Системы MRP и MRP с замкнутым циклом

1.1.1. Системы MRP и MRP с замкнутым циклом

Методология Material Requirements Planning (MRP) - планирования потребностей в материалах (под материалами здесь понимаются как непосредственно материалы, так и сырье, комплектующие изделия, детали, узлы и все остальное, что необходимо для производства продукции), разрабатывалась и предназначена для использования на производственных предприятиях, имеющих дискретный тип производства - серийное, сборка и изготовление на заказ или склад, то есть когда имеется ведомость необходимых материалов и комплектующих изделий для изготовления конечного продукта [2].

В MRP различают независимый и зависимый спрос на материалы, детали и конечные изделия.

Независимый спрос - это потребности в материалах, деталях, узлах и изделиях внешних заказчиков. Эти потребности определяются заказами и договорами с клиентами, а также прогнозом их спроса на планируемый период времени и составляют основной план производства предприятия.

Зависимый спрос - это потребности, в материалах, деталях и узлах, необходимых для выполнения плана производства и поставок. Эти потребности определяются основным планом производства предприятия. Они не прогнозируются, а рассчитываются MRP системой.

Концепция MRP системы, фактически, сводится к двум основным принципам:

·           если есть потребность в конечном изделии, то есть потребность во всех составляющих его компонентах, то есть MRP системы ориентированы на удовлетворение зависимого спроса;

·           обеспечивать производство требующимися компонентами нужно как можно позднее, чтобы сократить уровень запасов с целью сокращения складских расходов и эффективного использования активов предприятия.

Главной задачей MRP системы является гарантированное обеспечение производства материалами и комплектующими изделиями в планируемый период времени.

Элементы MRP системы можно разделить на следующие составляющие:

·           элементы, содержащие входную информацию для планирования потребностей в материалах. Такими элементами являются основной производственный план - Master Production Shedule, перечни компонентов производимых в соответствии с основным производственным планом изделий - Bills of Material, и описание наличия или отсутствия необходимых для производства компонентов - Inventory Status File;

·           программная реализация алгоритмов планирования потребностей в материалах, то есть, собственно MRP;

·           результаты работы MRP системы: план-график заказов материалов - Planned Order Schedule, изменения плана-графика заказов - Changes in Planned Orders, ряд отчетов для контроля и управления процессом снабжения [2].

Рассмотрим подробней входную информацию для MRP системы.

Основной производственный план (Master Production Shedule) является оптимизированным календарным графиком производства партии готовой продукции. Разработка производственного плана, как правило, является итерационным процессом. Первоначально формируется черновой вариант производственного плана для оценки возможности его реализации по имеющимся производственным мощностям. После проведения необходимых итераций план утверждается как действующий, и его данные поступают на вход системы планирования.

Перечень компонентов и состава изделий (Bills of Material) представляет собой номенклатурный перечень материалов, комплектующих деталей и узлов и их количеств, необходимых для изготовления отдельных сборочных единиц и изделия в целом. Эта информация хранится в системе в виде таблиц базы данных. При изменении состава изделий таблицы должны быть своевременно скорректированы.

Описание состояния запасов (Inventory Status File) отражается в соответствующих таблицах базы данных. Для каждой номенклатурной единицы должен быть указан её статус - передана ли она в производство, находится на складе, заказана или её заказ только планируется, а также множество других параметров и характеристик, отражающих её уникальность: код, обозначение, описание, тип, размер, вес, единица запаса, единица хранения, основной поставщик, цена и другие. При изменении статуса учетной единицы соответствующие записи базы данных обновляются.

На основании входных данных MRP система выполняет следующие действия:

·           определяет количественный состав готовых изделий для каждого планируемого интервала времени;

·           к составу готовых изделий добавляет необходимое количество запасных частей и принадлежностей, определенных документацией на изделия и не включенных в план производства;

·           определяет общую потребность в материалах с распределением по периодам планирования;

·           общая потребность материалов корректируется с учетом состояния запасов для каждого периода планирования;

·           формирует заказы на пополнение запасов с учетом времени опережения, определяемого особенностями сроков поставки по каждому типу материалов [2].

