MRP II – планирование производственных ресурсов

Развивая тему автоматизации управления предприятием, ранее мы уже обсудили общие проблемы, ответили на "три основных вопроса" и познакомились с основами управления финансами ("Компьютерное Обозрение", № 6, 8 и 15, 2000 соответственно). Теперь логично предложить читателям статью о выборе АСУП для производственной сферы.

Выбор системы для автоматизации управления производством оказывается значительно более сложным делом, чем для управления финансами. Почему?

Во-первых, для управления разными типами производственных циклов применяются различные методики. А для производственных процессов, которые находятся на "стыках" циклов, — разнообразные сочетания этих методик.

Во-вторых, производственные процессы не привязаны к определенным типам продукции. Наоборот, в течение своего жизненного цикла изделие может пройти путь от выпуска малыми сериями до массового производства, что, в свою очередь, потребует изменения методик управления.

В-третьих, в рамках одного предприятия иногда "сосуществуют" различные типы производственных процессов. Например, при реализации проекта в судостроении некоторые комплектующие могут выпускаться мелкими сериями.

В-четвертых, все АСУП различаются по набору управленческих методик и уровню их поддержки. И принадлежность системы к классу MRP II или классу систем для календарно-сетевого планирования ничего не говорит о ее мощности и гибкости.

Выбор осложняется еще и тем, что о возможности применения одних и тех же методик управления существуют совершенно полярные мнения: от восторженных до гневно-разочарованных. Помимо явных просчетов при выборе системы, на эффективность АСУП оказывает влияние и дисциплина пользователей, к чему некоторые организации оказываются не готовы. Если на предприятии отсутствуют точные и актуальные данные о складских запасах, структуре выпускаемых изделий, графиках работы оборудования и т. д., то АСУП вообще может только усугубить ситуацию.

Поэтому при выборе системы недостаточно сопоставить методики, которые в ней использованы, с теми, что нужны для вашего типа производства. Важно еще оценить готовность предприятия (информационную, организационную, техническую и т. д.) их применять. А для этого нужно четко представлять, какие процессы происходят "в глубине" АСУП, какая информация потребуется для ее работы, и какую информацию руководитель может получить "на выходе" системы.

От бизнес-плана —
к производственному графику

В настоящее время для планирования ресурсов предприятий с серийным производством используется подход, получивший название MRP II (Manufacturing Resources Planning) — планирование производственных ресурсов. Ничего абсолютно нового в нем нет, поскольку сами методики управления, которые составляют его основу, применяются уже давно, но развитие компьютерной техники дало возможность объединить их в динамическую систему с обратной связью, позволяющую проводить моделирование производственного процесса (what if — "что будет, если…") для оптимального распределения ресурсов.

Ядром системы является методика планирования потребностей в материалах MRP (Material Requirements Planning). Она появилась еще в 70-х годах, когда производители осознали важность разграничения спроса на зависимый (на сырье и другие комплектующие, которые используются для производства конечного продукта) и независимый (на готовую продукцию и некоторые детали и материалы, применяемые в производстве). Независимый спрос достаточно устойчив (с учетом сезонных колебаний), а зависимый, напротив, возникает в строго определенные моменты времени (нужно что-то произвести — есть спрос на комплектующие, нет производства — нет спроса). Поэтому для управления запасами начали применять два различных подхода.

Отправной точкой в планировании является бизнес-план предприятия, разработанный на длительный срок, а конечной — производственный график закупок, поставок и загрузки ресурсов с точностью до недель и дней, реже — часов и минут. Система планирования MRP II (см. рисунок) представляет собой процесс "преобразования" бизнес-плана в производственный график.

MRP II является источником информации практически для всех подразделений предприятия. Но и, соответственно, для эффективной работы системы нужна свежая и достоверная информация. Для того чтобы наглядно это представить, давайте рассмотрим содержание процессов планирования и информацию (таблица) на "входе" и "выходе" системы на различных этапах.

Совокупное планирование (aggregate planning). Оценка прогноза ожидаемого спроса и планирование уровней выпуска продукции, загрузки людей и оборудования, запасов готовой продукции, производственных расходов. Планирование проводится в совокупных единицах (например, материнские платы, видео- и сетевые карты и т. д.) без разбивки по номенклатуре. План составляется, как правило, на год с разбивкой по месяцам.

