В последние десятилетия промышленное производство усложнялось, росли требования клиентов к качеству продукции и уровню обслуживания, сокращалось время вывода новых продуктов на рынок.
В последние десятилетия промышленное производство усложнялось, росли требования клиентов к качеству продукции и уровню обслуживания, сокращалось время вывода новых продуктов на рынок. Появилась необходимость совершенствования методологии и технологии управления. Следовало, с одной стороны, систематизировать существующие подходы, а с другой - ускорить решение стоящих перед предприятием задач. Возникла необходимость разработки соответствующих стандартов. Одним из них явился стандарт планирования ресурсов предприятия - MRP II.
На первом этапе развития стандарта решалась следующая задача: сформировать календарную программу потребности в комплектующих изделиях, сырье и материалах, деталях и сборочных единицах на основе зарегистрированной потребности в готовой продукции, с учетом наличного складского запаса. В начале 60-х эта задача обрела компьютерное решение, получившее название MRP (Material Requirements Planning) - планирование потребности в материалах. Термин был введен в употребление Орлицки . Следует отметить, что этот подход использовался на нескольких предприятиях в Европе еще до начала Второй мировой войны, но не в компьютерном варианте. Орлицки же первым осознал возможности вычислительной техники для решения задачи управления производственными запасами. Схема решения задачи приведена на рис. 1 из работы Робина Гудфеллоу .
Приведем входные данные для задачи.
1 Данные о потребности в изделиях независимого спроса: заинтересованность в получении тех или иных номенклатурных позиций проявляет непосредственно потребитель продукции предприятия, которому эта продукция отгружается. Примерами таких номенклатурных позиций могут быть готовые изделия, запасные части, продаваемые на сторону полуфабрикаты и комплектующие и т. п. Потребность может быть представлена или прогнозом продаж, или уже имеющимися в наличии заказами покупателей, или и тем и другим одновременно. Информация о прогнозах продаж и заказах на продажу является основанием для формирования главного календарного плана производства (Master Production Schedule, MPS), охватывающего все включаемые в план производства номенклатурные позиции. MPS формируется как в объемном, так и в календарном исполнении. В отечественной терминологии соответствующий документ имеет название «Главный план-график производства».
2 Данные о запасах продукции, сборочных единиц и материалов, а также информация об открытых заказах. При решении задачи учитываются не только запасы готовой продукции, отгружаемой на сторону, и сырья, закупаемого у поставщиков, но и запасы номенклатурных позиций всех промежуточных стадий производства продукции (полуфабрикаты собственного изготовления, сборочные единицы, узлы и т. п.).
3 Данные о составе изделий и нормах расхода сырья, материалов и компонентов на единицу измерения готовой продукции. В теории MRP эта информация получила название BOM (Bill of Material), что является аналогом отечественного термина - «спецификация».
На основании данной информации формируется описание потребности предприятия в производимых и закупаемых номенклатурных позициях, выраженное в виде календарного плана. MRP формирует два массива сообщений: плановые заказы (planned orders) и рекомендации (action messages).
Плановые заказы предлагают размер заказа, дату запуска (release date) и дату выполнения заказа (due date) как результат работы MRP в том случае, когда MRP встречается с наличием нетто-потребности (net requirements). Рекомендации - это результат работы системы, определяющий тип действий, необходимых для устранения текущих или потенциальных проблем. Примерами рекомендаций в системе MRP могут служить «запустить заказ», «перепланировать заказ», «отменить заказ».
Явным недостатком на данном этапе развития технологии MRP была невозможность обновить итоговую информацию, получаемую в ходе работы MRP, т. е. подстроиться под изменения, возникающие в случае открытых заказов. Из-за этого первые MRP-системы, как отмечают Ландватер и Грей , называли «запустил и забыл» (launch and forget). Однако возможность обновления очень важна, так как среда, в которой используется MRP, весьма динамична, а частые изменения размеров заказов и сроков их выполнения не являются редкостью. Отсюда вытекает необходимость отслеживать текущее состояние дел.
Следует учитывать, что в то время преобладал пакетный тип обработки информации на удаленных вычислительных центрах (кустовых или корпоративных). Интерактивные технологии еще не получили развития, и анализ «а что будет, если...» практически не проводился. По сути, MRP просто фиксировала ситуацию в «развернутом» виде.
Отметим, что иногда технологию MRP называют MRP I.
