Развитие АСУ предприятия

В последнее время ассортимент программного обеспечения по вопросам планирования и управления производством или предприятием становится обширным, многообразным и достаточно сложным. На наш взгляд, в целях упрощения пользованием ими представляется рациональным классифицировать, сгруппировать такие комплексы в зависимости от их свойств. Можно в связи с этим выделить две основные группы.

Первая группа - программные комплексы, работающие в целях проектирования отдельных объектов производства: чертежей, узлов, отдельных рабочих мест и других его частей. Это системы САПР - CAD/CAM/CAE, SCADA, а также и РDМ-система, так как фактически основная составляющая систем типа PDM по большей части включается в системы CAD/CAM. В результате на большинстве западных предприятий, да уже и на многих предприятиях СНГ параллельно действуют системы CAD/CAM/CAE и ERP.

Ко второй группе нужно отнести те системы, которые предназначаются для управления всеми ресурсами предприятия, т. е. выступают на уровне АСУ предприятия: SAP R/3, Oracle, 1C, MRP II, ФОБОС и ряд других под общей символикой ERP. Эти системы сложны как по устройству, так из-за проблемы их выбора, внедрения.

Системы MRP II и ERP в части производства имеют в основе MRP II, поэтому обладают схожими достоинствами и недостатками, так как практически строятся на общей идеологии планирования производства. Несмотря на широкий и разнообразный круг предлагаемых программных средств по управлению производством под эгидой ERP, результативность их весьма неоднозначна.

ЕRР-системы и АСУ предприятия. ЕRР-системы (Enterprise Resource Planning) можно перевести как планирование ресурсов предприятия. Ближе всего по российским понятиям, вероятно, это название можно расшифровать как АСУ предприятия. Посмотрим, как продвигается внедрение ЕRР-систем в сфере информационных технологий в нашей стране.

Системы ERP - одни из самых быстро-внедряемых в мире. Медленно, но верно растет спрос на них и в России. Существуют различные подходы к организации производственного планирования, каждый из которых обладает определенными достоинствами и недостатками. Так, МRР-алгоритм применим лишь в очень ограниченном количестве случаев, на простых и стабильных производствах; АРS-алгоритм применим практически везде. Эти алгоритмы, как правило, встраиваются в ЕRР-системы.

Однако даже с "правильной" методологической системой планирования ЕRР-система может и не заработать при решении задач планирования. Действительно, возникают существенные проблемы: если какие-то алгоритмы не работают, то как же может работать вся система?

Прежде всего, это очень сложные и дорогостоящие системы. Хотя они и считаются многофункциональными, т. е. выполняющими большой набор производственных функций на предприятии, тем не менее из опыта их внедрения выясняется, что эти "многие функции" плохо структурированы, недостаточно прозрачно описаны и как бы сведены в один большой конгломерат, в котором пользователям нелегко разобраться. Выбор ЕRР-решения требует серьезного обследования организации и четкого формулирования требований к корпоративной информационной системе. В последнее время все громче заявляют о себе отечественные поставщики этого класса решений. Конкуренция возрастает, появляется все большее количество новых разработчиков, в результате заказчику предлагается разработка программного обеспечения на заказ, а также весьма широкий ассортимент программ, направленных на решение различного спектра задач. Чем более подходит система для конкретных операций, тем меньше времени и средств будет потрачено на модификацию и тем удобнее будет с системой работать. Выбору системы предшествует, на наш взгляд, следующее: проектировщики систем должны обследовать, упорядочить существующие на предприятии информационные и материальные потоки, создать из них информационную базу и затем готовый результат предлагать пользователям.

В настоящее время при управлении производственной деятельностью машиностроительного предприятия широко используются концепции MRP, MRP2, ERP, ЛТ и т. п., для информационной поддержки которых существует большое количество программных платформ. Однако на предприятиях машиностроения редко используется только одна такая платформа, охватывающая хотя бы большую часть вопросов управления производством. Как правило, одновременно используются различные программы разных фирм, обеспечивающие автоматизацию некоторых аспектов управления. Взаимосвязь этих программ обычно отсутствует, что приводит к серьезным затруднениям при управлении производством.

Такое положение диктует необходимость перехода к интегрированным системам управления предприятиями, однако постепенно становится все более очевидным, что полная автоматизация всех сторон деятельности по управлению производством в рамках одной (пусть даже очень мощной) системы неосуществима.