Результатом выполнения этих действий является план-график заказов (Planned Order Schedule), определяющий, какое количество каждой номенклатурной единицы в какое время должно быть заказано. План-график заказов является руководством для отдела снабжения по работе с поставщиками и может также определять производственную программу собственного производства комплектующих изделий, если таковые изготавливаются самим предприятием.

Изменения плана-графика заказов (Changes in Planned Orders) являются корректировками к ранее спланированным заказам, которые могут быть по каким-либо причинам изменены.

В качестве дополнительных результатов работы MRP системы можно отметить:

исполнительный отчет (Performance Report), задачей которого является формирование сообщений о критических ситуациях в процессе планирования и ошибках, возникающих в процессе работы системы;

отчет об "узких местах" (Exception Report), предназначенный для информирования о временных промежутках внутри интервала планирования, требующих особого внимания и, возможно, дополнительного внешнего вмешательства в автоматизированный процесс;

отчет о прогнозах (Planning Report), представляющий информацию о возможном будущем изменении объемов выпускаемой продукции на основании анализа текущего состояния производства и отчетов о продажах.

С целью увеличения эффективности планирования MRP систем была предложена идея организовывать их работу по замкнутому циклу (closed loop). Суть идеи заключается во введении в рассмотрение более широкого спектра факторов при проведении планирования и добавлении в систему дополнительных функций, таких как контроль соответствия количества произведенной продукции количеству использованных материальных ресурсов, составление периодических отчетов о задержках заказов, об объемах и динамике продаж и других. Дополнительные функции осуществляют обратную связь в MRP системе, обеспечивая возможность анализировать и контролировать текущее состояние снабжения и производства и повышая гибкость планирования относительно изменений внешних факторов, например, увеличения или снижения прогнозируемого уровня спроса на готовые изделия.

1.1.2. MRP II

Расширение функциональных возможностей систем планирования потребностей в материалах привело к созданию усовершенствованию систем планирования производственных ресурсов - Manufacturing Resource Planning или MRP II. Это, фактически, автоматизированная система планирования всех ресурсов производственного предприятия, включая планирование в натуральных единицах, финансовое планирование в стоимостном выражении, кадровое, а также элементы моделирования производственных ситуаций.

Полнофункциональная MRP II система должна содержать 16 следующих программных модулей:

1.         Планирование продаж и производства (Sales and Operation Planning);

2.         Управление спросом (Demand Management);

3.         Составление основного производственного плана (Master Production Scheduling);

4.         Планирование потребностей в материалах (Material Requirements Planning);

5.         Спецификации изделий (Bill of Materials);

6.         Управление складскими операциями (Inventory Transaction Subsystem);

7.         Планирование поставок (Scheduled Receipts Subsystem);

8.         Управление на уровне производственного цеха (Shop Flow Control);

9.         Планирование производственных мощностей (Capacity Requirement Planning);

10.      Контроль входа/выхода (Input/Output Control);

11.      Закупки (Purchasing);

12.      Планирование ресурсов распределения (Distribution Resourse Planning);

13.      Планирование и контроль производственных операций (Tooling Planning and Control);

14.      Финансовое планирование (Financial Planning);

15.      Моделирование (Simulation);

16.      Оценка результатов деятельности (Performance Measurement) [3].

 MRP II системы обеспечивают планирование материалов для оптимальной организации производства. Поэтому кроме непосредственно MRP функциональности они содержат CRP (Capacity Requirements Planning) функциональность, необходимую для прогнозирования и оценки достаточности производственных мощностей предприятия для выполнения заказов на начальном этапе планирования с учетом времени переналадки, вынужденных простоев и других регламентных работ. CRP функциональность включает:

·           описание структуры производственных рабочих центров с указанием их мощности;

·           описание машин, механизмов и другого оборудования с указанием их нормативной мощности;

·           описание производственных операций, выполняемых в их привязке к рабочим центрам и оборудованию;

·           технологические маршруты выполнения последовательностей операций;

·           расчет потребностей в производственных мощностях для определения критической загрузки и принятия решения о возможности или невозможности выполнения производственного плана.