Разработка контрольного графика. Деление плана производства по номенклатуре продукции. Оценка спроса и планирование сроков и уровня выпуска конкретных видов продукции. Период планирования — 2—3 месяца с разбивкой по неделям.

Предварительное планирование производственных мощностей (RCCP — Rough-Cut Capacity Planning). Проверка выполнимости контрольного графика на основе анализа возможностей производства, трудовых ресурсов, сбыта и снабжения.

Разработка контрольного графика производства (в отечественной терминологии известно как объемно-календарное планирование). Планирование объемов и сроков производства с учетом необходимого объема, сроков поставок и уровня имеющихся запасов готовой продукции (если она есть на складе, то для ее реализации производство не потребуется.) Период планирования — 2—3 месяца с разбивкой по неделям или дням.

Статистические методы управления запасами (иногда используется термин Statistic Inventory Control — SIC). Формирование графика производства готовой продукции и поставок материалов независимого спроса, основываясь на его статистическом анализе, информации о текущих запасах и планируемых поставках.

Учитываются сезонные колебания спроса и характеристики изделий: срок годности, цены, сроки поставок, группа учета. Используются различные модели планирования для разных типов продукции (материалов). Процесс планирования — непрерывный.

Планирование потребности в материалах (MRP — Material Requirements Planning). Оценка выполнимости контрольного графика производства на основе имеющихся материалов. Планирование поставок производственных материалов зависимого спроса начинается с создания календарного графика изготовления изделия, который преобразуется в график потребностей в сырье, деталях и сборочных узлах. Отвечает на три вопроса: что нужно, сколько нужно и когда это потребуется. Период планирования — 2—3 месяца с разбивкой по неделям или дням. Возможно планирование с точностью до часов и минут.

Планирование потребности в производственных мощностях (CRP — Capacity Requirements Planning). Оценка выполнимости контрольного графика производства на основе детального анализа графика производственного процесса исходя из имеющихся ресурсов (оборудование, люди, складские площади и т. д.). Период планирования — 2—3 месяца с разбивкой по неделям или дням. Возможно планирование с точностью до часов и минут.

Информационные системы

АСУП, претендующая на звание MRP II-системы, должна соответствовать требованиям документа "MRP II Standard System", который распространяется на коммерческой основе (более детальную информацию о функциональности MRP II-систем можно найти на Web-страничках www.cfin.ru/vernikov и www.consulting.ru/main/soft).

Документ "MRP II Standard System" разработан Американским обществом по контролю за производством и запасами (American Production and Inventory Control Society — APICS) и содержит описание 16 групп функций, которые должна поддерживать АСУП. Уровень поддержки делится на обязательный и необязательный (опциональный).

Функциональность системы MRP II разрабатывалась исходя из потребностей сборочного производства. А так как диапазон предприятий с прерывистым производственным циклом очень широк, то для некоторых их категорий информация, которую предоставляет "полновесная" MRP II-система, является избыточной. Поэтому на рынке существуют АСУП, рассчитанные на различные информационные потребности.


Помимо систем, соответствующих всем требованиям MRP II, которые предполагают полную интеграцию всех входящих в них методик, есть АСУП, поддерживающие только некоторые из них и предлагающие "усеченную" функциональность. Кому-то нужны графики поминутной загрузки оборудования, а кому-то достаточно только плана поставок. Называться MRP II-системами такие АСУП уже не могут, но при этом стоят намного дешевле.

Как уже говорилось выше, различается даже функциональность систем, относящихся к классу MRP II. Это касается поддержки информации о структуре изделий, данных о поставщиках и т. д. Поэтому на рынке представлены специализированные решения:

  • системы управления данными о продукции (Product Data Management — PDM) позволяют структурировать, модифицировать и контролировать проектные данные, чертежи и документы. Хранят информацию о конфигурации производимой продукции, ее составе и технологических маршрутах. PDM-системы предоставляют сведения, необходимые для корректной работы MRP- и CRP-процессов;
  • системы управления данными о комплектующих и поставщиках (Component and Supplier Management — CSM) предназначены для управления информацией о деталях и источниках их поставки. Используются в больших проектных, конструкторских, ремонтно-эксплуатационных и производственных предприятиях. CSM-системы служат источником данных для PDM-систем и для MRP- и SIC-процессов.