Как видим, с одной стороны, интерес предприятий к интегрированным системам управления производством и предприятием огромен, с другой - он настолько сложен, что специалисты склонны считать его даже неосуществимым. К тому же стоимость ЕRР-систем и сроки внедрения так велики, что такие системы практически недоступны большинству малых и средних предприятий нашей страны.

Большой интерес к системам ERP и рост числа предприятий, отважившихся на их внедрение, часто обусловлен исходящими от поставщиков обещаниями значительных преимуществ, которые предприятия могут получить в результате использования таких систем. Однако в противоположность обещаниям нередко ЕRР-проекты заканчиваются неудачей. Некоторые обзоры, периодически появляющиеся в западной прессе, приводят данные о том, что примерно 70% проектов внедрения систем ERP не достигают заявленных целей.

Как видим, хотя интерес к таким системам большой, но успехи их не очень обнадеживают. Более того, если даже успех сопутствует лишь половине попыток внедрения ЕRР-систем, то и такая ситуация выглядит слишком серьезной, требуя критического анализа и осмысления. Перечисленные выше системы типа АСУ предприятия еще не решили задачи управления предприятием в целом. Можно ли найти какой-то выход из этого критического положения?

Предприятие - система, состоящая из нескольких подсистем. В целях упрощения проектирования больших интегрированных систем, претендующих на управление предприятием, предлагаем свой взгляд на структуру АСУ предприятия. Такие системы лучше разложить на их естественные составляющие подсистемы.

По нашему мнению, сложность вопроса об АСУ предприятия возникает потому, что предприятие - это объект, который приобрел новые свойства по сравнению со своими крупными частями, тоже являющимися системами. Предприятие можно легче изучить и даже частично смоделировать, если разложить это целое на составляющие его основные функции, органически необходимые для его существования и процветания. Выделим те информационные подсистемы, которые объективно существуют на предприятии и в сумме составляют его органическое единство.

Основные информационные подсистемы АСУ предприятия. Итак, какие же основные информационные части можно выделить на промышленном машиностроительном предприятии? Здесь речь будет идти именно о машиностроительном производстве как наиболее сложном.

Производство. Оно первоначально определяет существование всех других подсистем, являющихся производными от него. Тем более любые системы, претендующие быть корпоративными информационными, должны иметь в своей основе отлично налаженное планирование и управление производством в целом по заводу, иначе они не смогут выполнять свою главную функцию. Поэтому будем считать, что решение задачи управления производством стоит на первом месте при проектировании каких-либо автоматизированных систем управления предприятием. Только после успешного решения задачи управления производством можно охватывать и более широкий круг вопросов по компьютеризации предприятия.

На большинстве предприятий в нашей стране сейчас хорошо компьютеризированы такие службы, как бухгалтерия, финансовые отделы, возможно, управление кадрами, управление материально-техническим снабжением и некоторые другие. Однако их программные комплексы не решают вопросов управления производством. Для этой цели нужны другие программы, другие информационные базы и, очевидно, другие алгоритмы расчетов.

Учетные функции - учет. Здесь речь идет об учете всех материалов и предметов, находящихся на складах предприятия. Будем понимать учет в широком смысле, т. е. как учет различных материальных ценностей, а также выполнения (невыполнения) производственных работ.

Служба снабжения. Выражаясь в терминологии системы MRP II - это "запасы". Запасы - прямая функция отдела снабжения, его дело - обеспечить нужные материалы вовремя. Отделу снабжения нужен от производства лишь один разрез информации: заявка, какие материалы и предметы, в каком количестве и к какому сроку нужно обеспечить. Далее начинается прямая работа на внешнем (по отношению к заводу) рынке. Главное - достать материалы в нужном количестве и в нужные сроки. У отдела снабжения должна быть своя информационная база, в которой представлены различные поставщики продукции, договоры на поставку, сроки, условия поставки и т. д.

Служба сбыта. Ее функции идут как бы в обратном направлении по сравнению со службой снабжения. Если снабженцам важно купить, то сбытовикам важно продать. Это тоже внешняя по отношению к предприятию функция.А от производства им нужно только сообщение, что такая-то продукция уже готова и можно ее реализовать на рынке. Дальше начинается их непосредственная работа.

Бухгалтерия. Это одна из наиболее хорошо автоматизированных подсистем на предприятиях. Огромное большинство предприятий имеют в своем пользовании тот или иной программный комплекс по бухгалтерскому учету.

Финансовая служба. Она также имеет в своем распоряжении более или менее доступные средства автоматизации своих функций.

