Логика формирования систем автоматизированного управления в части построения и исполнения планов

Модуль 4. Внутризаводское планирование Тема 15. Концепция создания комплексной автоматизированной системы управления производством Лекция 33. Логика формирования систем автоматизированного управления в части построения и исполнения планов Логика формирования системы MRP II. Развитие MRP-концепции и создание на её основе интегрированных информационных систем класса MRP II связано с использованием общего представления о цикле управления. В соответствии с общей концепцией управления первой фазой достижения стоящих перед предприятием целей является разработка плана действий. Затем следует исполнение плана, а при невозможности исполнения — его корректировка. Следующая фаза — оценка результатов сделанного — представляет собой реализацию принципа обратной связи: на основе оценки результатов в планы должны быть внесены корректирующие изменения. Корректировка происходит с учётом состояния выполнения плана и данных об имеющихся в системе ресурсах. Так цикл за циклом происходит движение системы вперёд к достижению стоящих перед ней целей. Рассмотрим этапы формирования на базе MRP-концепции представления о системе более высокого уровня — MRP II. MRP-концепция фактически работает в условиях наличия неограниченных производственных мощностей. Планирование производства компонент изделий в MRP не сопровождается планированием мощностей, необходимых для производства. Поэтому исторически первым приложением, развивающим MRP-концепцию, была система планирования потребных мощностей — Capacity Requirements Planning (CRP). Она позволяет рассчитать на цеховом уровне суммарную загрузку на основе плана производства, полученного в MRP, и сопоставить её с доступной мощностью. Это позволяет производственному менеджеру уже на этапе предварительного анализа увидеть разбалансировку плана (расхождение плана и доступной мощности) и определёнными способами добиться выполнимости плановых заданий. Другими словами, избежать срыва выполнения плана. Далее развитие MRP-концепции коснулось разработки Главного плана-графика производства (далее по тексту — ГПГП). Следующим в единую систему был включён более высокий уровень планирования — разработка укрупнённого (агрегированного) производственного плана. Он ещё известен как План производства и продаж. Он разрабатывается на уровне продуктовых групп или семейств изделий и позволяет сопоставить данные маркетинговых исследований рынка и возможностей производства. Балансировка возможностей и потребностей производится по схеме, аналогичной рассмотренной выше, но в более укрупнённом виде. Планирование производства и продаж следует из бизнес-планирования, которое, в свою очередь, является продолжением стратегического планирования. Рациональное выполнение этих планов осуществляется в виде управления закупками, управления производством и контроля использования производственных мощностей. Таким образом складывается целостная иерархия планов, разрабатываемых сверху донизу. Планы нижних уровней зависят от планов более высоких уровней, т.е. план верхнего уровня предоставляет входные данные (намечаемые показатели и/или какие-либо ограничения) для планов нижнего уровня. В то же время эти планы связаны между собой таким образом, что результаты планирования на нижнем уровне оказывают обратное воздействие на планы более высокого уровня. Если выполнение плана нереалистично, то этот план и планы более высоких уровней должны быть пересмотрены. Так можно проводить координацию спроса и наличных ресурсов на каждом уровне планирования, оценивая исполнимость планов и корректируя их в случае получения отрицательного ответа на этот вопрос. Налицо обычная процедура использования механизма обратной связи в планировании, но этот механизм органически введён в автоматизированные процедуры системы MRP II. Контроль исполнения планов всех уровней, очевидно, проходит обратный путь — снизу доверху и дополняется ещё одним очень важным элементом MRP II — контролем затрат. Включение в систему нескольких контуров обратной связи (например, контуров анализа исполнения планов различных уровней, контроля использования мощности и ресурсов, в первую очередь финансовых), т. е. перевод её в разряд замкнутых систем — это одно из важнейших качественных отличий системы MRP II от MRP. Каждый процент снижения продаж относительно плана продаж и уменьшения производства — относительно плана производства для групп продукции учитываются соответствующими отчётными показателями. Уровни запасов по группам контролируются в соответствии со стоящими целями по мере того, как расходуются ключевые ресурсы. Показатели выполнения ГПГП также перманентно контролируются для оценки степени его выполнения на том временнóм интервале, где он был «заморожен» для последующего исполнения. Внутри этого временнóго интервала отслеживается число возникших изменений и ошибок прогноза относительно фактического спроса/поступления покупательских заявок. С помощью процедуры обратной связи уточняются прогнозы и планы расходования ключевых ресурсов. В сфере закупочного менеджмента учитывается выполнение поставщиками требований по качеству, срокам и затратам на поставки. На цеховом уровне учитывается завершение работ, запланированных на определённый срок. На этом уровне также учитывается соотношение плановых и фактических уровней входного и выходного потоков, длин очередей и т. п. В финансовом учёте регистрируются сроки и объёмы поступления и списания средств, изменение цен, тарифов. Здесь также важно установить подходящий набор показателей и допустимые границы их изменения, регулярно производить учёт и, например, ежемесячно доводить до сведения соответствующего руководства показатели выполнения планов. Финансовый учёт и контроль (учёт затрат) использовался всегда и был компьютеризирован задолго до создания рассматриваемой системы. Однако сейчас он интегрирован в систему, что создаёт дополнительные возможности совершенствования управления производством и повышения его экономической результативности. В частности, накопленная в системе учёта статистика затрат позволяет рассчитать нормативные затраты на производство. А сравнение с ними фактических затрат позволит осуществить управление по отклонениям (метод нормативного учёта). С другой стороны, более точный учёт затрат в системе и соотнесение их с центрами затрат — это характерная черта производственного учёта и основа контроллинга. Обобщённые затраты используются для расчёта и анализа финансово-экономических результатов работы предприятия в сравнении с соответствующими плановыми показателями. Анализ показателей является той обратной связью, которая питает проблемами более высокие уровни руководства. Причём, целью здесь является не общее знакомство со статистикой, а выделение наиболее важных показателей и фокусирование внимания на них. Этому способствует агрегирование отчётной информации по мере передачи её на более высокие уровни руководства. Простое увеличение объёма получаемой менеджерами информации вряд ли целесообразно. Общее требование — число показателей, контролируемых в каждом цикле MRP II, должно быть управляемым и должно стремиться к минимуму, обеспечивая при этом полноту, достоверность и актуальность информации. Полученная стройная многоуровневая система планирования и учёта завершает процесс преобразования системы MRP в MRP II — в комплексную автоматизированную систему планирования и управления всеми ресурсами предприятия и практически всеми видами его деятельности. На практике этот процесс занял около десяти лет и, по сути, активно продолжается до сих пор, так как управление производством содержит в себе ещё очень много нерешённых проблем. Кроме многоступенчатого планирования производственного процесса система MRP II включает также блоки анализа использования ресурсов и контроля запасов. Тем самым она продолжает развитие базовой концепции взаимосвязи трёх проблемных областей производственного и операционного менеджмента. Цели предприятий всегда были противоречивыми: удовлетворить потребительский спрос и, в то же время, минимизировать вложения в создаваемые запасы и обеспечить эффективный (низко затратный) производственный/операционный процесс. Преодоление этого противоречия является трудной задачей производственного менеджмента и состоит в постоянном поиске баланса между конфликтующими целями. Для того, чтобы облегчить решение этой задачи, необходимо структурировать условия работы предприятий. Так можно выделить следующие режимы работы: • производство нормализованной/стандартной продукции на склад, • сборка изделий по индивидуальному заказу из нормализованных модулей, • изготовление изделий по индивидуальному заказу, • индивидуальное проектирование и изготовление изделий, а также создание новых модулей. Для каждого из этих режимов потенциальное использование