В тех случаях, когда нужна информация, которую система для планирования ресурсов просто не может предоставить (например, о движении деталей по конвейеру или о качестве сырья и готовой продукции), системы MRP II интегрируются с системами управления производством (Manufacturing Execution System — MES, или в отечественной терминологии — АСУТП), позволяющими отслеживать в реальном масштабе времени уровень загрузки оборудования, все перемещения материалов, деталей и узлов, а также контролировать их качество.

Информация на входе и выходе
системы MRP II


* Жирным шрифтом выделена информация, которая в дальнейшем используется системой.

Kanban — альтернативная ИС

Говоря о MRP II, нельзя не упомянуть об альтернативной информационной системе.

Многие, наверное, слышали о методике "точно-вовремя" (Just-In-Time—JIT). От традиционной организация производства по методике JIT отличается схемой перемещения работ, среди которых различают толкающую (push) и тянущую (pull). В традиционных производственных системах применяется толкающий принцип, т. е. продукция по окончании процесса обработки "проталкивается" на следующий участок независимо от того, готов он к ее обработке или нет. Поэтому в случае, когда следующий участок отстает от графика работ, могут возникать "заторы".

В системах, которые работают по методике "точно-вовремя", наоборот, применяется тянущий принцип. Для этого организована обратная связь между участками, и продукция поступает на следующий участок только тогда, когда он готов начать ее обработку. Уровень производства отрегулирован таким образом, что каждый участок производит ровно столько продукции, чтобы удовлетворить ожидаемый спрос на следующем участке.

Компания Toyota — основоположник философии JIT — для управления производством обошлась без сложных компьютерных программ. Она построила информационную систему с использованием бумажных карточек, получившую название "Канбан" (kanban — по-японски карточка или сигнал). Этот термин иногда употребляется как синоним JIT.

Система работает следующим образом. Когда рабочему нужны детали или материалы для работы, он идет к месту их хранения. К каждому контейнеру с определенным количеством деталей прикреплена карточка — "канбан". Рабочий забирает контейнер, а карточку оставляет в определенном месте для работника склада. Последний, в свою очередь, пополняет запас деталей и передает карточку на предыдущий участок, где она автоматически становится заказом на производство. Уровень запасов в системе регулируется карточками "канбан", находящимися в обращении. Увеличение их количества повышает уровень запасов, уменьшение, соответственно, понижает. Просто и гениально!

Что, вы уже собрались выбрасывать компьютеры? Погодите, они еще пригодятся.

Во-первых, за кажущейся простотой Kanban-системы скрывается много взаимосвязанных факторов, таких, как повышенные требования к качеству, гибкость производственной системы, высококвалифицированный персонал, "тесные" взаимоотношения с поставщиками и т. д. Без их реализации ее функционирование было бы невозможно. Во-вторых, это всего лишь информационная система, просто основанная на других принципах. И, наконец, в-третьих, сегодня происходит взаимная интеграция методик Kanban и MRP II (например, в описании системы SyteLine компания Symix декларирует поддержку обеих методик). Да, и потом — "Восток — дело тонкое".

Кроме того, нужно помнить, что все методики управления существуют в двух видах: как философия и набор определенных методов. Если предприятие руководствуется традиционной производственной философией, которая предполагает наличие больших запасов, то и использование методов управления ими будет направлено на достижение данной цели. При исповедовании предприятием "точносрочной" философии применяются эти же методы управления запасами, но для их уменьшения.

В качестве примера можно привести производственный комплекс компании Ford в Ривер Руж. Генри Форд организовал производство таким образом, что руда, поступившая на завод в понедельник утром, к вечеру вторника становилась готовым автомобилем. Весь процесс "преобразования" занимал около 33 ч. Все это происходило в середине 20-х годов — за полвека до рождения философии JIT.