Учет кадров - управление персоналом. Здесь также предлагается определенный набор программных средств на рынке информационных технологий. Эта подсистема сравнительно легко поддается компьютеризации.

Все указанные подсистемы, кроме производства, имеют одно общее свойство - они относительно независимы от производства, они сравнительно легко поддаются компьютеризации, по крайней мере, не имеют под собой каких-то принципиальных трудностей. Но они имеют еще и другое важнейшее свойство - каждая из них управляется человеком, т. е. именно человек (а не компьютер), принимает основные управляющие решения, выполняет управление своей подсистемой. Все связи между производством, снабжением и сбытом и другими подсистемами, кроме определенной передачи данных между ними, относятся к человеческому уровню управления. Анализировать отклонения, находить финансы, задерживать или ускорять выпуск запланированных изделий в связи с какими-либо обстоятельствами, принимать любые другие решения - это решает человек, а не компьютер.

Было бы неправильным, на наш взгляд, представлять автоматизированную систему управления предприятием как единый программный комплекс. Это скорее должен быть набор отдельных комплексов, где каждый выполняет самостоятельную управляющую функцию или ряд родственных функций. А во главе каждой из них, конечно, стоит человек и выполняет полноценное управление процессом. Компьютер же при этом может только помочь ему в больших или сложных вычислениях.

Предлагаемые ЕRР-системы, претендующие на управление всеми ресурсами предприятия, несколько завысили заявленные обещания и еще не решили задачи управления предприятием в целом. Можно ли найти какой-то выход из этого положения?

Никакие рассуждения об эффективности, оптимальности, рациональности, функциональности не могут и не должны заменить собою конкретное описание конкретной информации, которую умеет рассчитывать компьютер внутри каждой из подсистем и на стыке между ними. В системе воплощается схема основных управляющих функций на предприятии, если посмотреть на их взаимосвязь с точки зрения предприятия в целом. Другими словами, это как бы кирпичи, которые могут и должны лечь в фундамент АСУ предприятия.

Если принять во внимание такую классификацию управляющих функций на предприятии за основу, то разработка информационных технологий для него станет намного легче и проще, чем без такого разделения функций.

Производство - это тоже подсистема. Информационная подсистема "Производство" тоже достаточно сложна для автоматизации, если учесть все многообразие различных изделий, их конструкций, технологий их изготовления, различных форм организации производств и т. д. и т. п.

По нашему мнению, поставленную задачу можно существенно упростить, если разложить проблему автоматизации планирования производства как минимум на две части - отделить самый крупный, верхний уровень управления от другого - более детального, конкретного, включающего остальные специфические вопросы производства.

Первый, верхний уровень планирования должен быть универсальным, типовым, подходящим для любого предприятия, это как бы взгляд с капитанского мостика корабля. Второй, подчиненный первому, более детальный уровень планирования будет специфическим для каждого предприятия, но это не помешает работе и обзору проблем с верхнего уровня.

Решение этой проблемы существует и состоит в том, что проектирование систем управления производством, так же как и АСУ предприятием, нужно разложить на разумные части, каждая из которых будет проектироваться своими методами, а в сумме они могли бы принести большую пользу как для производства, так и для предприятия в целом.

Очевидно, нужно найти такую структуру, которая могла бы связать в единое целое все производство предприятия, охватить все его цеха и отделы и все выпускаемые изделия. Здесь не нужно изобретать какие-то искусственные вещи, а лучше всего взять то, что лежит на поверхности и является объективным фактором, т. е. не зависящим от разработчиков или чьих-то прихотей. Этот фактор - выпускаемая заводом продукция. Для машиностроительного завода -это машиностроительные изделия. Они объективно представляют собой иерархические ориентированные сети, определенные конструкцией изделий, конструкторская спецификация определена через ГОСТ 2. 108-68. Эта сеть не нарушается, если добавить к ней цепочку технологических операций, показывающих вхождение одного узла (детали) в свои вышестоящие узлы. Сеть только лишь детализируется.

Эта конструкторско-технологическая сеть и есть основной стержень производства. Если ко всем наиболее важным технологическим операциям добавить реальное время их выполнения, то получится полная картина существования во времени всего цикла изготовления изделия. Когда руководство определит нужные сроки выпуска готового изделия, можно по этой дате вычислить сроки запуска-выпуска каждой работы на этой сети.

Таким образом, руководство завода получает инструмент по отслеживанию основных, наиболее важных технологических этапов, т. е. возможность следить за всем ходом производства.