В процессе работы CRP модуля разрабатывается план распределения производственных мощностей для изготовления каждого конкретного изделия. В соответствии с пробной программой производства определяется степень загрузки каждой производственной единицы оборудования в планируемом временном периоде. Если после работы CRP модуля программа производства признается выполнимой, то она становится основной для MRP модуля. В другом случае в неё вносятся изменения и она подвергается повторной оценке с помощью CRP модуля.

Таким образом, MRP II система представляет собой сочетание планирования по методологии MRP с модулем CRP и функциями управления складами, снабжением и продажами[2].

Кроме того, система класса MRRPII способна адаптироваться к изменениям внешней ситуации и эмулировать ответ на вопрос "Что если". MRPII представляет собой интеграцию большого количества отдельных модулей, таких как планирование бизнес-процессов, планирование потребностей в материалах, планирование производственных мощностей, планирование финансов, управление инвестициями и т.д. Результаты работы каждого из модуля анализируются всей системой в целом, что собственно и обеспечивает ее гибкость по отношению к внешним факторам. Именно это свойство является краеугольным камнем современных систем планирования, поскольку большое количество производителей производят продукцию с заведомо коротким жизненным циклом, требующую регулярных доработок. В таком случае появляется необходимость в автоматизированной системе, которая позволяет оптимизировать объемы и характеристики выпускаемой продукции, анализируя текущий спрос и положение на рынке в целом.

В последние годы системы планирования класса MRPII в интеграции с модулем финансового планирования FRP (Finance Requirements Planning) получили название систем бизнес-планирования ERP (Enterprise Requirements Planning), которые позволяют наиболее эффективно планировать всю коммерческую деятельность современного предприятия, в том числе финансовые затраты на проекты обновления оборудования и инвестиции в производство новой линейки изделий. В Российской практике, целесообразность применения систем подобного класса обуславливается, кроме того, необходимостью управлять бизнес процессами в условиях инфляции, а также жесткого налогового прессинга, поэтому, системы ERP необходимы не только для крупных предприятий, но и для небольших фирм, ведущих активный бизнес [3]. На рисунке 1 представлена логическая схема системы планирования ресурсов производственного предприятия.

Рис. 1. Логическая структура системы планирования ресурсов производственного предприятия.

1.1.3. Системы класса ERP

Дальнейшим функциональным развитием MRP и MRP II стало появление систем планирования ресурсов предприятия – Enterprise Resource Planning – ERP систем. Аналитики компании Gartner Group назвали так системы класса MRP II, имеющие в своем составе модуль финансового планирования FRP – Finance Requirements Planning, но дальнейшее развитие ERP систем существенно расширило эти первоначальные отличия [4].

В основе ERP систем лежит принцип создания единого хранилища данных, содержащего всю корпоративную бизнес-информацию и обеспечивающего одновременный доступ к ней любого необходимого числа сотрудников предприятия, наделенных соответствующими полномочиями. Декларируется, что это должно не только повысить эффективность производственной деятельности предприятия, но и сократить внутренние информационные потоки, уменьшив тем самым затраты на их обеспечение.

Главным же, безусловно, является набор функций ERP систем, основные из которых следующие:

·           ведение конструкторских и технологических спецификаций, определяющих состав производимых изделий, а также материальные ресурсы и операции, необходимые для его изготовления;

·           формирование планов продаж и производства;

·           планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и объемов поставок для выполнения плана производства продукции;

·           управление запасами и закупками: ведение договоров, реализация централизованных закупок, обеспечение учета и оптимизации складских и цеховых запасов;

·           планирование производственных мощностей от укрупненного планирования до использования отдельных станков и оборудования;

·           оперативное управление финансами, включая составление финансового плана и осуществление контроля его исполнения, финансовый и управленческий учет;

·           управления проектами, включая планирование этапов и ресурсов, необходимых для их реализации.

