«Основной задачей формирования очередей заказов является
обеспечение соответствия фактических и плановых сроков выполнения заказов,
что позволяет обеспечить высокий уровень обслуживания клиентов» [31].
Подводя итог, следует отметить, что «характеристики целевого
материального потока представляют собой компромисс основных
производственных показателей. Методы оперативно- календарного контроля
производства, соответствующие характеристикам конкретного предприятия,
позволяют осуществить оптимальное с производственной точки зрения
решение дилеммы между стремлением к сокращению производственных
запасов и продолжительности производственного цикла с одной стороны, и
обеспечением высокой загрузки производственных мощностей – с другой. Они
упрощают систематический мониторинг и оценку параметров
производственного процесса» [37]. «Представленный выше подход к выбору
подходов определения последовательности выполнения заказов в зависимости
от целевых показателей операционной деятельности и применяемых методов
ОКП позволяет выбрать наиболее оптимальный принцип формирования
очереди заказов» [31].
Предлагаемая совокупность инструментов оперативного контроля
ППКТП включает в себя три структурных элемента: модели контроля,
программные инструменты (IT- инструменты) и процедуры принятия решений
(рисунок 3.1).
44
Рисунок 3.1 – Совокупность инструментов оперативного контроля
ППКТП
Каждый из трех компонентов поддерживающей системы играют важную
роль при внедрении полученных в исследовании результатов, но вместе, они
обеспечивают высокую эффективность эксплуатации СОП ППКТП.
«Первый компонент - модели позволяют сосредоточиться на важных
производственных аспектах, измерить результаты принимаемого решения и его
влияние на достижение целевых показателей операционной деятельности
компании» [38].
«Модели контроля – это формализованное абстрактное решение
проблемы контроля с учетом установленных ограничений и целевых
операционных показателей [6].
Для реализации предложенных механизмов контроля применяются
следующие модели [9]:
• математические модели;
• графические модели;
• статистические модели;
• имитационные модели;
• алгоритмические модели и т.д.» [38].
45
В системах контроля чаще всего применяют математическое и
алгоритмическое моделирование на тактическом и оперативном уровнях
контроля [6]. Применяемые модели должны быть основаны на выбранных
методах и подходах к оперативному контролю производства.
Применение любого типа моделей должно быть основано на следующих
критериях контроля:
1. Критерий использования. Данный критерий подразумевает
максимальное использование всех производственных ресурсов компании.
2. Удовлетворенность клиента. Критерий определяет точность
выполнения сроков поставок и достижения производственных показателей,
направленных на повышение удовлетворенности клиента.
3. Оптимизация затрат.
4. Достижение целевого материального потока.
Использование моделей при оперативном планировании производства
обеспечивают следующие преимущества:
• сокращение затрат на производство, за счет отсутствия
необходимости опробования решений на реальном производстве;
• улучшение использования информации о производстве;
• обеспечение системного подхода к принятию решений;
• возможность анализа нескольких вариантов плана;
• последовательность оценки;
• применение единого подхода к решению проблем. Однако,
моделирование имеет следующие недостатки [6]:
• определение жестких граничных условий и предположений;
• высокая сложность и трудоемкость;
• неправильная оценка результатов моделирования;
• применение несоответствующей модели.
Второй компонент совокупности инструментов СОП ППКТП – ИТ-
инструменты. На сегодняшний день ввиду возрастания требований к
46
производству они являются необходимым условием эффективной работы
предприятия.
Для решения задач СОП ППКТП на текущий момент разработано
множество различных IT-систем: система управления ресурсами предприятия
(Enterprise Resource Planning - ERP), система автоматизированного контроля и
разработки графиков (Advanced Planning and Scheduling - APS), управление
цепочками поставок (Supply Chain Management - SCM) и другие системы учета
и контроля производства. Эти системы разрабатывались с целью сокращения
затрат на процесс контроля и повышения его точности. Основной функцией
данных систем является обеспечение поддержки принятия решений в области
оперативного контроля производства. Неправильная адаптация ИТ-системы
приводит к дисфункциональности системы оперативного контроля. Таким
образом, при применении ИТ-инструментов на практике важно рассматривать
СОП ППКТП как систему принятия решений и уже на этом основании
адаптировать программное обеспечение.
Одним из инструментов, который может обеспечить достижение целей
материального потока является производственная система исполнения MES
(Manufacturing execution system). Цель MES состоит в обеспечении
прозрачности потока создания ценности, в оперативном горизонтальном и
вертикальном управлении производственным циклом с высокой гибкостью.