Очевидно, что по мере совершенствования средств обработки данных присущие MRP ограничения перестали удовлетворять менеджеров и плановиков. Поэтому следующим шагом стала реализация возможности анализировать загрузку производственных мощностей и учитывать ресурсные ограничения производства. Эта технология известна как CRP (Capacity Requirements Planning). Она представлена на рис. 2 .
Для работы механизма CRP необходимы три массива исходных данных.
1 Данные о календарном плане производства (MPS), содержащие сведения о производственных заказах. Они являются исходными и для MRP. Стоит отметить, что запуск CRP возможен только после того, как отработало MRP, потому что исходными данными для CRP являются также результаты работы MRP в виде плановых заказов по номенклатурным позициям зависимого спроса, а не только по номенклатурным позициям независимого спроса.
2 Данные о рабочих центрах. Рабочий центр - это группа взаимозаменяемого оборудования, расположенная на локальном производственном участке. Для организации планирования потребности в мощностях (CRP) и подробного календарного планирования он может рассматриваться как одна производственная единица. Для работы CRP необходимо предварительное формирование рабочего календаря рабочих центров с целью вычисления доступной производственной мощности.
3 Данные о технологических маршрутах изготовления номенклатурных позиций. В этих документах указываются все сведения о порядке осуществления технологических операций и их характеристиках (технологические времена, персонал, другая информация). Этот массив данных вместе с первым формирует план загрузки рабочих центров.
CRP информирует обо всех расхождениях между планируемой загрузкой и имеющимися мощностями, позволяя предпринять необходимые регулирующие воздействия. При этом каждому изготавливаемому изделию назначается соответствующий технологический маршрут с описанием ресурсов, требуемых на каждой его операции, на каждом рабочем центре. Следует отметить, что CRP не занимается оптимизацией загрузки, осуществляя лишь расчетные функции по заранее определенной производственной программе согласно описанной нормативной информации. Как MRP, так и CRP - плановые механизмы, позволяющие получать корректный и реальный план-график производства на основе использования опыта и знаний лиц, принимающих решения. Можно отметить, что налаженная технология MRP/CRP при наличии достаточных вычислительных мощностей позволяет, по сути, осуществлять моделирование ситуации.
Следующим после MRP/CRP шагом по пути развития стандарта MRP стало создание технологии «Замкнутый цикл MRP» (Closed-loop MRP), предложенной в конце 70-х годов Оливером Уайтом, Джорджем Плосслом и другими. Основная идея данного усовершенствования технологии MRP заключается в создании замкнутого цикла путем налаживания обратных связей, улучшающих отслеживание текущего состояния производственной системы. Дополнительная реализация мониторинга выполнения плана снабжения и производственных операций позволила снять ограничения степени достоверности результата планирования, ранее присущие MRP I, которые существовали из-за невозможности отследить состояние открытых заказов. С добавлением указанных функций к MRP I/CRP был сформирован стандарт «Замкнутый цикл MRP». Отличие MRP I/CRP от Closed-loop MRP хорошо поясняется схемой на рис. 3.
Взглянув на рис. 3, мы увидим, что в случае с технологией «Замкнутый цикл MRP» в процесс планирования вовлечены только операции, связанные со снабжением и производством, а процессы сбыта (продаж) и финансового учета технологией не задействованы. Планирование продаж и операций (Sales & Operations Planning) в контур MRP I /CRP не входят и приведены лишь для иллюстрации связи MRP I/CRP с вышестоящими уровнями планирования.
Стандарт MRP II (Manufacturing Resource Planning) позволил развить технологию планирования, ориентированную на применение информационных систем предприятия, очертив полный контур задач управления промышленным предприятием на оперативном уровне. Важнейшая функция MRP II состоит в обеспечении всей необходимой информацией тех, кто принимает решения в сфере управления финансами. MRP I информирует о сроках выполнения заказов на закупку, помогая планировать осуществление расчетов с поставщиками. MRP I / CRP предоставляет информацию о количестве основного производственного персонала, уровне часовых тарифных ставок и нормах времени на выполнение технологических операций (в описании технологических маршрутов), возможных сверхурочных работах и т. д. Все это необходимо для принятия предприятием обязательств по выплате заработной платы. Наконец, MRP II сообщает об объемах и сроках поставки изделий покупателям, что позволяет прогнозировать поступление денежных средств. Однако необходимо отметить, что для обеспечения достоверности результатов работы MRP II необходимо обеспечить точность и своевременность входной информации нормативного и оперативного характера.