Поскольку основой ERP системы является находящаяся внутри неё MRP II система, то, естественно, что функции и одной и другой во многом схожи. Основными же отличиями ERP систем от MRPII систем можно считать:

·           поддержку большего количества типов производств и видов деятельности предприятий и организаций;

·           планирование ресурсов по различным направлениям деятельности;

·           возможность управления группой автономно работающих предприятий, корпоративными структурами;

·           большее внимание подсистемам финансового планирования и управления;

·           наличие функций управления транснациональными корпорациями, включая поддержку нескольких часовых поясов, языков, валют, систем бухгалтерского учета;

·           большее внимание созданию информационной инфраструктуры предприятия, гибкости, надежности, совместимости с различными программными платформами;

·           интегрируемость с приложениями и другими системами, использующимися предприятием, такими как системы автоматизированного проектирования, автоматизации управления технологическими процессами, электронного документооборота, электронной коммерции;

·           наличие в системе или интеграция с программными средствами поддержки принятия решений;

·           наличие развитых средств настройки и конфигурирования аппаратных и программных средств [4].

В последнее десятилетие успешно развивались интернет технологии, позволяющие предприятиям через информационную сеть обмениваться данными и документами с покупателями и контрагентами. Новые функции работы с интернет, появившиеся в интегрированных системах управления, уже выходят за традиционные рамки ERP, замкнутой внутри производственного цикла предприятия. Сочетание традиционной ERP системы предприятия с интернет решениями для электронного бизнеса привели к созданию новой организационной и управленческой среды и нового качества системы. Результатом этого явилась концепция систем нового поколения - ERP II - Enterprise Resource and Relationship Processing - управление ресурсами и внешними отношениями предприятия, имеющих как бы два контура управления: традиционный внутренний, управляющий внутренними бизнес процессами предприятия, и внешний – управляющий взаимодействиями с контрагентами и покупателями продукции. При этом традиционный внутренний контур управления принято называть back-office - внутренняя система, а функции взаимодействия с контрагентами и заказчиками - front-office - внешняя система.

Таким образом, ERP II система - это методологии ERP системы с возможностью более тесного взаимодействия предприятия с клиентами и контрагентами посредством информационных каналов, предоставляемых интернет технологиями.

1.1.4. Системы CALS

Концепция CALS - Computer-aided Acquisition and Logistic Support - компьютерная поддержка процессов поставок и логистики, зародилась в 80-х годах в военном ведомстве США как подход к повышению эффективности управления и планирования госзаказов с целью сокращения затрат на организацию информационного взаимодействия государственных учреждений с частными фирмами при формализации требований, заказа, поставок и эксплуатации военной техники. Доказав свою эффективность, концепция прошла путь последовательного совершенствования и, сохранив аббревиатуру CALS, получила более широкую смысловую трактовку - Continuous Acqusition and Life cycle Support - непрерывные поставки и поддержка жизненного цикла продукции. В НАТО CALS определяется как совместная стратегия государства и промышленности, направленная на совершенствование существующих процессов путем их преобразования в интегрированную информационную систему управления жизненным циклом изделий [4].

В нашей стране также проводится разработка и внедрение CALS систем. Их заказчиками являются крупные предприятия оборонной промышленности и близких к ней отраслей, таких как космическая, авиационная. То есть, тех отраслей, в которых разработчики, изготовители и пользователи продукции обречены тесно взаимодействовать на протяжении всего жизненного цикла изделия.

Основное содержание концепции CALS составляет набор общих базовых принципов и рекомендуемых технологий управления процессами и данными.

Общими базовыми принципами CALS являются:

·           системная информационная поддержка жизненного цикла изделия на основе использования интегрированной информационной среды;

·           информационная интеграция за счет стандартизации формализованных описаний объектов управления;

·           разделение программ и данных на основе стандартизации структур данных и интерфейсов доступа к ним, ориентация на готовые программно-технические решения, удовлетворяющие требованиям стандартов;

·           безбумажное представление информации, использование электронно-цифровой подписи;

·           параллельный инжиниринг;

·           непрерывное совершенствование бизнес процессов.