Предлагаемая система АСУП - это система планирования производства верхнего, самого крупного уровня, который охватывает наиболее важные и ответственные участки производства на предприятии и оставляет на усмотрение цехов и отделов остальную детальную и специфическую работу по выполнению производственных планов. Все системы автоматизации, отнесенные выше к первой группе, работают над отдельными объектами в производстве. Но их что-то должно связать вместе, связать завод в единое управляемое целое. Это может сделать только указанный выше производственный цикл (время) по всей технологической цепочке. Поэтому подсистему АСУП заменить нечем. Как бы ни были сложны подсистемы по проектированию и изготовлению изделий в цехах и отделах - это другой, более подробный и детальный уровень производства, скорее уровень АСУ ТП.

Руководству высшего звена необязательно знать все детали и тонкости ежедневной и ежечасной жизни производства. Ему важно знать, выполняется или не выполняется намеченный на заводе крупный план, а также анализировать наиболее крупные отклонения. С мелкими отклонениями цеха и отделы часто могут справиться сами, без участия высшего руководства.

Подсистема АСУП берет в свою информационную базу лишь самые крупные нормативы из технологии (производственный цикл Т, нормы расхода материалов, оборудования, инструмента и др.) и не касается детальных технологических процессов, то ее место находится между уровнем управления руководства предприятия и ежедневной кропотливой и ювелирной работой цехов и отделов.

Иерархию управляющих уровней можно представить примерно так: руководство предприятия; подсистема АСУП; производство и подсистема АСУ ТП.

АСУП - российские разработки недавних лет. Это технический проект, полностью предназначенный для программирования указанной темы, т. е. планирования производства на укрупненном уровне. Есть острая необходимость выполнить программирование в соответствии с данным проектом. В случае реализации будет получен полезный в производстве программный комплекс. Он имеет следующие особенности: проект универсальный (его функции применимы к любому предприятию); простой (нужно всего четыре файла в информационной базе) и поэтому сравнительно дешевый; задача экономична для руководства: оно задает только три параметры - какие изделия, когда и сколько нужно выпустить. Остальную работу по планированию выполняет компьютер; здесь реализовано сетевое планирование производства.

В информационную базу входят: конструкторская спецификация (ЕСКД ГОСТ 2. 108-68); нормативная технология, где в базу берется только код и наименование технологической операции и ее главный параметр - реальное время выполнения операции (ее производственный цикл Т), а также любые другие нормы расхода: материалов, оборудования, инструмента, трудовые, стоимость и т. д.; справочник применяемых в производстве материалов и др. предметов; учетные файлы по выполненным работам и наличию тех же материалов и других предметов на складах.

Для расчетов нужно всего два расчетных числа - количество (узлов, деталей) на изделие и опережение работ по отношению к выпуску готового изделия. В итоге получим привязку всех работ к календарной рабочей оси времени завода, а вместе с ними и потребность в материалах, оборудовании и других ресурсах для выполнения плановой программы. Задача планирования решена, можно печатать документы для служб.

Можно также дать и расчет обеспеченности необходимыми ресурсами плановой программы с указанием дефицита ресурса или его избытка.

Критерий эффективности экономической информационной системы. Как быть предприятиям, если сложно выбрать нужную систему? Можно ли найти какие-то критерии и правила для отбора таких систем, чтобы пользователям легче было разобраться в реальных или мнимых достоинствах предлагаемых систем?

Одной из сложностей в освоении зарубежных программных комплексов является закрытость их структур и информационных баз для пользователя. Представляется необходимым и обязательным условием открывать свои базы пользователям во время продажи программных систем, чтобы они были прозрачными и понятными персоналу предприятий.

Сформулируем критерий эффективности экономической информационной системы. Всякая серьезная экономическая система, предлагающая свои услуги по планированию производства на предприятии, должна тщательно описать входные данные, которые предприятию нужно ввести в эту систему.

Создание входной информационной базы - огромный труд для любого предприятия. Поэтому затраты должны быть строго оговорены. Сопоставление затрат по созданию входной информационной базы и полученных на ее основе результатов - это фактически и есть критерий эффективности применяемой системы. Его составляющая: входная информационная база, выходные документы системы должны быть открыты; экономическая система выгодна и эффективна, если результаты, полученные на выходе после ее внедрения, гораздо больше, лучше, выгоднее, эффективнее, чем в период до создания информационной базы.

