Классификация типов производств

Раздел 6. СИСТЕМЫ ПЛАНИРОВАНИЯ РЕСУРСОВ

Тема 2. Системы планирования производственных ресурсов (MRP-II)

Задачи планирования производственных ресурсов

В 80-х годах базовые принципы методологий MRP (Material Requirements Planning, планирование потребности в материалах), CRP (Capacity Requirements Planning, планирование потребности в мощностях), Closed Loop MRP (планирование потребностей в материалах в замкнутом цикле) были суммированы в единую методологию планирования – MRP II (Manufactory Resource Planning, планирование производственных ресурсов), разработанную в США и поддерживаемую американским обществом по контролю за производством и запасами – American Production and Inventory Control Society (APICS). APICS регулярно издает документ "MRP II Standart System", в котором описываются основные требования к информационным производственным системам.

MRP II Standart System содержит описание 16 групп функций системы:

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

2. Demand Management (Управление спросом).

3. Master Production Scheduling (Составление плана производства).

4. Material Requirement Planning (Планирование материальных потребностей).

5. Bill of Materials (Спецификации продуктов).

6. Inventory Transaction Subsystem (Управление складом).

7. Scheduled Receipts Subsystem (Плановые поставки).

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

9. Capacity Requirement Planning (Планирование производственных мощностей).

10. Input/output control (Контроль входа/выхода).

11. Purchasing (Материально техническое снабжение).

12. Distribution Resourse Planning (Планирование ресурсов распределения).

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

14. Financial Planning (Управление финансами).

15. Simulation (Моделирование).

16. Performance Measurement (Оценка результатов деятельности).

Римская цифра "II" в названии новой методологии MRP II возникла ввиду сходности аббревиатур Manufactory Resource Planning и Material Requirements Planning, и указывает на более высокий уровень планирования по сравнению с Material Requirements Planning. Иногда ее опускают, если из контекста понятно, о какой системе идет речь.

MRPII (от англ. Manufacture Resources Planning — планирование производственных ресурсов) — концепция управления производственным предприятием, основанная на взаимосвязанном планировании производственных мощностей, потребности в материалах, финансах и кадрах.

MRPII занимается оперативным планированием продукции и материалов в натуральных единицах, финансовым планированием в стоимостных единицах и обладает возможностями моделирования. Стандарт MRPII разработан в США и поддерживается Американским обществом управления производством и запасами — American Production and Inventory Control Society (APICS). APICS регулярно публикует стандарт "MRPII Standart System", в котором определяются основные требования к информационным производственным системам (http://www.apics.org/).

MRPII-система — интегрированная электронная информационная система управления, реализующая концепцию MRPII.

Методология MRP II описывает сквозное планирование и управление цепочкой "сбыт – производство – склад – снабжение". В отличие от предшествующих методологий планирования, она фокусируется на оперативном планировании и управлении всем производственным процессом, а не отдельными его фрагментами.

Методология MRP II нацелена на решение следующих основных задач

1. Сформировать основной производственный план-график (объемно-календарный план, Master Production Schedule – MPS), расписывающий, что и в каком количестве будет производить предприятие в каждый период отрезка планирования. С одной стороны, этот план должен максимально учитывать имеющийся портфель заказов и маркетинговые исследования спроса, чтобы своевременно удовлетворить потребности клиентов, но и не производить излишек продукции, который впоследствии долго пролежит на складе, дожидаясь своего покупателя. С другой стороны, составленный план должен быть выполним при текущей структуре активов компании (производственные мощности, персонал, финансовое обеспечение). Достижение компромисса между удовлетворением рыночного спроса и осуществимостью такой производственной программы – очень важная задача, и она успешно решается с использованием методологии MRP II.

2. Составить оперативные планы, раскрывающие реализацию утвержденной производственной программы: план-график производственных работ, план-график закупок сырья и материалов, план-график использования денежных средств. По этим планам впоследствии строится вся производственная деятельность предприятия. Однако MRP II увеличивает ценность этих планов тем, что в рамках данной методологии решается важная задача оптимизации потребления ресурсов. А именно, при составлении планов преследуется цель оптимального распределения потребляемых ресурсов (денежных средств, материалов, производственных мощностей) по всему отрезку планирования. Необходимо, с одной стороны, обеспечить выполнение основного план-графика производства и бесперебойность производственного процесса, и, с другой стороны, предотвратить создание излишних материальных запасов. Достижение такой цели требует интегрированного планирования потребности в ресурсах, т.е. планирования потребностей на уровне всех подразделений, участвующих в производственном процессе (производственных, складских, снабженческих и сбытовых), с рассмотрением сложной системы взаимосвязей между этими подразделениями.

Реализация методологии MRP II в конкретной информационной системе предполагает наличие обратной связи, информирующей о качестве выполнения сформированных планов и позволяющей, при необходимости, внести коррективы в эти планы.

Задачей информационных систем класса MRP II является оптимальное формирование потока материалов (сырья), полуфабрикатов (в том числе находящихся в производстве) и готовых изделий. Система класса MRP II - имеет целью интеграцию 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.