К числу рекомендуемых технологий управления процессами относятся:

·           управление проектами (Project Management);

·           управление ресурсами (Manufacturing Resource Planning);

·           управление качеством (Quality Management);

·           интегрированная логистическая поддержка (Integrated Logistic Support).

В качестве технологии управления данными об изделии, процессах, ресурсах и окружающей среде рекомендуется Product Data Management (PDM) [4].

Стратегия CALS предусматривает двухэтапный план создания интегрированной информационной системы:

·           автоматизация отдельных процессов или этапов жизненного цикла изделия и представление данных на них в электронном виде;

·           интеграция автоматизированных процессов и относящихся к ним данных, уже представленных в электронном виде.

Несмотря на зависимость точности расчета потребности от точности вводимой информации метод MRP может быть использован на ОАО «Тайфун». Неточность прогноза или хаотичность спроса на продукцию возможно возможно покрыть страховым запасом. Аналогичное решение можно применить к неточности в определении времени доставки сырья. Но даже с учетом этих факторов, использование MRP позволит сократить запасы за счет более тщательного контроля и расчета необходимого уровня, а также улучшить оперативность и надежность системы планирования в целом, поможет принимать обоснованные решения по планированию.

1.2. Обзор аналогичных программных продуктов

 

1.2.1. MRP - Программа планирования потребности в материалах Примером реализации системы MRP может служить программа «MRP - Программа планирования потребности в материалах», автором которой является Слонов Сергей Олегович.

Программа формирует потребность предприятия в производимых (деталь, сборочная единица) и закупаемых номенклатурных позициях (сырье, материалы, инструмент), выраженную в виде календарного плана.

При разработке программы использовалась методология планирования потребности в материалах MRP (Material Requirements Planning).

Входящие данные для программы:

1.         Календарный план производства продукции.

2.         Остатки сырья, материалов, деталей, сборочных единиц, инструмента на складе.

3.         Спецификации продукции (данные о составе изделий и нормах расхода сырья, материалов, компонентов, инструмента на единицу готовой продукции).

Программа не ориентирована на выполнение заказов. Программа ориентирована на выполнение производственной программы. Т.е. не учитываются остатки готовой продукции на складе.

Потребность отображается в натуральном и в стоимостном выражении.

С помощью программы можно отслеживать остатки товарно-материальных запасов на складе, производственных участках, подрядных организациях. Списание товарно-материальных запасов с производственных участков происходит автоматически согласно спецификации при поступлении готовой продукции или полуфабриката на склад.

При расчете потребности с учетом остатков во внимание принимаются только остатки, находящиеся на складе (место хранения - СКЛАД). Вы можете переименовать это место хранения, например, Материально-техническая база, склад сырья и др.

Программа может использоваться локально или по сети. Сетевой вариант использования хорош тем, что разные пользователи ведут узкое направление, а информацией могут пользоваться все. Например, кладовщик учитывает товарно-материальные ценности на складе, конструктор или технолог составляет спецификации и определяет нормы расхода, экономист, бухгалтер или менеджер вводит цену приобретаемых ценностей, руководитель или начальник производства - план производства. В итоге служба снабжения и руководитель получают расчетную чистую потребность предприятия в производимых (деталь, сборочная единица) и закупаемых номенклатурных позициях (сырье, материалы, инструмент), выраженную в виде календарного плана. Также сетевое использование программы позволяет с разных рабочих мест получить общедоступную информацию: текущие остатки на складе, телефоны фирм, спецификации изделий (нормы расхода). Это позволит более оперативно принимать решения.

Результаты, рассчитанные программой, носят рекомендательный характер для руководителя предприятия, для службы снабжения.

Более подробное описание, инструкции и рекомендации по работе с программой находятся в ней самой.

Программа написана на Microsoft Access 2003, оптимизирована для разрешения экрана 1024х768, распространяется бесплатно с закрытым исходным кодом.

Даже несмотря на бесплатное распространение, использование данной программы на ОАО «Тайфун» невозможно, т.к. все данные хранятся не в Microsoft Access, а в базах данных ORACLE.