Бизнес-планирование здесь по-прежнему не является составной частью стандарта, а предоставляет исходную информацию для принятия плановых решений более низкого уровня, последовательно уточняющих план путем расширения и детализации объектов планирования, приближения горизонта планирования, уменьшения интервала планирования, а также перехода от стоимостных единиц измерения к натуральным. Разработанные детальные планы, подлежащие исполнению, получают стоимостное выражение посредством калькуляции себестоимости продукции, учета реализации, снабженческих и производственных операций. Рассчитанные фактические затраты сравниваются с плановыми (или нормативными), и отклонения служат основой для принятия управленческих решений, относящихся к следующим плановым периодам. Структура планового механизма в стандарте MRP II представлена на рис. 4 .
Одной из основных причин того, что MRP была с готовностью воспринята как методология управления производством, является ее обращение к возможностям вычислительной техники в области хранения и обработки больших массивов данных и предоставления доступа к ним в целях эффективного управления предприятием. Она помогает координировать деятельность различных подразделений предприятия по исполнению свойственных им функций. Поэтому привлекательность MRP состоит не только в поддержке принятия решений, но и, что более важно, в ее интеграционной роли для производственных предприятий.
Характеризуя MRP II в целом, можно сказать, что его механизм опирается на три базовых принципа: иерархичность, интерактивность, интегрированность.
Иерархичность означает разделение планирования на уровни, соответствующие зонам ответственности разных ступеней управленческой лестницы предприятия. Здесь имеются в виду все уровни, начиная от топ-менеджмента, планирующего продажи и операции, до мастеров в цехах и на производственных участках, осуществляющих функции диспетчирования производственных наряд-заказов и принимающих оперативные решения по загрузке рабочих мест, управлению приоритетами наряд-заказов, формированию отчетных данных о выполненных заказах. Планы предприятия разрабатываются сверху вниз с одновременным обеспечением надежного механизма обратной связи.
Интерактивность систем на базе стандарта MRP II обеспечивается заложенным в него блоком моделирования. Существует возможность «проигрывания» вероятных ситуаций на предмет исследования их влияния на результаты деятельности предприятия в целом или его структурных подразделений в частности. Отметим, что эта возможность имеется на различных уровнях иерархии плановых решений. Интерактивность поддерживается современными компьютерными технологиями, предоставляющими удаленный доступ к базам данных с рабочих мест специалистов в разных предметных областях. Таким образом, вычислительная мощность «помещается» рядом со знаниями и опытом специалистов предприятия.
Интегрированность обеспечивается объединением всех основных функциональных областей деятельности предприятия на оперативном уровне (в пределах горизонта планирования продолжительностью до одного года), связанных с материальными и финансовыми потоками на предприятии. MRP II охватывает такие функции предприятия, как планирование производства, снабжение производства, сбыт продукции, исполнение плана производства, учет затрат, складской учет, управление спросом и т. д.
Планирование продаж и операций (Sales & Operations Planning). План продаж и операций (или план продаж и производства) служит двум основным целям в рамках функционирующей системы MRP II. Первая - быть ключевым связующим звеном между процессом стратегического и бизнес-планирования и системой детального планирования и исполнения плана компании. Вторая цель заключается в том, что принятый план продаж и операций является регулятором всех остальных планов и графиков. По сути, это бюджет, который устанавливается топ-менеджментом для главного календарного плана производства, в свою очередь формирующего все последующие по иерархии календарные планы.
Управление спросом (Demand Management). Управление спросом связывает следующие функции предприятия: прогнозирование спроса, работу с заказами покупателей, дистрибуцию, движение материалов и сборочных единиц между производственными площадками компании. Таким образом, управление спросом является неотъемлемой частью процесса укрупненного планирования и разработки календарных планов.
Главный календарный план производства (Master Production Schedule). В этом модуле фиксируется план производства, как правило, исходя из номенклатурных позиций независимого спроса, т. е. «что производить, когда производить, сколько производить». Все остальные календарные планы в MRP базируются на нем и формируются путем «разворачивания» - от потребности в готовой продукции к потребности в компонентах и материалах через описанные структуры продуктов.
