Системы MRP (Material Requirements Planning)

Лекция №12 Системы MRP (Material Requirements Planning) Основная идея MRP системы, основные элементы MRP, MRP II (Manufactory Resource Planning), логика работы MRP II-системы, ориентированной на сборочное (дискретное) производство .Развитие MRP II: распространение на "недискретные" типы производств. Особенности внедрения систем MRP-II 1. MRP (Material Requirements Planning) В 60-е годы усилиями американцев Джозефа Орлики (Joseph Orlicky) и Оливера Вейта (Oliver Weight) был создан метод расчета необходимых для производства материалов, получивший название MRP (Material Requirements Planning – планирование необходимых материалов). Благодаря целенаправленной работе Американской ассоциации по управлению запасами и производством (APICS) метод MRP приобрел широкое распространение во всем западном мире, а в некоторых странах (включая Россию) даже трактуется как стандарт, хотя таковым не является. В каких случаях использование MRP систем является целесообразным? Прежде всего, необходимо заметить, что MRP системы разрабатывались для использования на производственных предприятиях. Если предприятие имеет дискретный тип производства (Сборка на заказ - ATO, Изготовление на заказ - MTO, Изготовление на склад - MTS, Серийное – RPT), т.е. когда для выпускаемых изделий имеется ведомость материалов и состав изделия, то использование MRP системы является логичным и целесообразным. Если предприятие имеет процессное производство (Process Industry, Continuous-Batch Processing), то применение MRP функциональности оправдано в случае длительного производственного цикла. MRP системы редко используются для планирования материальных потребностей в сервисных, транспортных, торговых и других организациях непроизводственного профиля, хотя потенциально идеи MRP систем могут быть с некоторыми допущениями применены и для непроизводственных предприятий, деятельность которых требует планирования материалов в относительно длительном интервале времени. MRP системы базируются на планирование материалов для оптимальной организации производства и включают непосредственно функциональность по описанию и планированию загрузки производственных мощностей CRP (Capacity Resources Planning) и имеют своей целью создание оптимальных условий для реализации производственного плана выпуска продукции. 2.Основная идея MRP системы Основная идея MRP систем состоит в том, что любая учетная единица материалов или комплектующих, необходимых для производства изделия, должна быть в наличии в нужное время и в нужном количестве. Основным преимуществом MRP систем является формирование последовательности производственных операций с материалами и комплектующими, обеспечивающей своевременное изготовление узлов (полуфабрикатов) для реализации основного производственного плана по выпуску готовой продукции. 1 3. Основные элементы MRP Основные элементы MRP системы можно разделить на элементы, предоставляющие информацию (программная реализация алгоритмической основы MRP) и элементы, представляющие результат функционирования программной реализации MRP. Рисунок 1- Элементы MRP системы В упрощенном виде исходную информацию для MRP системы представляют следующие элементы: 1)Основной производственный план-график (ОПП) - Master Production Schedule (MPS) Основной производственный план, как правило, формируется для пополнения запаса готовой продукции или удовлетворения заказов потребителей. На практике разработка ОПП представляется петлей планирования. Первоначально формируется черновой вариант для оценки возможности обеспечения реализации по материальным ресурсам и мощностям. Система MRP осуществляет детализацию ОПП в разрезе материальных составляющих. Если необходимая номенклатура и ее количественный состав не присутствует в свободном или заказанном ранее запасе или в случае неудовлетворительных по времени планируемых поставок материалов и комплектующих, ОПП должен быть соответствующим образом скорректирован. После проведения необходимых итераций ОПП утверждается как действующий и на его основе осуществляется запуск производственных заказов. 2) Ведомость материалов и состав изделия Ведомость материалов представляет собой номенклатурный перечень материалов и их количества для производства некоторого узла или конечного изделия. Совместно с составом изделия ведомость материалов обеспечивает формирование полного перечня готовой продукции, количества материалов и комплектующих для каждого изделия и описание структуры изделия (узлы, детали, комплектующие, материалы и их взаимосвязи). Ведомость материалов и состав изделия представляют собой таблицы базы данных, информация которых корректно отражает соответствующие данные, при изменении физического состава изделия состояние таблиц должно быть своевременно скорректировано. 2 3) Состояние запасов Текущее состояние запасов отражается в соответствующих таблицах с указанием всех необходимых характеристик учетных единиц. Каждая учетная единица, вне зависимости от вариантов ее использования в одном изделии или многих готовых изделиях должна иметь только одну идентифицирующую запись с уникальным кодом. Как правило, идентификационная запись учетной единицы содержит большое количество параметров и характеристик, используемых MRP системой, которые можно классифицировать следующим образом: - общие данные: код, описание, тип, размер, вес и т.д. - данные запаса: единица запаса, единица хранения, свободный запас, оптимальный запас, запланированный к заказу, заказанный запас, распределенный запас, признак партии/серии и т.д. - данные по закупкам и продажам: единица закупки/продажи, основной поставщик, цена. - данные по производству и производственным заказам и т.д. Записи учетных единиц обновляются всякий раз при выполнении операций с запасами, например, запланированные к закупке, заказанные к поставке, оприходованные, брак и т.