Первоначально методология MRP II разрабатывалась для сборочных (дискретных) производств. Классическим примером дискретного производства является машиностроение. Не вдаваясь в детали, дискретное производство можно определить так: это производство по сборке конечного изделия, основанное на иерархическом описании состава изделия. Впоследствии аналогичные принципы и методы планирования были разработаны и для других типов производств.

Этапы планирования производственных ресурсов

В работе MRP II-системы выделяются три этапа:

Первые два предполагают реализацию методологии MRP II и заканчиваются утверждением планов. Последний же, протекающий параллельно с реальным производственным процессом, включает контроль выполнения сформированных планов и оперативное, по мере необходимости, внесение поправок в ход производства:

В основу MRP II положена иерархия планов. Планы нижних уровней зависят от планов более высоких уровней, т.е. план высшего уровня предоставляет входные данные, намечаемые показатели и/или какие-то ограничительные рамки для планов низшего уровня. Кроме того эти планы связаны между собой таким образом, что результаты планов нижнего уровня оказывают обратное воздействие на планы высшего уровня.

Если результаты плана нереалистичны, то этот план или планы высшего уровня должны быть пересмотрены. Таким образом, можно проводить координацию спроса и предложения ресурсов на определенном уровне планирования и ресурсов на высших уровнях планирования.

1. На основе заказов независимого спроса формируется основной производственный план-график.

o По данным производственного плана, исследований рынка, прогноза спроса (который может создаваться на основании исторических данных, маркетинговых исследований, статистических исследований собственных продаж и т. д.), портфеля заказов (обеспеченных долгосрочными контрактами) на продукцию составляется предварительный план-график выпуска конечных изделий.

o Запускается процедура RCCP (Rough Cut Capacity Planning, предварительное планирование мощностей) − быстрота проверки выполнимости составленного плана с точки зрения имеющихся мощностей и существующей технологии производства. Эта процедура предполагает создание потока заказов зависимого спроса между подразделениями предприятия, задействованными в производственном процессе, и проверку выполнимости этих заказов на заранее выделенных критических участках производства (т.е. в рабочих центрах, которые лимитируют или же определяют сменный выпуск изделий).

o Если предварительный план-график выпуска конечных изделий признается реально осуществимым, то он становится основным планом выпуска. В противном случае в предварительный план-график вносятся изменения, и он подвергается повторному тестированию с помощью процедуры RCCP.

2. На основе принятого производственного план-графика планируются потребности в материалах, мощностях и финансовых ресурсах.

o Запускается стандартный MRP-цикл, основным результатом которого является план-график заказов на закупку/производство материалов и комплектующих.

o Запускается CRP-цикл, который дает план-график производственных работ, описывающий всю дальнейшую производственную деятельность.

o По этим двум документам оценивается потребность в финансах (Financial Requirements Planning – FRP) для осуществления производственной деятельности. То есть рассчитываются операционные расходы на закупку материалов, производственные нужды, зарплату производственному персоналу и т.д., и эти расходы распределяются по всему горизонту планирования.

3. В соответствии со сформированными план-графиками начинается реальная производственная деятельность. При этом MRP II-система осуществляет оперативное управление производственным процессом: контролирует выполнение плановых заданий и при необходимости вносит коррективы в действующие планы.

o Выполнение плановых заданий оперативно регистрируется в MRP II-системе. Система, на основе сравнения фактических и нормативных показателей, анализирует протекание хозяйственного процесса.

Например, для контроля выполнения CRP-планов MRP II-система в течение всего планового периода отслеживает величину производительности каждой производственной единицы. Фактическая производительность сравнивается с нормативным показателем производительности и, если отклонение превышает заранее заданную допустимую величину, система дает сигнал управленческому персоналу о необходимости срочного вмешательства в работу данной производственной единицы и принятия мер к повышению ее производительности. Такими мерами может служить, например, привлечение дополнительных рабочих или увеличение нормативного времени работы отстающей производственной единицы.

Аналогично система отслеживает потребление производственными единицами материалов и комплектующих и регистрирует отклонение фактических и нормативных показателей потребления по каждой производственной единице. Это позволяет быстро диагностировать ситуацию, когда производственная единица не развивает плановой производительности из-за недостаточного снабжения материалами.

o Анализируя ход производственного процесса, MRP II-система ежедневно формирует сменные задания для рабочих центров (Operation lists), которые отсылаются руководителям рабочих центров. Сменные задания отражают последовательность проведения рабочих операций над сырьем и комплектующими на каждой единице производственных мощностей и длительность этих операций. В отличие от план-графика производственных работ, формируемого CRP-модулем, в этих цеховых заданиях автоматически учитывается уменьшение/увеличение скорости работы производственной единицы: сменные задания могут содержать как запоздавшие по каким-либо причинам производственные заказы (уменьшение скорости обработки), так и производственные заказы, запланированные на последующие плановые периоды (увеличение скорости обработки).

o Точно так же, формируя скорректированные ежедневные задания на закупку/поставку сырья и комплектующих, MRP II-система регулирует работу снабженческих, сбытовых и складских структур предприятия.