Область работы MES должна включать в себя широкий функционал от
сбора данных производственного процесса до взаимодействия с программными
приложениями корпоративного управления. Система должна обеспечивать не
только широкий функционал, но и должна охватывать различные временные
горизонты от трех месяцев до нескольких секунд [8].
Для обеспечения целей материального потока в MES должно быть
предусмотрено три основных функциональных группы: производство, качество
и персонал [8]. Каждая функциональная группа должна включать набор
модулей, которые можно активировать в зависимости от целевых показателей
операционной деятельности и операционной стратегии предприятия. Базовая
47
система должна гарантировать, что все модули взаимосвязаны между собой и
обмениваются информацией в реальном времени, кроме того, MES должна
обеспечивать выполнение междисциплинарных функций: управление заказами
на производство, управление запасами и контроллинг производства.
Функциональная группа «Производство» должна включать в себя
следующие модули:
• учет и анализ показателей производства – объем выпуска готовой
продукции, объем расхода сырья и материалов, образование отходов, объем
производства продукции по каждой производственной операции;
• учет загрузки, времени работы и простоев производственных
ресурсов;
• оперативно-календарное планирование производства на основе
полученных данных.
Производственные графики, формируемые системой, должны быть
технически осуществимы и обеспечивать экономическую эффективность
производственного процесса, целесообразность которых должна оцениваться на
основе текущей ситуации. Данный модуль должен обеспечивать возможность
корректировки графика планировщиком в ручном режиме и поддерживать
возможность автоматизированной загрузки производственного плана,
рассчитанного за пределами системы, а также обеспечивать возможность
моделирования и оптимизации рассчитанных планов.
• управление производством – система должна обеспечивать
возможность автоматического управления запасами, управления ресурсами,
управления производственным оборудованием и качественной оценки
вспомогательных ресурсов.
Функциональная группа «Качество» должна включать в себя следующие
модули:
• статистическое управление процессами на основе контрольных карт
Шухарта;
• управление несоответствиями;
48
• входной контроль сырья и материалов;
• управление контрольно-измерительным и испытательным
оборудованием. Данный модуль напрямую должен быть связан с модулям
функциональной группы «производство»;
• учет и управление данными о качестве производства продукции.
Функциональная группа «Персонал» должна включать в себя
следующие модули:
• учет времени работы персонала;
• формирование показателей для расчета заработной платы;
• кратковременное планирование человеческих ресурсов. Данные
этого модуля формируют входные данные для модуля «оперативно-
календарное планирование»
С целью разработки ИТ-системы должны быть сформулированы
функциональные требования к системе. Была определена совокупность
критических функциональных требований к информационной СОП ППКТП:
1. Система должна предусматривать планирование производства как
минимум на двух уровнях: тактическом и оперативном, которые должны
предусматривать четкую взаимозависимость. При изменении производственной
программы система должна предоставлять возможность переконтроля графика
производства и наоборот.
2. Архитектура ИТ-системы должна обеспечивать мониторинг
выполнения запланированных графиков и производственных программ с
возможностью фиксации причин отклонений и возникших проблем.
3. ИТ-система должна обеспечивать возможность выбора наиболее
подходящей модели контроля для конкретного производства.
4. ИТ-система должна использовать как минимум два уровня моделей
принятия решений: агрегированный уровень, используемый при поиске
решений, и подробный уровень, используемый для принятия решений.
49
5. В системе должна быть реализована функциональность расчета
сроков запуска и выпуска заказов на производство в соответствии с выбранным
подходом определения последовательности выполнения заказов.
6. ИТ-система должна содержать библиотеку алгоритмов контроля,
сформированную на основе методов оперативно-календарного контроля, и
обеспечивать возможность выбора наиболее оптимального, в соответствии с
подходом.
7. Библиотека ИТ-системы должна содержать алгоритмы
переконтроля графика производства, а также осуществлять автоматический
запуск переконтроля во избежание задержки принятия решений в управлении
производством.
8. ИТ-система должна позволять добавлять новые алгоритмы
контроля и переконтроля с минимальной трудоемкостью.
9. В ИТ-системе должна быть реализована возможность оценки
принимаемых решений по нескольким целевым показателям операционной
деятельности.
10. Система должна позволять анализировать несколько сценариев
«что-если» на один период контроля.
11. ИТ-система должна обнаруживать потенциальные узкие места
производства и недогруженные ресурсы в соответствии с запланированным
графиком. Данная функциональность позволит планировщикам сосредоточить
свое внимание на критических ресурсах предприятия.
