

Подсистема формирования операционных технологий

  • Формирование материальных карт на комплекты деталей (изготавливаемых, нормализованных, покупных), входящих в состав изделия.
  • Создание технологических процессов (маршрутная технология) обработки деталесборочных единиц с привязкой операций к имеющемуся в цехе оборудованию.
  • Формирование операционной технологии с автоматизированным нормированием времени изготовления изделий.
  • Повышение качества технологической документации, обеспечение полноты информации, соответствие ее справочникам предприятия, что является необходимым и достаточным условием использования данных технологической системы корпоративной системой предприятия в целом.
  • Сокращение трудоемкости и сроков ТПП.
  • Машинный архив проектной документации.
  • Безбумажный документооборот в сети ЭВМ.
  • Интеграция с системами конструкторской подготовки производства и управления предприятием.
  • Настройка на любые формы проектных документов.
  • Сборка и печать комплектов технологической документации.
  • Работа с нормативно-справочной информацией.
  • Представление знаний в табличной и алгоритмической формах.
  • Ввод в промышленную эксплуатацию в течение недели.
  • Возможность непрерывного повышения уровня автоматизации за счет пополнения базы данных и знаний.

***

При внедрении на российских заводах производственных модулей ERP-систем возникают проблемы, обусловленные неэффективностью действующей на предприятии системы управления (размытая ответственность, дублирование функций, слабое планирование и контроль). Инструментарий для эффективной подготовки и сбора технологической информации практически отсутствует, команды по внедрению оказываются оторванными от реальных процессов, протекающих на производстве. Все это влечет за собой медленное внедрение системы, рост затрат, увеличение срока окупаемости и т.д. Более того, как следует из исследований авторитетной Gartner Group, для предприятий малого и среднего бизнеса внедрение ERP-систем сопряжено с определенной долей финансового риска. Правильный выход в данной ситуации — внедрять параллельно с основной системой вспомогательные программные продукты, обеспечивающие необходимую информационную поддержку и повышающие эффективность ERP-системы в целом. Упомянутые программные продукты должны быть, по нашему мнению, разработками отечественных фирм, специализирующихся на решении конкретных локальных задач российских промышленных предприятий. С такими разработками журнал «САПР и графика» постоянно знакомит своих читателей.

«САПР и графика» 5'2000