системы MRP II будет различно. Функции системы MRP II на стадии планирования. Стратегическое планирование. Это долгосрочное планирование с горизонтом до 5 лет. Оно основано на прогнозах изменения макроэкономических показателей, таких как общие показатели развития экономики, достижения научно-технического прогресса, развитие технологий, состояние рынка и конкуренции в конкретных сегментах рынков. Стратегическое планирование не входит в задачи MRP II, но прямо определяет содержание всех остальных планов, разрабатываемых и контролируемых этой системой. Бизнес-планирование. Развиваются и конкретизируются стратегические планы в ходе бизнес-планирования, которое относится к среднесрочному (тактическому) планированию. Обычно бизнес-план — это план на один–два года (с разбивкой по кварталам), хотя иногда он пересматривается в течение этого срока неоднократно. Как правило, в него сводятся планы продаж, дохода, получения прибыли, инвестиций в развитие основных средств, планируемые показатели оборота средств, численности персонала и т. п. Этот план разрабатывается, в основном, в стоимостных показателях прихода и расхода средств организации, поэтому он составляет основу бюджетирования. Бизнес-план, в свою очередь, определяет показатели планов более низкого уровня, в первую очередь — плана продаж и производства. Планирование объёмов продаж и производства. Если бизнес-план содержит сводные данные по объёмам продаж в денежном выражении, то планирование продаж и производства переводит эту информацию в натуральные показатели и представляет в виде плана по 10–15 ассортиментным группам. В результате получают агрегированный план обычно на год с разбивкой по кварталам, который ежемесячно пересматривается с учётом выполнения плана предыдущего месяца и достигнутых реальных результатов выполнения бизнес-плана. План продаж и производства обычно включает элементы, представленные на рис. 1. Рисунок 1 – Взаимосвязь элементов плана продаж и производства Из них объёмы продаж и отгрузки — это, скорее, не планы, а прогнозы, как внешние параметры, не поддающиеся прямому контролю со стороны менеджеров предприятия. Объем производства планируется, это внутренний показатель, поддающийся прямому контролю. Планы изменения уровней запасов и объёмов незавершённого производства контролируются косвенно путём планирования изменения темпов производства с учётом прогнозов объёма продаж и отгрузки продукции. Объёмы запасов и незавершённого производства управляются по-разному, в зависимости от характера производства и реализации продукции. Плановый объем запасов — это ведущий параметр для предприятий, которые производят продукцию «на склад». Плановый объем незавершённого производства является важнейшим фактором для тех предприятий, которые производят продукцию «на заказ». Фокусом планирования объёма продаж и производства является план производства. Хоть этот план и называется так, на самом деле он теряет всякий смысл без увязки его с наличием необходимого объёма ключевых ресурсов предприятия. Так, если отдел маркетинга планирует скачок в продажах определённого ассортимента продукции, инженерные службы должны обеспечить наличие необходимого количества оборудования (производственных мощностей), отдел снабжения — дополнительные поставки материалов (найти новых поставщиков и заключить с ними договоры), отдел кадров — наличие дополнительных рабочих (найти, нанять, обучить), что также требует обеспечения их нормативными бытовыми условиями (раздевалки, души, буфеты). Все это требует вложений дополнительных финансовых средств в производственные фонды предприятия. Укрупнённое планирование ресурсов. План производства, как уже отмечалось, будет нереален, если он не будет обеспечен наличием необходимого объёма ресурсов. Планирование ресурсов — это среднесрочное планирование, которое позволяет оценить необходимый для выполнения плана производства и наличный объем ключевых ресурсов, таких как люди, оборудование, здания и сооружения. Если возникнет потребность в дополнительных ресурсах, то, возможно, потребуется пересмотреть бизнес-план, так как это может затронуть финансовое состояние предприятия. Ресурс может считаться ключевым, если его стоимость достаточно велика, или, если срок его поставки достаточно велик, или, если от него зависят другие ресурсы. Ресурсы могут рассматриваться как внешние (поставщики и др.), так и как внутренние (оборудование, складские площади, финансы и