Принципы формирования современных систем автоматизированного управления производством

Модуль 4. Внутризаводское планирование Тема 15. Концепция создания комплексной автоматизированной системы управления производством Лекция 33. Принципы формирования современных систем автоматизированного управления производством Без систем автоматизированного управления производством — корпоративных информационных систем (КИС) задача эффективного управления производственным предприятием в высоко конкурентной среде современного бизнеса становится труднореализуемой и даже невыполнимой. В литературе встречается достаточно большое количество определений КИС, например: • КИС — это открытая интегрированная автоматизированная система реального времени по автоматизации бизнес-процессов компании всех уровней, в том числе, и бизнес-процессов принятия управленческих решений. При этом степень автоматизации бизнес-процессов определяется исходя из обеспечения максимальной прибыли компании; • КИС — это система, предназначенная для обеспечения эффективного функционирования компании путём автоматизированного выполнения функций управления; • КИС — корпоративная информационная система. Её назначение — это учёт, контроль, анализ и оптимизация финансово-хозяйственной деятельности предприятия. Она должна иметь гибко настраиваемый инструмент разработки, позволяющий адаптировать систему к учёту на предприятии. Цель КИС — обеспечить руководителей и работников предприятия комплексной и качественной информацией для принятия и контроля исполнения управленческих решений; • КИС — это автоматизированная система сбора, хранения, обработки и предоставления информации для целей управления предприятием; • КИС — это совокупность информационных систем отдельных подразделений предприятия, объединённых общим документооборотом, таких, что каждая из систем выполняет часть задач по управлению принятием решений, а все системы вместе обеспечивают функционирование предприятия; • КИС — это управленческая идеология, объединяющая бизнес-стратегию предприятия (с выстроенной для её реализации структурой) и передовые информационные технологии. Следует так же отметить, что основную роль при этом играет отработанная структура управления, автоматизация исполняет второстепенную, инструментальную роль; • КИС — это открытая интегрированная и масштабируемая информационная система, предназначенная для комплексной автоматизации бизнес-процессов всех уровней, объединённых общим документооборотом, в т. ч. бизнес-процессов принятия управленческих решений больших и средних предприятий, предназначенная для обеспечения эффективного функционирования компании. «Корпоративность» в терминологии КИС означает соответствие системы нуждам крупного предприятия, имеющего сложную структуру. Информационная система отдельных подразделений предприятия (финансовых, экономических, маркетинговых и др.) не может претендовать на корпоративность. Только полнофункциональная система может по праву быть охарактеризована как КИС. Основная задача КИС состоит в поддержке функционирования и развития предприятия. Несмотря на то, что сферы деятельности предприятий (производство, услуги) могут быть самыми различными, в общем виде задачи управления схожи. Они заключаются в организации управления поступающими на вход предприятия ресурсами для получения на выходе необходимого результата. Таким образом, можно сделать вывод о том, что информационная структура предприятия должна быть описана законами управления, регламентирующими управляющие воздействия на систему. Использование КИС в определённой степени меняет роль финансовых функциональных подразделений, повышая ответственность их руководителей. Происходит это ещё и потому, что руководители предприятия получают возможность непосредственного контроля над любыми результатами деятельности каждого подразделения. Наряду с изменением сущности информационных потоков происходит и снижение трудоёмкости выполнения стандартных операций. Так, один и тот же документ проходит через различные подразделения предприятия, которые вносят в него необходимые изменения. Без применения компьютерной информационной системы каждый отдел с самого начала создавал бы свои документы. История развития КИС. Рассмотрим историю развития КИС и соответствующих им стандартов. Система MRP I (Material requirements planning) или система планирования потребностей в материалах была разработана в США в середине 1950-х годов. Широкое распространение она получила только в 1970-е годы, когда началось массовое внедрение в производство средств вычислительной техники. Системы MRP I используются при расчёте потребностей