Современные системы контроля ресурсов предприятия (ERP) и системы
расширенного контроля и разработки графиков (APS), пытаются полностью
охватить деятельность оперативного контроля производства [9]. Тем не менее,
как в литературе, так и промышленными компаниями, часто отмечаются
проблемы обработки информации, ее релевантности, а также проблемы
применения результатов математического моделирования на практике в связи с
тем, что они не учитывают весь спектр факторов внешнего окружения [6, 8, 13].
Таким образом, проблема организации оптимального процесса оперативного
50
контроля не может быть решена только с помощью ИТ-систем и методов
моделирования.
Огромное влияние на эффективность внедрения предложенной СОП
ППКТП оказывают процедуры принятия решений, применяемые в компании.
В процессе оперативного контроля производства принимается
следующая совокупность решений [7]:
• стратегические решения: способы производства продукции,
концептуальная разработка структуры предприятия, концептуальная разработка
структуры производства, компоновка оборудования, объемы мощностей.
• тактические решения: оценка необходимых ресурсов,
распределение ресурсов (персонал, оборудование, материалы), формирование
ассортиментной программы.
• оперативные решения: утверждение производственных заданий,
перераспределение ресурсов между производственными заданиями,
приоритизация заданий, которые требуют одинаковых ресурсов, определение
последовательности выполнения производственных заданий, определение
начала и окончания производственных заданий, прерывание заданий, которые
должны быть остановлены.
В результате проведенного анализа была разработана общая процедура
принятий решений для СОП ППКТП (рисунок 3.2):
В рамках шага 1 происходит анализ текущей ситуации, и определяются
отклонения от графика производства, который включает оценку данных,
содержащихся в ИТ-системе, сбор релевантной информации о производстве в
реальном времени путем обхода критических точек производственного
процесса, и оценку показателей материального потока и отклонение заказов на
производство от графика.
На втором шаге осуществляется выявление проблем в ходе
производственного процесса. Выявленные проблемы должны быть
классифицированы как критические, подлежащие немедленному решению, или
как незначительные, требующие дальнейшего мониторинга.
51
Рисунок 3.2 - Процедура принятия решения в процессе
оперативного контроля производства (источник: разработано
автором)
В рамках третьего шага по критическим проблемам должны быть
приняты решения о перепланировании производства. Решение принимается с
учетом полученной информации о состоянии производственных ресурсов,
загрузки оборудования и приоритетности возникших проблем. На данном шаге
перепланирование осуществляется путем немедленного перераспределения
производственных ресурсов, которые оказывают непосредственное влияние на
решаемую проблему.
На четвертом шаге происходит обновление всех сценариев контроля с
учетом решений, принятых в рамках шага 3.
Затем осуществляется выявление потенциальных проблем на
краткосрочном и среднесрочном горизонтах контроля.
В рамках шага 6 должны быть приняты решения по предупреждению
потенциальных проблем при выполнении графика производства на
52
краткосрочном и долгосрочном горизонте контроля. Затем следует произвести
оценку рисков реализации данных решений на практике.
В финале осуществляется планирование нового графика производства с
учетом всех ранее принятых решений, а также анализ возможности выполнения
производственной программы и при необходимости ее перепланирование.
В результате анализа было выявлено, что выбор совокупности
инструментов СОП ППКТП зависит от уровня организации бизнес-процессов
контроля ППКТП. Это означает, что если предприятие обладает низким
уровнем организации данных бизнес-процессов, то применение, например,
инструментов имитационного моделирования будет затруднено ввиду
отсутствия развитой ERP системы на предприятии и недостаточности
информационного обеспечения. И, наоборот, при высоком уровне организации
бизнес-процессов контроля производства, предприятие может применять
сложные инструменты моделирования и автоматизации процессов контроля для
реализации СОП ППКТП на практике. На основе проведенных исследований
были определены уровни организации бизнес-процессов контроля
производства (таблица 3.3). Совокупную оценку уровня организации данных
бизнес-процессов рекомендуется осуществлять с использованием анкеты.
Далее необходимо произвести рациональный выбор инструментов СОП
ППКТП в зависимости от уровня организации бизнес-процессов контроля
производства на предприятии.
«В ходе проведенного исследования было выявлено, что на качество
решения, принимаемого планировщиком, влияют различные производственные
условия, выбранный метод оперативно-календарного контроля производства, а
также уровень незавершенного производства, сложность подхода к
определению последовательности выполнения заказов и информационная
обеспеченность:
• чем выше уровень незавершенного производства, тем больше
возможных альтернатив, тем больше шансов, что инженерно-технический
работник или рабочий внесут изменения в порядок выполнения заказов;
53