д. На основании входных данных MRP система выполняет следующие основные операции: - на основании ОПП определяется количественный состав конечных изделий для каждого периода времени планирования; - к составу конечных изделий добавляются запасные частей, не включенные в ОПП; - для ОПП и запасных частей определяется общая потребность в материальных ресурсах в соответствии с ведомостью материалов и составом изделия с распределением по периодам времени планирования; - общая потребность материалов корректируется с учетом состояния запасов для каждого периода времени планирования; - осуществляется формирование заказов на пополнение запасов с учетом необходимых времен опережения. Результатами работы MRP системы являются: - план-график снабжения материальными ресурсами производства - количество каждой учетной единицы материалов и комплектующих для каждого периода времени для обеспечения ОПП. Для реализации плана-графика снабжения система создает график заказов в привязке к периодам времени, который используется для размещения заказов поставщикам материалов и комплектующих или для планирования самостоятельного изготовления; - изменения плана графика снабжения – внесение корректировок в ранее сформированный план-график снабжения производства; - ряд отчетов, необходимых для управления процессом снабжения производства. 3 Одной из составляющих интегрированных информационных систем управления предприятием класса MRP является система планирования производственных мощностей (CRP). Основной задачей системы CRP является проверка выполнимости MPS с точки зрения загрузки оборудования по производственным технологическим маршрутам с учетом времени переналадки, вынужденных простоев, субподрядных работ и т.д. Входной информацией для CRP является план-график производственных заказов и заказов на поставку материалов и комплектующих, который преобразуется в соответствии с технологическими маршрутами в загрузку оборудования и рабочего персонала. Типовая функциональность MRP систем: MRS - описание плановых единиц и уровней планирования - описание спецификаций планирования - формирование основного производственного плана графика MRP - управление изделиями (описание материалов, комплектующих и единиц готовой продукции) - управление запасами - управление конфигурацией изделия (состав изделия) - ведение ведомости материалов - расчет потребности в материалах - формирование MRP заказов на закупку - формирование MRP заказов на перемещение CRP - рабочие центры (описание структуры определением мощности) производственных рабочих центров с - машины и механизмы (описание производственного оборудования с определением нормативной мощности) - производственные операции, выполняемых в привязке к рабочим центрам и оборудованию - технологические маршруты, представляющие последовательность операций, выполняемых в течение некоторого времени на конкретном оборудовании в определенном рабочем центре - расчет потребностей по мощностям для определения критической загрузки и принятия решения 4. MRP II (Manufactory Resource Planning) 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 4 в материалах в замкнутом цикле) были суммированы в единую методологию планирования - MRP II (Manufactory Resource Planning, планирование производственных ресурсов). 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. 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 (объемнокалендарный 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, планграфик 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. 5 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. 5. Логика работы MRP II-системы, ориентированной на сборочное (дискретное) производство В работе MRP II-системы четко 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: Рисунок 2 6 1) На основе заказов независимого производственный план-график. спроса формируется основной • По данным производственного плана, исследований рынка, прогноза спроса, портфеля заказов на продукцию составляется предварительный план-график выпуска конечных изделий. • Запускается процедура RCCP (Rough Cut Capacity Planning, предварительное планирование мощностей) - быстрой 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). • 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. • Запускается стандартный MRP-цикл, основным результатом которого является план-график заказов на закупку/производство материалов и комплектующих. • Запускается CRP-цикл, который дает план-график производственных работ, описывающий всю дальнейшую производственную деятельность. • 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. • Выполнение плановых заданий оперативно регистрируется в MRP IIсистеме. 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 7 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. • 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). • Точно так же, формируя скорректированные ежедневные задания на закупку/поставку сырья и комплектующих, MRP II-система регулирует работу снабженческих, сбытовых и складских структур предприятия. 6.Развитие MRP II: распространение на "недискретные" типы производств Как было отмечено выше, 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. По классификации, предложенной Gartner Group, все многообразие производств можно свести к трем основным типам: 1) проектное производство; 2) дискретное производство; 3) 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; 8 • 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. 9 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. В результате эволюции MRP II-систем появились системы нового класса (Enterprise Resource Planning, планирование корпоративных ресурсов). 7.