в материалах, комплектующих и сборочных единицах для выполнения производственной программы конечных изделий. Преимущественно они используются тогда, когда спрос на исходные материальные ресурсы существенно зависит от спроса потребителей на конечную продукцию. Основными целями MRP I-систем являются: • точное и своевременное удовлетворение потребностей в цепи снабжения и производства; • поддержание низких уровней запасов материальных ресурсов, незавершённого производства и готовой продукции; • планирование и согласование производственных операций, расписаний доставки, закупочных операций. Однако применение систем MRP I имеет ряд недостатков и ограничений. Так, при расчёте потребностей в материалах не учитывается загрузка и амортизация производственных мощностей, стоимость рабочей силы, потребляемой энергии и т. д. Применение MRP I требует значительного объёма вычислений, подготовки первичных данных и практически не имеет возможности реагирования на частые изменения спроса. Эти и другие недостатки систем MRP I обусловили необходимость дальнейшего совершенствования этого стандарта, что привело к созданию в 1980-х гг. новой концепции: MRP II (Manufacturing resource planning — планирование производственных ресурсов), а затем и основанным на ней прикладным программам. Планирование производственных ресурсов — это процесс планирования, который интегрирует производство, оборудование, поставки, финансовые и трудовые ресурсы на предприятии. Таким образом, становится возможным управление не только потребностями в материалах, деталях и узлах (средствами труда), что обеспечивали системы класса MRP I, но и прочими факторами производства (предметами труда и непосредственно трудом). Преимуществом MRP II перед MRP I является лучшее удовлетворение потребительского спроса путём сокращения продолжительности производственных циклов, уменьшения запасов, лучшей организации поставок, более быстрой и точной реакции на изменение спроса. Система MRP I является составной частью MRP II. Кроме неё в состав системы MRP II входят: блок прогнозирования и управления спросом; расчёт производственного расписания; расчёт плана загрузки мощностей; блок размещения заказов и контроля закупок материальных ресурсов и другие блоки, составляющие программный комплекс. Важное место в системе MRP II занимают алгоритмы прогнозирования спроса. Более высокая интеграция всех бизнес-процессов предприятия стала возможной с появлением в 90-х годах прошлого столетия систем ERP (Enterprise Resource Planning — планирование ресурсов предприятия) или интегрированных информационных систем. По сути, ERP-система пытается «воспроизвести» бизнес-процессы в программном обеспечении и сопровождать каждое действие того или иного сотрудника. Любая часть информации, которой располагает данное предприятие, становится одновременно доступной для всех работников, обладающих соответствующими полномочиями. Большинство современных ERP-систем построены по модульному принципу, что даёт заказчику возможность выбора и внедрения лишь тех модулей, которые ему действительно необходимы. Модульность означает, что система состоит из множества подсистем, обеспечивающих информационную поддержку для какой-либо области деятельности предприятия. Модули ERP-систем могут отличаться как по названиям, так и по содержанию. Тем не менее, существует некоторый набор функций, который может считаться типовым для программных продуктов класса ERP. Для производственных предприятий существует пять основных функций: планирование производства; подготовка производства; обеспечение производства; производство продукции и её сбыт. Помимо этих функций, существуют ещё и так называемые общие, которые используют результаты выполнения основных функций. К ним можно отнести: руководство предприятием; финансовая деятельность; функции поддержки (информационное и техническое обеспечение, работа с кадрами, делопроизводство, юридическая деятельность); взаимодействие с дочерними предприятиями, филиалами и представительствами. Системы ERP не являются вершиной эволюции. Их главное ограничение заключается в том, что они автоматизируют внутреннюю деятельность предприятия (т. н. «back-office»). Во второй половине 1990-х годов появилось множество систем, которые стали поддерживать функции, обращённые вовне (т. е. взаимоотношения с поставщиками, покупателями). Такие системы стали называть «front-office». В связи с этим, широкое распространение получили концепции CRM (Customer Relations Management — управление взаимоотношениями с клиентами), SCM (Supply Chain Management — управление цепями поставок), а так же e-business (электронный