Планирование потребности в материалах (Material Requirements Planning). Данный модуль представляет собой расчетный механизм, необходимый для калькулирования потребности во всех номенклатурных позициях, не представляющих собой изделия независимого спроса, потребность предприятия в которых может быть вычислена на основании данных о спросе (в виде прогнозов или заказов) на изделия зависимого спроса, т. е. на те, которые компания реализует контрагентам. К ним относятся материалы, компоненты, детали и т. д. Исторически это был первый разработанный модуль в рамках систем MRP II, а последующая функциональность «наслаивалась» на него. Можно сказать, что данный модуль является ядром любой системы MRP II.
Подсистема спецификаций (Bill of Material Subsystem). Данный модуль в рамках системы MRP является поддерживающим, содержащим нормативно-справочную информацию, необходимую для корректного планирования. Подсистема спецификаций определяет отношения между номенклатурными позициями в рамках структур продуктов и основана на описании спецификаций (BOM).
Подсистема операций с запасами (Inventory Transaction Subsystem). Данная подсистема необходима для подержания в актуальном состоянии данных о запасах номенклатурных позиций и основывается на совокупности типов операций с запасами, предварительно описанных и влекущих за собой заранее определенные последствия.
Подсистема запланированных поступлений по открытым заказам (Scheduled Receipts Subsystem). Подсистема запланированных поступлений по открытым заказам используется для работы (добавления, удаления, изменения) с заказами, изготовление и закупка которых начаты, но еще не завершены и не закрыты. В зависимости от того, является ли конкретная номенклатурная позиция включаемой в главный календарный план производства или же целиком контролируемой на уровне планирования потребности в материалах (MRP), изменяется модуль, потребляющий информацию, предоставляемую подсистемой.
Оперативное управление производством (Shop Floor Control или Production Activity Control), или, иначе говоря, планирование и диспетчирование работы цеха (Shop Scheduling and Dispatching). Можно сказать, что данный модуль назначает способ обсуждения приоритетов между работниками планирования и цеховым персоналом. Он позволяет видеть календарный план работы цеха над производственными заказами с позиций как цеха, так и рабочего центра и производственных операций, а также отслеживать его фактическое выполнение.
Планирование потребности в мощностях (Capacity Requirements Planning). Данный модуль позволяет представить картину загрузки рабочих центров согласно той производственной программе, которая принята на уровне главного календарного плана производства и прошла через расчет потребности в изготавливаемых компонентах, выполненный MRP. Модуль позволяет прогнозировать возможные проблемы с мощностями и вовремя их разрешать, т. е. избежать столкновения с ними тогда, когда изменения календарного плана невозможны или дорогостоящи. Отметим, что CRP не пытается решить выявленные проблемы, а оставляет их на усмотрение персонала.
Управление входным/выходным материальным потоком (Input/Output Control). Модуль призван контролировать исполнение плана использования производственных мощностей, разработанного на уровне CRP. Взаимоотношения между двумя этими модулями весьма схожи со взаимоотношениями между MRP и диспетчированием производства, когда MRP задает приоритетность производственных заданий, а планирование на уровне цеха и диспетчирование помогают контролировать соблюдение этих приоритетов.
Модуль управления входным/выходным материальным потоком позволяет оценить, выполнен план по загрузке производственных мощностей или нет, так как он контролирует входной и выходной потоки заданий, направленные к рабочим центрам, а также длину очереди к рабочим центрам, измеряемую в часах работы рабочего центра.
Управление снабжением (Purchasing). Модуль предназначен для контроля выполнения плана закупок, сформированного MRP и утвержденного лицом, принимающим решения, а также планирования и исполнения закупок, не связанного с собственно модулем MRP. Таким образом, можно сказать, что MRP планирует сроки и параметры заявок на закупку, а данный модуль помогает контролировать реализацию этих заявок посредством их преобразования в заказы на закупку.
Планирование ресурсов распределения (Distribution Resource Planning). Модуль предназначен для обеспечения планирования в том случае, когда предприятие имеет территориально распределенную структуру с несколькими удаленными друг от друга площадками. В этом случае необходимо описывать сеть распределения (дистрибуции) с указанием всех существенных параметров этой сети (время доставки, календарь работы различных узлов этой сети, режим и стоимость транспортировки и т. д.). Можно сказать, что DRP - это своего рода MRP для сети распределения. Иначе говоря, DRP увязывает между собой несколько MRP-площадок. При этом в качестве площадок могут рассматриваться как производственные, так и торговые подразделения компании (например, удаленный склад, осуществляющий отгрузку продукции покупателям в другом регионе).