др.). Главный план-график производства. Задача менеджеров отдела планирования — перевод плана производства в специфицированный план-график производства. Этот план — план производства, дезагрегированный/детализированный и наложенный на шкалу времени. ГПГП показывает, что будет производиться, когда и в каких объёмах. Планирование идёт в терминах единиц конечной продукции, в том числе запасных частей и комплектующих изделий для реализации их в таком виде на рынке. В зависимости от типа и объёма выпускаемой продукции ГПГП можно разбить на недельные, дневные и даже сменные планы. В целом можно сказать, что горизонт планирования ГПГП должен быть не меньше, чем суммарное время изготовления продукции, и быть при этом достаточным для того, чтобы выявить, учесть и получить все ключевые ресурсы. Одна из основных целей ГПГП — обеспечение буфера между прогнозируемыми потребностями отдела сбыта, представляющими рыночный спрос, и планируемыми на основе зависимого спроса потребностями в компонентах изделий, зафиксированных в ГПГП. Так, например, в соответствии с ГПГП возможно производство продукции «на склад» в тот период, когда сезонный спрос на неё невысок. Менеджеры отдела планирования должны принимать во внимание все источники рыночного спроса: прогнозируемый объем отгрузки продукции, прямые заказы клиентов, ожидаемый спрос на запчасти, межзаводской спрос и пополнение страховых запасов или заделов незавершённого производства. В любом случае для составления хорошего ГПГП необходима высокая точность изучения и оценки спроса. Только при этом условии можно выполнить качественное дезагрегирование укрупнённого плана производства. В заключение можно свести воедино все принципы формирования ГПГП. 1. ГПГП должен быть согласован с Планом производства и продаж. 2. ГПГП формируется для оперирующей/производственной системы в целом. 3. ГПГП не может изменяться системой автоматически, это может сделать только менеджер. 4. Важнейшей задачей формирования ГПГП является поддержание его стабильности («замораживание») на ближайшем интервале времени. 5. ГПГП должен быть ясен и понятен для исполнителей. 6. ГПГП должен быть включён в цикл обратной связи планирования, а все нерешённые вопросы должны быть переданы для решения на более высокий уровень управления. 7. Любой страховой запас, создаваемый ГПГП, должен быть в высшей степени видимым и контролируемым. 8. Все обещанные потребителям заказы должны быть напрямую увязаны с ГПГП и планированием уровня запасов готовой продукции. 9. Исполнение ГПГП должно быть гарантировано на верхнем уровне управления грубым планированием ресурсов, а на этом уровне — планированием ключевых мощностей. Укрупнённое планирование мощности. Как и планирование ресурсов, общее планирование мощностей является среднесрочным и ведётся только по ключевым позициям. Этот процесс использует данные ГПГП, а не данные производственного плана. Так если ГПГП выражен в объёмных и временных характеристиках, то общее планирование мощностей используется для создания более детализированного плана, который может быть очень полезен при оценке средних потребностей в мощностях предприятия в целом, а также для оценки исполнимости ГПГП. Выявление нехватки мощностей может привести к пересмотру ГПГП. MRP или Планирование потребности в компонентах изделия. Исторически MRP предназначалось для такого оперативного планирования, которое обеспечивает контроль запасов и их пополнения. В рамках MRP II его использование расширено за счёт совмещения планирования производства и потребностей в мощностях, проведения приоритезации на нижнем уровне планирования, замыкания всей цепочки планирования несколькими контурами обратной связи. СRP или детальное планирование мощностей. Планирование ресурсов или общее планирование мощностей — это планирование высшего уровня, используемое для планирования таких ресурсов как технологическое оборудование, производственные площади и т. п. В отличие от него система планирования потребности в мощностях или Capacity Requirements Planning (CRP) является более детализированным планированием; это планирование среднего уровня, учитывающее текущие изменения рыночного спроса, т. е. изменения на краткосрочных периодах. На этапе разработки агрегированных планов осуществляется достаточно укрупнённый анализ их обеспеченности ключевыми ресурсами. Однако проблемы могут возникнуть при детальном анализе имеющихся мощностей на следующих шагах планирования, что