бизнес). Взаимосвязь рассмотренных систем управления производственными ресурсами и систем управления отношениями с поставщиками и покупателями отображена на рисунке 1. Первые системы типа «front-office» представляли собой самостоятельные программные продукты. Чуть позже производители научились реализовывать функции, направленные на внешнюю деятельность предприятия (например, управление цепями поставок) с помощью интегрированных информационных систем. Рисунок 1 — Взаимосвязь информационных систем управления предприятием Системы CSRP (Customer Synchronized Resource Planning — планирование ресурсов, синхронизированное с покупателем) направлены на расширение функциональности сферы взаимодействия предприятия с его заказчиками. Основная суть концепции CSRP в том, чтобы интегрировать заказчика (клиента, покупателя и пр.) в систему управления предприятием. Производственная эффективность, на достижение которой в основном ориентированы такие системы, как JIT, MRP II, дала общественному производству в последние два десятилетия ХХ-го века очень много, а именно: наиболее быстрый и предсказуемый путь улучшения низких производственных показателей — уменьшение стоимости продукта путём сокращения издержек или преобразования производства. Но, в то же время, сегодня производственная эффективность может дать только краткосрочную выгоду, а в долгосрочном плане, производственные методы и технологии могут быть повторены, да и повторяются конкурентами. Динамика конкуренции изменилась. Производственная эффективность больше не определяет успех на рынке: качество достигнуто, а конкуренты продолжают снижать цены, в результате ценовое преимущество исчезает. Чтобы конкурировать в будущем, производственная эффективность будет необходима, но её будет явно недостаточно. Сложная задача для производителей ХХI-го века будет заключаться в том, чтобы с прибылью для себя предоставить покупателям широкий выбор товаров, которые смогут изменяться также быстро, как и предпочтения покупателей. Следовательно, конкурентное преимущество не будет продиктовано только производственной эффективностью, а скорее должно быть продиктовано рынком и покупателями, каждым конкретным покупателем. Предприятия, которые будут иметь преимущество в следующих десятилетиях — это те, кто сможет предоставить потребителю новую покупательскую ценность, а не просто качественный продукт. От победителя будет требоваться создание покупательской ценности товаров и услуг, которая соответствовала бы определённой потребности каждого уникального покупателя, а не абстрактному требованию обобщённого рынка. Решающим фактором станет способность производителей совместить индивидуальные покупательские предпочтения с эффективным производством и рациональной системой планирования. Всем этим требованиям полностью отвечает самая современная концепция менеджмента — концепция маркетингового управления или интегрированного маркетинга. «Маркетинг слишком важен, чтобы отдавать его на откуп отделу маркетинга,» — выдвигает основной принцип этой концепции Давид Паккард (HP). Согласно этому принципу, анализ и учёт потребительских запросов должны стать основной задачей всех подразделений предприятия. Сегодня не существует действенного способа пропустить «красной нитью» знания о потребителе через всю организацию. Критическая информация о покупателе и рынке удалена от основной системы планирования бизнеса и изолирована в различных местах, разбросанных по организации. Многие из подразделений проводят значительное время, взаимодействуя с покупателями, но в большинстве традиционных организаций эти подразделения тратят мало времени на взаимодействие с плановыми или производственными отделами. Здесь требуются новые инструменты. Новая модель бизнеса: планирование ресурсов, синхронизированное с покупателем, будет определять деятельность организаций по созданию товаров и дифференцированию рынков ближайшие десятилетия. CSRP — это первая бизнес-методология, которая интегрирует деятельность, сфокусированную на покупателе, в центр системы управления бизнесом. CSRP переопределяет практику бизнеса, акцентируя её на рыночной активности, а не на производственной деятельности. Все бизнес-процессы при этом синхронизируются с запросами покупателей. Системы CSRP развивают идеи и методы систем класса ERP: с одной стороны, систем интегрированного управления производством MRP II, с другой — управления в цепях поставок DRP II. Системы CSRP ориентированы также на комбинированное использование MRP и JIT. Классификация КИС. Корпоративные информационные системы можно разделить на два класса: финансово-управленческие и производственные. 