Инструментальное обеспечение (Tooling или Tool Planning and Control). Для некоторых компаний календарное планирование инструментального обеспечения производства не менее важно, нежели календарное планирование потребности в материалах и производственных мощностях. Конструктивно же подсистема инструментального обеспечения может быть похожа на систему MRP/CRP вкупе с обеспечивающими их подсистемами (операций с запасами, запланированных поступлений, спецификаций продуктов и т. д.). Технически возможна реализация одного из двух подходов: либо полностью интегрировать подсистему инструментального обеспечения с MRP/CRP на уровне файлов базы данных, либо позиционировать ее отдельно от MRP/CRP с обеспечением соответствующего интерфейса между этими модулями.
Интерфейс с финансовым планированием (Financial Planning Interfaces). MRP II предоставляет информацию, необходимую для осуществления финансового планирования, однако собственно функции финансового анализа и планирования в MRP II не включены. Именно поэтому говорят об интерфейсе с финансовым планированием. MRP II предоставляет подробную и достаточно точную информацию следующего характера:
В компаниях, не применяющих MRP, такого рода информацию, по мнению Д. Ландватера и К. Грея , обычно трудно получить за необходимый промежуток времени и с необходимой точностью. В этом случае финансовые прогнозы часто базируются на данных отчетных периодов и исторически сложившихся пропорциях между показателями. К сожалению, подобный подход дает сбои именно тогда, когда оценка влияющих на результат факторов нужна больше всего, - в момент изменения ситуации.
С MRP II информация для финансового планирования извлекается непосредственно из функционирующей производственной системы. Интерфейс с финансовым планированием в MRP II преобразует план, выраженный в натуральных и временных единицах измерения, в стоимостные единицы измерения. Таким образом, в MRP II финансовые прогнозы строятся на основе подробной информации о номенклатурных позициях, заказах и т. д. с расширением этой информации посредством использования данных о затратах.
Моделирование (Simulation). Система MRP II представляет собой подробную и точную модель производственного бизнеса. Следовательно, появляется возможность установить, как изменения параметров событий повлияют на результат работы предприятия. MRP II помогает отвечать на вопросы типа «что будет, если...».
Оценка деятельности (Performance Measurement). Система MRP II должна иметь критерии оценки эффективности предприятия, т. е. нужна система показателей, по которым руководство предприятия будет судить об успешности деятельности компании в целом и отдельных ее подразделений. Формализованная программа оценки деятельности (причем это относится и к MRP II, и к любой другой системе управления) поможет:
Планирование ресурсов предприятия. Последний из шагов эволюции систем планирования потребности в ресурсах (90-е годы) известен под названием «Планирование ресурсов предприятия» (Enterprise Resource Planning, ERP), который, по мнению Н. Гайвера , более совершенен, чем MRP II.
ERP-системы состоят из большого числа программных модулей, которые могут быть приобретены отдельно и помогут в управлении многими видами деятельности в различных функциональных областях бизнеса. К числу подобных модулей относятся модули для продаж и дистрибуции, финансового учета, финансового контроллинга, планирования производства (включая MRP и CRP), управления основными активами, персоналом, материалами, качеством, проектами, эксплуатацией производственных мощностей (Plant Maintenance), оперативного управления исполнением производственных заказов (Workflow), а также отраслевые решения (Industry Solutions). ERP-системы требуют приложения существенных усилий и крупных инвестиций, а подчас и изменения некоторых бизнес-процессов для того, чтобы соответствовать программному обеспечению, и могут иметь цикл внедрения длиной в несколько лет.
Подробнее с рассматривавшимися в рамках статьи вопросами можно ознакомиться по книге Д. А. Гаврилова «Управление производством на базе стандарта MRP II», выпущенной издательством «Питер».
Система, построенная вокруг планирования потребности в материалах (MRP), которая включает дополнительные плановые функции, а именно планирование производства (укрупненное планирование) - Production Planning (Aggregate Planning), разработку главного календарного плана производства (Master Production Scheduling) и планирование потребности в мощностях (Capacity Requirements Planning). После того как вышеописанные фазы планирования пройдены и планы были приняты как реалистичные и достижимые, начинается исполнение планов. Это включает в себя такие функции управления производством, как измерение входного/выходного материального потока (мощности) - Input-Output (Capacity) Measurement, формирование подробных графиков и диспетчирование, а также отчетность по предполагаемому отставанию от графиков завода и от поставщиков, формирование графиков поставщиков и т. д. Термин «замкнутый цикл» означает, что эти элементы не просто включены в общую систему, но и существует обратная связь от функций исполнения, с тем чтобы планирование было всегда корректным.