Никаких формальных, количественных критериев такой оценки автор не предлагает, это чисто качественная оценка, это фактор человеческого мышления и опыта, наконец, реального знания специалистами своего предприятия.

И если эти условия не выполняются, пользователям не стоит покупать систему, так как затраты будут больше, чем результаты.

Экономическая эффективность автоматизации планирования производства на предприятии. Прежде всего, если говорить о компьютерных расчетах, это сокращение ручного труда по обработке информации, повышение точности и скорости этих расчетов. Следовательно, повышение производительности системы управления предприятием и повышение его конкурентоспособности в рыночных условиях.

Преимущество предлагаемого проекта планирования производства (АСУП) в том, что плановые расчеты на период (месяц, квартал, год) получаются буквально нажатием нескольких кнопок компьютера. Расчет идет практически за один прогон базы. На вход руководство дает три числа: каких изделий, сколько и к какой дате нужно выпустить. Остальную работу по плановым работам рассчитывает компьютер, разумеется, на основе созданной информационной базы. Можно получить список технологических работ на плановый период. Важно отметить, что вместе с работами можно дать их полную комплектацию - ни одна деталь, узел или материал не будут забыты (они будут взяты из базы).

Планирующие органы при этом значительно освобождаются от своей текущей работы. Это можно оценить как снятие не менее половины, т. е. 50% их ежедневной работы. На каждом конкретном предприятии это можно выразить в часах, днях или в деньгах.

Так как вместе с работами (операциями) взяты в базу и нормы расхода материалов, то можно получить расчет потребности в материалах на плановый период (по цеху, по заводу), не менее 50% облегчения в работе специалистов, занятых планированием и суммированием потребных материалов на период.

Поскольку в базу взяты и нормы расхода оборудования, то можно получить расчет потребности в оборудовании на плановый период (по цеху, по заводу), не менее 50% облегчения в работе специалистов, занятых планированием и расчетами загрузки оборудования на период.

Если в базе представлены нормы расхода инструмента на операцию, то можно получить расчет потребности в инструменте на плановый период (по цеху, по заводу), не менее 50% экономии в облегчении трудоемкости ручных расчетов. Если в базе присутствуют нормы расхода трудовых ресурсов на операцию, то можно рассчитать потребность в трудовых ресурсах на период (по цеху, по заводу), добиться не менее 50% экономии в ручных расчетах.

Расценки в базе на выполнение технологических операций позволяют определять стоимость работ на плановый период (по цеху, по заводу), до 50% их трудоемкости, расчет обеспеченности необходимыми ресурсами плановой заводской программы (по цеху, по заводу) с указанием всех узких мест в материальном обеспечении, т. е. дефицита ресурса или его избытка.

Проверка на обеспеченность любыми ресурсами выполняется очень просто - нужно сравнить потребность в ресурсах плановую и наличие этих ресурсов на складах предприятия, т. е. провести сравнение с ресурсами, указанными в учетных файлах.

Формула проверки очень проста: ресурс плановый = ресурса учетного, фактического?

Если план больше факта, то имеем дефицит ресурса, и для служб снабжения нужен срочный сигнал о принятии соответствующих мер. При плане меньше факта - избыток ресурса, и тогда есть информация для размышления руководству и принятия нужных мер.

Пока набор различных программных средств не предлагает возможности таких полезных и исключительно важных расчетов для заводов.

От универсальности планирования к АСУ предприятия. Предлагаемый проект АСУП универсален, т. е. идеология его планирования применима к любому машиностроительному предприятию. Универсальность его в том, что информационная база, положенная в основу системы, присутствует на любом предприятии.

Конструкция изделия в виде конструкторской спецификации (таблица, которая является приложением к чертежу и несет всю информацию о составе изделия) имеется везде, где есть изделия машиностроения.

Нормативная технология в виде производственного цикла на технологическую операцию (время ее выполнения), норм расхода материалов, оборудования и др. также объективно присутствуют везде, где есть производство. Нужно просто ввести их в базу по определенным инструкциям. Получаем ориентированную конструкторско-технологическую сеть.

Алгоритмы, применяемые при расчетах, - сетевые методы, обрабатывают сети любой сложности. Тогда задача укрупненного планирования работ и необходимых для них материальных ресурсов будет решена.

Именно при такой универсальной постановке задачи планирования производства и необходимо строить АСУ предприятия вместе со всеми нужными информационными подсистемами. АСУ предприятия - это не только насущная необходимость, но и вполне осуществимая реальность.