1. Финансово-управленческие системы включают подкласс малых интегрированных систем. Такие системы предназначены для ведения учёта по одному или нескольким направлениям (бухгалтерия, сбыт, склад, кадры Системами этой группы может воспользоваться практически любое предприятие. Они обычно универсальны, цикл внедрения невелик, иногда можно воспользоваться «коробочным» вариантом, купив программу и самостоятельно установив её на ПК. Финансово-управленческие системы (особенно системы российских разработчиков) значительно более гибкие в адаптации к нуждам конкретного предприятия. Часто предлагаются «конструкторы», с помощью которых можно практически полностью перестроить исходную систему, самостоятельно или с помощью поставщика установив связи между таблицами БД или отдельными модулями. 2. Производственные системы (также называемые системами производственного управления) включают подклассы средних и крупных интегрированных систем. Они предназначены в первую очередь для управления и планирования производственного процесса. Учётные функции, хотя и глубоко проработаны, играют вспомогательную роль, и порой невозможно выделить модуль бухгалтерского учёта, так как информация в бухгалтерию поступает автоматически из других модулей. Эти системы функционально различны: в одной может быть хорошо развит производственный модуль, в другой — финансовый. Сравнительный анализ систем такого уровня и их применимости к конкретному случаю может вылиться в значительную работу. А для внедрения системы нужна целая команда из финансовых, управленческих и технических экспертов. Производственные системы значительно более сложны в установке (цикл внедрения может занимать от 6–9 месяцев до полутора лет и более). Это обусловлено тем, что система покрывает потребности всего предприятия, и это требует значительных совместных усилий сотрудников предприятия и поставщиков программ. Производственные системы часто ориентированы на одну или несколько отраслей и / или типов производства: серийное сборочное (электроника, машиностроение), мелкосерийное и опытное (авиация, тяжёлое машиностроение), дискретное (металлургия, химия, упаковка), непрерывное (нефтедобыча, газодобыча). Специализация отражается как в наборе функций системы, так и в существовании бизнес-моделей данного типа производства. Наличие встроенных моделей для определённого типа производства отличает производственные системы друг от друга. У каждой из них есть глубоко проработанные направления и функции, разработка которых только начинается или вообще не ведётся. Производственные системы по многим параметрам значительно более жёстки, чем финансово-управленческие. Основное внимание уделяется планированию и оптимальному управлению производством. Эффект от внедрения производственных систем проявляется на верхних эшелонах управления предприятием, когда становится видна вся картина его работы, включая планирование, закупки, производство, сбыт, запасы, финансовые потоки и другие аспекты. При увеличении сложности и широты охвата функций предприятия системой возрастают требования к технической инфраструктуре и программно-технической платформе. Все производственные системы разработаны с помощью промышленных баз данных. В большинстве случаев используются технология клиент-сервер или Интернет-технологии. Для автоматизации больших предприятий в мировой практике часто используется смешанное решение из классов крупных, средних и малых интегрированных систем. Наличие электронных интерфейсов упрощает взаимодействие между системами и позволяет избежать двойного ввода данных. Также различают заказные (уникальные) и тиражируемые КИС. Под заказными КИС обычно понимают системы, создаваемые для конкретного предприятия, не имеющего аналогов и не подлежащие в дальнейшем тиражированию. Подобные системы используются либо для автоматизации деятельности предприятий с уникальными характеристиками, либо для решения крайне ограниченного круга специальных задач. Заказные системы, как правило, либо вообще не имеют прототипов, либо использование прототипов требует значительных его изменений, имеющих качественный характер. Разработка заказной КИС характеризуется повышенным риском в плане получения требуемых результатов. Проблема адаптации тиражируемых КИС, т. е. приспособления к условиям работы на конкретном предприятии состоит в том, что в конечном итоге каждая КИС уникальна, но вместе с тем ей присущи и общие, типовые свойства. Требования к адаптации и сложность их реализации существенно зависят от проблемной области, масштабов системы. Даже первые программы, решавшие отдельные задачи автоматизации, создавались с учётом необходимости