Реализующее регламентированный MRP-методологией алгоритм и формирующее результаты материального аспекта производства на основе входных данных.
В докомпьютерную эпоху все задачи по контролю за наличием материалов и комплектующих выполнялись персоналом предприятия вручную. С этой целью применялись карточки складского учёта, в которых указывалась информация о поступлении и расходовании материала. Такая система действовала медленно, зачастую давала сбои в результате неизбежных ошибок и неточностей, вызванных человеческим фактором. В результате её использования возникали периоды, в течение которых производство простаивало из-за отсутствия материала. На некоторых предприятиях карточки складского учёта применяются и по сей день.
С началом повсеместной автоматизации в шестидесятые годы прошлого века программисты нашли применение вычислительным системам в планировании деятельности предприятия (в частности, производственных процессов). Разработанный ими метод получил название MRP и приобрёл широкое распространение во всём мире. Основным отличием новой методологии от предшествующей ей мануальной системы стала ориентация на будущие потребности и пренебрежение данными о потреблении в прошлом. Фактически, с появлением MRP-систем заказы на пополнение складов стали формироваться по мере необходимости и в нужном объёме.
В конце семидесятых годов прошлого века возможности MRP-систем были расширены за счёт реализации идеи воспроизведения замкнутого цикла. В частности, были добавлены следующие функции:
Дальнейшее усовершенствование системы вызвало преобразование системы MRP с замкнутым циклом в расширенную модификацию, которую впоследствии назвали MRP II (Manufactory Resource Planning). Эта система была создана для эффективного планирования всех (в том числе, финансовых и кадровых) ресурсов производственного предприятия.
Системы планирования производства развиваются постоянно, стараясь успеть за всеми инновациями производственного процесса.
Система планирования материальных потребностей рассчитывает план закупок необходимых компонентов и план производства на основании спецификации изделия, прогнозируемого спроса и технологических нюансов производства. MRP-система также может самостоятельно рассчитывать сроки исполнения и план производства.
Цикл работы MRP-системы состоит из следующих этапов:
В результате система выдаёт план заказов с оперативными изменениями и ряд служебных отчётов. Классическая MRP-система выдает на выходе следующие результаты:
В принципе, MRP-система может снабжать пользователя и другими дополнительными результатами, которые представляются в форме отчетов. Наиболее показательными может быть:
В MRP-системе можно выделить такую составляющую, как подсистема планирования производственных мощностей (Capacity Requirements Planning , CRP). CRP-модуль применяется с целью проверки пробной программы производства, созданной на основании прогнозов спроса на продукцию, на возможность её реализации посредством имеющихся в наличии производственных ресурсов.
Если программа производства выдерживает цикл работы CRP-модуля, то она начинает взаимодействие с MRP-системой, иначе в программу вносятся коррективы, и она подвергается повторному тестированию посредством подсистемы планирования производственных мощностей.
MRP (англ. Material Requirement Planning -- планирование потребности в материалах) -- система планирования потребностей в материалах, одна из наиболее популярных в мире логистических концепций, на основе которой разработано и функционирует большое число микрологистических систем. На концепции MRP базируется построение логистических систем «толкающего типа». В России как правило представлена различными программными продуктами иностранного производства. Появление более развитой концепции MRP II и развитие программ класса ERP, снижение их стоимости, привело к тому, что программные продукты класса MRP можно встретить очень редко, как правило, в составе устаревших информационных систем предприятий.
MRP системы, интенсивная разработка теории которых осуществлялась с начала 60 годов, в настоящее время присутствуют практически во всех интегрированных информационных системах управления предприятием.
В настоящее время использование современных интегрированных систем на Российских предприятиях пока не нашло широкого распространения, тем более функциональности планирования материальных ресурсов (MRP)
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 MRPсистем 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 MRP, 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.
программный стандартизированный технологический процесс
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.
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.
Элементы MRP
В упрощенном виде исходную информацию для MRP системы представляют следующие элементы:
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.