Результаты использования интегрированных систем стандарта MRP II: получение оперативной информации о текущих результатах деятельности предприятия как в целом, так и с полной детализацией по отдельным заказам, видам ресурсов, выполнению планов; долгосрочное, оперативное и детальное планирование деятельности предприятия с возможностью корректировки плановых данных на основе оперативной информации; решение задач оптимизации производственных и материальных потоков; реальное сокращение материальных ресурсов на складах; планирование и контроль за всем циклом производства с возможностью влияния на него в целях достижения оптимальной эффективности в использовании производственных мощностей, всех видов ресурсов и удовлетворения потребностей заказчиков; автоматизация работ договорного отдела с полным контролем за платежами, отгрузкой продукции и сроками выполнения договорных обязательств; финансовое отражение деятельности предприятия в целом; значительное сокращение непроизводственных затрат; защита инвестиций, произведенных в информационные технологии; возможность поэтапного внедрения системы, с учетом инвестиционной политики конкретного предприятия.

Изначально методология MRP II и MRP II-системы разрабатывались для сборочных производств. Однако свыше 40% промышленных компаний мира представляют собой предприятия с другим типом производства – процессным.

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.

Классификация типов производств

По классификации, предложенной Gartner Group, все многообразие производств можно свести к трем основным типам:

· проектное производство;

· дискретное производство;

· процессное производство.

Проектное производство – это уникальное разовое производство (например, ракетостроение, судостроение), технология которого заранее не задана.

Основным отличительным признаком дискретного производства является наличие счетных единиц выпускаемой продукции, которая, в свою очередь, собирается из отдельных компонент. Поэтому в дискретном производстве основой для изготовления (сборки) конечного продукта является иерархическое описание состава изделия (т.е. конструкторская или производственная спецификация конечного изделия). Классический пример дискретного производства – машиностроение.

В дискретных производствах выделяют несколько существенно различных видов организации производства:

· изготовление на склад (Make-To-Stock – MTS): объем производства планируется, исходя из "оптимальной загрузки производственных мощностей"; при этом предполагается, что вся произведенная продукция найдет сбыт;

· изготовление на заказ (Make-To-Order – MTO): объем выпуска планируется, исходя из поступивших заказов на продукцию, причем различают:

o разработку на заказ (Engineering-To-Order – ETO), когда приходится начинать с проектирования заказанного изделия, разработки конструкторской и технологической документации;

o сборку на заказ (Assembling-To-Order – ATO), при которой используется уже имеющаяся на предприятии конструкторская и технологическая документация на различные узлы, однако допускается небольшая вариабельность состава изделия, в зависимости от заказа клиента (при этом все исходные компоненты предполагаются имеющимися на складе).

Процессное производство состоит из ряда технологических процессов (например, смешивание, растворение, нагрев), каждый из которых не может быть прерван в произвольный момент времени. Помимо конечного продукта в процессном производстве обычно выпускается множество побочных и сопутствующих продуктов.

Технологический процесс, как правило, подразделяется на несколько этапов, описываемых своей рецептурой. На выходе одного и того же процесса могут получаться различные продукты, в зависимости, например, от концентрации исходных компонент, температурного режима, катализаторов. Некоторые процессы могут рекурсивно повторяться (рецикл).

Для процессных производств характерны неразрывные внутренние связи между различными видами продукции, производимыми в ходе одного процесса. Например, при переработке нефти на одной установке одновременно получаются нефтепродукты от газойля и бензина до мазута и битума, причем состав выпускаемой продукции невозможно изменить.

По свойству дискретности/непрерывности во времени выпуска конечного продукта, среди процессных производств выделяют, соответственно, повторяющиеся (например, фармация, пищевая промышленность, целлюлозно-бумажное производство, химическая промышленность) и непрерывные (например, энергетика, нефте- и газодобыча, нефтехимия, первичная металлургия).

Для каждого из типов производств характерны своя специфика планирования и управления. Если в планировании дискретных производств исходят из объемных показателей производственных планов и жестко заданного состава конечного изделия, то в проектных производствах опираются на список работ по проекту и их взаимосвязи (то есть составляют так называемые сетевые графики). В процессных производствах на первое место выходят показатели загрузки производственных мощностей и вариантность технологического процесса.

Разработанная изначально для дискретного производства, методология MRP II не отвечала специфике других типов производств. Попытки "скорректировать" лежащую в ее основе математическую модель для применения, например, в процессном производстве, приводили к таким нереальным результатам, как отрицательные времена производства и отрицательные потребления ресурсов. Этот подход не стал эффективным в связи с принципиальными различиями дискретных и процессных производств. Поэтому для процессного и проектного производств были созданы оригинальные математические модели и алгоритмы решения задачи планирования ресурсов, что явилось основой создания MRP II-систем, ориентированных на "недискретные" типы производства.

Характерной чертой классических MRP II-систем является специализация на конкретном (одном или нескольких) типе производства. Однако в последнее время производители MRP II-систем модифицируют свои продукты, расширяют функциональность, переносят на новые платформы. Это вызвано жесткой конкурентной борьбой на рынке информационных управленческих систем, и, как следствие, стремлением к максимальному удовлетворению потребностей заказчиков.