Особенности внедрения систем MRP-II В настоящее время в России с помощью MRP-II-систем часто пытаются заменить устаревшие бухгалтерские или самодельные информационные системы на более мощную, современную и модную корпоративную систему управления ресурсами предприятия. Итоги подобного внедрения нетрудно спрогнозировать: после года, двух, трех внедрения система заработает, но, как правило, хуже старой. Что не удивительно, так как это другая система, от которой требуют тех же результатов, что и от старой. Один из зарубежных консультантов отозвался о подобной ситуации следующим образом: “Система класса MRP II эффективна настолько, насколько эффективен персонал и бизнес-процессы компании. Чем меньше существует осложнений в этих процессах (что означает меньше действий, не увеличивающих в конечном итоге прибыль компании), тем более эффективной будет система MRP-II. Многие компании пытались и пытаются описать существующие у них сегодня бизнес-процессы с помощью внедряемой системы класса MRP-II. При таком внедрении, они просто “автоматизируют” сегодняшний образ деятельности предприятия, нисколько не улучшая его. Помните золотое правило: если вы будете продолжать работать так, как работали, вы будете получать то, что получали”. В конце концов, внедрение признается неудачным и в неудаче обвиняется сама система, точнее, отсутствие в ней желаемой функциональности. Почему? Ответ прост. Несмотря на то, что на российском рынке существует множество компаний, которые с радостью продадут предприятию систему MRP-II, успешного внедрения не будет без напряженной работы всего коллектива предприятия. MRP-II не является компьютерной программой. Это концепция управления предприятием, реализация которой стала возможна благодаря компьютеру. В силу этого факторы, влияющие на успех или неудачу внедрения MRP-II систем, зависят во многом от усилий по внедрению системы. Опыт внедрения систем MRP-II во всем мире (Россия не исключение) говорит о том, что в первую очередь следует обратить внимание на следующие моменты: - увязывание целей внедрения с целями предприятия; - использование командного подхода; - управление изменениями; - обучение персонала; - привлечение квалифицированных консультантов. Цели внедрения Перед началом планирования проекта внедрения системы MRP-II прежде всего необходимо сформулировать глобальные цели компании, определить, куда предприятие хочет прийти через год, два, пять и более. В соответствии с этим следует спланировать размер компании, объем продаж в рублях и в натуральном выражении, численность 10 персонала, требуемое оборудование. План должен содержать объемы продаж по группам продукции в стоимостном выражении, информацию о том, как они будут произведены, с использованием только мощностей предприятия или иначе, и т. п. Эти оценки послужат основой для проработки структуры предприятия или группы предприятий, с помощью которой и будут достигнуты поставленные цели. Затем следует определить цели и на более детальном уровне, после чего станет уже возможным начать планирование ресурсов, необходимых для обеспечения заданного уровня производства. Далее надо реально оценить состояние предприятия на сегодняшний день. На основе полученной базовой информации необходимо определить потребность в дополнительных ресурсах для обеспечения роста оборота компании. За счет чего будущая информационная система сделает руководство предприятием более четким, повысит эффективность организации, сэкономит ресурсы и в конечном итоге выведет бизнес на новый уровень без привлечения дополнительных инвестиции. Командный подход Внедрение системы MRP-II требует значительных усилий и ресурсов предприятия. И обеспечить распределение этих ресурсов должны именно руководители предприятия: генеральный директор (президент) компании, а также руководители (директора) основных подразделений. Так как системы класса MRP-II — как правило, интегрированные системы, то одним из типичных результатов при их внедрении является, следующие: подразделения, традиционно не доверявшие друг другу и конкурировавшие за ресурсы, вынуждены объединять свои усилия для обеспечения целей внедрения. Этому способствует и применяемый при внедрении подобных систем командный подход. Управление изменениями Внедрение системы MRP-II и соответственно изменение бизнес- процессов предприятия может вызвать страх у значительной части персонала предприятия. Это естественная боязнь перемен, нежелание бросить то, что пусть плохо, но работало в прошлом, и принять совершенно неизвестное и пугающее новое. Наилучший путь преодоления этого страха — обучение персонала. Только понимая, что конкретно от них потребуется в будущем и что они получат взамен (например, сделанная ими работа станет более эффективной, сохранит рабочие места, предприятие перейдет на новую ступень развития и т. п.), персонал сможет эффективно работать в проекте, изменяя методы и сущность функционирования предприятия и используя при этом необходимые инструменты (знания). Важно отметить, что речь идет не столько об обучении работе с информационной системой, сколько об общем образовании: концепциях MRP-II, управлении изменениями, управленческом учете и т. п. Обучение Внедрение любого нового оборудования или информационной системы требует обучения персонала взаимодействию с ними, а также наличия соответствующей их поддержки и сопровождения. То есть необходимо постоянное обучение и повышение квалификации персонала, совершенствование или разработка новых процедур. Использование консультантов Консультант поможет наметить цели, спланировать внедрение и управление проектом, обеспечит обучение персонала. Хороший консультант “выжмет” из системы столько, сколько предприятие в силах использовать. Но он никогда не возьмет на себя ответственность за окончательные результаты внедрения. Предприятие и каждый из его сотрудников должен сам стать собственником соответствующей части системы и взять на себя ответственность за ее функционирование. 11