MRP-системы
Планирование потребностей в материалах
В начале 60-х гг. в связи с ростом популярности вычислительных систем возникла идея использовать их возможности для планирования деятельности предприятия, в том числе производственных процессов. Необходимость планирования обусловлена тем, что основная масса задержек в процессе производства связана с запаздыванием поступления отдельных комплектующих, в результате чего, как правило, параллельно с уменьшением эффективности производства на складах возникает избыток материалов, поступивших в срок или раньше. Кроме того, вследствие нарушения баланса поставок комплектующих возникают дополнительные осложнения с учетом и отслеживанием их состояния в процессе производства, т.е. фактически невозможно было определить, например, к какой партии принадлежит данный составляющий элемент в уже собранном готовом продукте.
С целью предотвращения подобных проблем, была разработана методология планирования потребности в материалах MRP (Material Requirements Planning ). Реализация системы, работающей по этой методологии, представляет собой компьютерную программу, позволяющую оптимально регулировать поставки комплектующих в производственный процесс, контролируя запасы на складе и саму технологию производства. Главной задачей MRP является обеспечивание гарантии наличия необходимого количества требуемых материалов-комплектующих в любой момент времени в рамках срока планирования наряду с возможным уменьшением постоянных запасов. Прежде чем описывать саму структуру MRP , следует перечислить основные понятия.
Материалами являются сырье и отдельные комплектующие, составляющие конечный продукт. В дальнейшем мы не будем делать различий между понятиями «материал» и «комплектующий».
MRP -система , MRP -программа - компьютерная программа, работающая по алгоритму, регламентированному MRP -методологией. Она обрабатывает файлы данных (входные элементы) и формирует на их основе файлы-результаты.
Статус материала является основным указателем на текущее состояние материала: имеется ли данный материал в наличии на складе, зарезервирован ли он для других целей, присутствует ли в текущих заказах или заказ на него только планируется. Таким образом, статус материала однозначно описывает степень готовности каждого материала быть пущенным в производственный процесс.
Страховой запас материала необходим для поддержания процесса производства в случае возникновения непредвиденных и неустранимых задержек в его поставках.
Потребность в материале в MRP -программе представляет собой определенную количественную единицу, отображающую возникшую в некоторой момент времени в течение периода планирования необходимость в заказе данного материала. Различают понятия полной потребности в материале, которая отображает то количество, которое требуется отпустить в производство, и чистой потребности, при вычислении которой учитывается наличие всех страховых и зарезервированных запасов данного материала. Заказ в системе автоматически создается по возникновению отличной от нуля чистой потребности.
Процесс планирования включает в себя функции автоматического создания проектов заказов на закупку и/или внутреннее производство необходимых материалов-комплектующих.MRP -система оптимизирует время поставки комплектующих, тем самым уменьшая затраты на производство и повышая его эффективность.
Основными преимуществами использования подобной системы в производстве являются:
Основная цель MRP -системы формировать, контролировать и при необходимости изменять моменты заказов таким образом, чтобы все материалы, требуемые для производства, поступали одновременно.
На практике MRP является информационной системой, которую логически можно представить с помощью диаграммы (рис. 1). Здесь отображены основные информационные элементы MRP -системы.
Рисунок 1 - Входные элементы и результаты работы MRP -системы
Описание состояния материалов (Inventory Status File ) является основным входным элементом MRP -программы. В нем должна быть отражена максимально полная информация обо всех материалах, необходимых для производства конечного продукта. В этом элементе указывается статус каждого материала участвующего в производственном процессе.
Программа производства (Master Production Schedule ) представляет собой оптимизированный график распределения времени для производства необходимой партии готовой продукции за планируемый период или диапазон периодов. Сначала создается пробная программа производства, впоследствии тестируемая на выполнимость дополнительным прогоном через CRP -систему (Capacity Requirements Planning ), которая определяет достаточно ли производственных мощностей для ее осуществления. Если производственная программа признана выполнимой, то она автоматически формируется в основную и становится входным элементом MRP -системы.
Это необходимо, потому как рамки требований по производственным ресурсам являются прозрачными для MRP -системы, которая формирует на основе производственной программы график возникновения потребностей в материалах. Однако, в случае недоступности ряда материалов или невозможности выполнить план заказов для поддержания реализуемой с точки зрения CRP производственной программы, MRP -система в свою очередь указывает о необходимости внести в нее корректировки.
Перечень составляющих конечного продукта (Bills of Material File ) - это список материалов и их количество, требуемое для производства конечного продукта. Таким образом, каждый конечный продукт имеет свой перечень составляющих. Кроме того, здесь содержится описание структуры конечного продукта, т.е. полная информация по технологии сборки. Чрезвычайно важно поддерживать точность всех записей в этом элементе и соответственно корректировать их всякий раз при внесении изменений в структуру и/или технологию производства конечного продукта.