может сделать планы более высокого уровня невыполнимыми. CRP применяется для разработки детализированных планов использования мощностей, необходимых для выполнения детализированных производственных планов, разработанных MRP-процедурой. Загрузка рабочих мест рассчитывается на основе технологических процессов. Технологический процесс — последовательность технологических операций, которые необходимо выполнить для изготовления продукции. Каждая операция совершается на определённом рабочем месте и требует задействования определённых производственных мощностей. Система различает максимальную и действительную мощности. Действительная мощность, определяемая коэффициентом загрузки, бывает существенно меньше максимально возможной. Перед СRP ставится задача сбалансировать загрузку и мощность путём их регулирования либо совместно, либо порознь. Основа такого балансирования — построение модели процесса, детально отслеживающей период за периодом мощности, необходимые для выполнения каждого заказа. Как правило, рассматривается использование двух видов ресурсов: рабочей силы и оборудования для всех элементов производства: рабочих мест, рабочих центров, участков, линий, лабораторий и т. п. Данные моделирования накапливаются. Таким образом система СRP обеспечивает производственный менеджмент информацией о степени использования мощностей (об их загрузке) в человеко-часах или машино-часах. Максимальная мощность также легко рассчитывается для любого интервала времени. Загрузка сравнивается с мощностью для определения тех периодов, где могут возникнуть проблемы. Это обычно делается путём построения графиков, которые показывают период за периодом степень использования максимальной мощности, либо дают ту же информацию в целом за весь интервал планирования. При необходимости информация выдаётся в детализированном виде: в разрезе отдельных ресурсов, отдельных заказов или операций и т. п. Главное — получить информацию, необходимую для принятия решений по преодолению проблемных ситуаций. Система должна содержать актуальную текущую информацию о состоянии выполнения работ на самом нижнем уровне движения материального потока — на уровне рабочих центров. Это позволит знать, когда запущенные в производство заказы будут завершены. Кроме того, заказы, включённые в производственный план, маршруты движения потока и характеристики операций должны использоваться для определения динамики потребности в каждом ресурсе. Всё это — основа для сравнения потребностей выполнения ГПГП и наличных ресурсов производственной системы на уровне рабочих центров. Если загрузка не балансируется с мощностью, то существует лишь два пути: изменить загрузку или изменить мощность. Увеличение мощности обычно достигается за счёт: • распараллеливания потоков и привлечения дополнительного числа рабочих и количества оборудования, • сверхурочных работ, • организации вторых/третьих смен и соответствующего увеличения численности рабочих, • передачи части работ субподрядчикам, • интенсификации процессов и сокращения времени выполнения работ. Уменьшение загрузки, как правило, связано: • с отказами заказчикам, что очень нежелательно, • со сдвигами выполнения работ, а значит с удовлетворением заказчиков в более поздние сроки, • с использованием альтернативных маршрутов прохождения заказов, • с назначением работ на альтернативные рабочие центры, что в общем случае может представлять более затратный вариант производства. Выбирать лучший вариант в зависимости от сложившихся условий — дело производственного менеджмента. Только детально сбалансированный план является действительно исполнимым планом производства, к которому ощущают доверие исполнители и который они стараются выполнить всеми силами, зная, что лучшего варианта действий в данной ситуации им не найти. Эта психологическая установка является мощным фактором эффективной работы особенно в условиях отечественного производства, где традиционно на верхних уровнях использовалось «планирование от достигнутого», а на нижних — «планирование по дефициту». Обобщая сказанное, можно заметить, что и логика, и техника систем MRP и CRP очень близки и взаимосвязаны. Эти системы пользуются одной базой данных или результирующая информация одной является исходной для другой. Они, в конечном счёте, решают одну задачу: детализировать на нижнем уровне и обеспечить выполнимость ГПГП. Работа систем MRP и CRP является окончанием планирующей стадии MRP II.