их настройки по параметрам. Разработка КИС на предприятии может вестись как «от нуля», так и на основе референционной модели. Референционная модель представляет собой описание облика системы, функций, организованных структур и процессов, типовых в каком-то смысле (отрасль, тип производства и т. д.). В ней отражаются типовые особенности, присущие определённому классу предприятий. Ряд компаний–производителей адаптируемых (тиражируемых) КИС совместно с крупными консалтинговыми фирмами в течение ряда лет ведёт разработку референционных моделей для предприятий автомобильной, авиационной и других отраслей. Адаптации и референционные модели входят в состав многих систем класса MRP II / ERP, что позволяет значительно сократить сроки их внедрения на предприятия. Референционная модель в начале работы по автоматизации предприятия может представлять собой описание существующей системы (как есть) и служит точкой отсчёта, с которой начинаются работы по совершенствованию КИС. Корпоративные информационные системы делятся на три большие группы: • простые («коробочные»); • среднего класса; • высшего класса. Простые («коробочные») КИС реализуют небольшое число бизнес-процессов организации. Типичным примером систем подобного типа являются бухгалтерские, складские и небольшие торговые системы, наиболее широко представленные на российском рынке. Например, системы таких фирм как 1С, Инфин и т. д. Отличительной особенностью таких продуктов является относительная лёгкость в усвоении, что в сочетании с низкой ценой, соответствием российскому законодательству и возможностью выбрать систему «на свой вкус» приносит им широкую популярность. Системы среднего класса отличаются большей глубиной и широтой охвата функций. Данные системы предлагают российские и зарубежные компании. Как правило, это системы, которые позволяют вести учёт деятельности предприятия по многим или нескольким направлениям: • финансы; • логистика; • персонал; • сбыт. Они нуждаются в настройке, которую в большинстве случаев осуществляют специалисты фирмы-разработчика, а также в обучении пользователей. Эти системы больше всего подходят для средних и некоторых крупных предприятий в силу своей функциональности и более высокой, по сравнению с первым классом, стоимости. Из российских систем данного класса можно выделить, например, продукцию компаний Галактика, ТБ, СОФТ. К высшему классу относятся системы, которые отличаются высоким уровнем детализации хозяйственной деятельности предприятия. Современные версии таких систем обеспечивают планирование и управление всеми ресурсами организации (ERP-системы). Как правило, при внедрении таких систем производится моделирование существующих на предприятии бизнес-процессов и настройка параметров системы под требования бизнеса. Однако значительная избыточность и большое количество настраиваемых параметров системы обуславливают длительный срок её внедрения, и также необходимость наличия на предприятии специального подразделения или группы специалистов, которые будут осуществлять перенастройку системы в соответствии с изменениями бизнес-процессов. На российском рынке имеется большой выбор КИС высшего класса, и их число растёт. Признанными мировыми лидерами являются, например, R/3 фирмы SAP, Oracle Application компании Oracle. По назначению бывают следующие информационные системы: • MPS (Master Planning Schedule) — методология «объёмно-календарного планирования»; • MRP (Material Requirements Planning) — методология планирования потребности в материальных ресурсах, заключающаяся в определении конечной потребности в ресурсах по данным объёмно-календарного плана производства; • CRP (Capacity Requirements Planning) — планирование производственных ресурсов; • FRP (Finance Requirements Planning) — планирование финансовых ресурсов; • MRP II (Manufacturing Resources Planning) — интегрированная методология, включающая MRP/CRP и, как правило, MPS и FRP; • ERP (Enterprise Resources Planning) — концепция бизнес-планирования; возможность «динамического анализа» и «динамического изменения плана» по всей цепочке планирования; • CSRP (Customer Synchronized Resources Planning) — планирование ресурсов, синхронизированное с покупателем; • SCM (Supply Chain Management) — управление цепочками поставок; • CRM (Customer Relationship Management) — концепция построения автоматизированных систем обслуживания клиентов. Крупному промышленному предприятию целесообразно использовать КИС, соответствующие законам управления МRР II, так как такие системы способны предоставить его руководителю необходимую информацию о возможности выполнения заявок на поставку продукции.