Напомним, что каждый из вышеуказанных входных элементов представляет собой компьютерный файл данных, используемый MRP -программой. В настоящий момент MRP -системы реализованы на самых разнообразных аппаратных платформах и включены в качестве модулей в большинство финансово-экономических систем.
Цикл работы MRP состоит из следующих основных этапов:
Таким образом, в результате работы MRP -программы производится ряд изменений в имеющихся заказах и при необходимости, создаются новые для обеспечения оптимальной динамики хода производственного процесса. Эти изменения автоматически модифицируют описание состояния материалов , так как создание, отмена или модификация заказа, соответственно влияют на статус материала, к которому они относятся. В результате работы MRP -программы создается план заказов на каждый отдельный материал на весь срок планирования, обеспечение выполнения которого необходимо для поддержки программы производства.
Основными результатами MRP -системы являются следующие:
Таким образом, использование MRP -системы для планирования производственных потребностей позволяет оптимизировать время поступления каждого материала, тем самым значительно снижая складские издержки и облегчая ведение производственного учета.
ERP-системы
Вследствии усовершенствования систем MRPII и их дальнейшего функционального расширения появился класс систем ERP (термин ERP был введен независимой исследовательской компанией Gartner Group в начале 90-х годов). ERP -системы предназначены не только для производственных предприятий, они также эффективно позволяют автоматизировать деятельность компаний предоставляющих услуги. ERP является результатом более чем сорокалетней эволюции управленческих и информационных технологий.
Исторически концепция ERP стала развитием более простых концепций MRP (Material Requirement Planning - Планирование материальных потребностей) и MRPII (Manufacturing Resource Planning - Планирование производственных ресурсов). Грубо говоря, ERP является расширением этих двух технологий, которое позволяет автоматизировать не только операционную деятельность компании но и финансовую деятельность, бухгалтерию, кадры, учет зарплат и т.д. Используемый в ERP -системах программный инструментарий позволяет проводить производственное планирование, моделировать поток заказов и оценивать возможность их реализации в службах и подразделениях предприятия, увязывая его со сбытом.
ERP является методологией, которая управляет и планирует распределение всех доступных ресурсов предприятия, которые необходимы для организации работы так называемой логистической трубы, которая включает в себя закупки, производство, учет при исполнении заказов клиентов. Применение ERP -систем распространено во многих сферах бизнеса, в частности, в различного рода производствах, дистрибуции, оказании услуг. Производители в большинстве имеют стандартные решения, настроенные под распространенные типы бизнесов.
Термин «ERP-система » (Enterprise Resource Planning - Управление ресурсами предприятия) может употребляться в двух значениях. Во-первых , это - информационная система для идентификации и планирования всех ресурсов предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета в процессе выполнения клиентских заказов . Во-вторых (в более общем контексте), это - методология эффективного планирования и управления всеми ресурсами предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета при исполнении заказов клиентов в сферах производства, дистрибьюции и оказания услуг .
Аббревиатура ERP используется для обозначения комплексных систем управления предприятием. Ключевой термин ERP является Enterprise – Предприятие, и только потом - планирование ресурсов. Истинное предназначение ERP - в интеграции всех отделов и функций компании в единую компьютерную систему, которая сможет обслужить все специфичные нужды отдельных подразделений.
Самое трудное - построить единую систему, которая обслужит все запросы сотрудников финансового отдела, и, в то же время, угодит и отделу кадров, и складу, и другим подразделениям. Каждый из этих отделов обычно имеет собственную компьютерную систему, оптимизированную под свои особенности работы. ERP комбинирует их все в рамках одной интегрированной программы, которая работает с единой базой данных, так, что все департаменты могут легче обмениваться информацией и общаться друг с другом. Такой интегрированный подход обещает обернуться очень большой отдачей, если компании смогут корректно установить систему.
Возьмем, к примеру, обработку заказа. Обычно, когда клиент делает заказ, тот начинает долгое путешествие из одной папки для бумаг в другую. При этом информация по заказу попутно «вбивается» то в одну компьютерную систему, то в другую. Это неспешное путешествие ведёт к запаздыванию исполнения заказов и их потере, а также является причиной ошибок при многократном вводе информации в разные системы. Между тем, в нужный момент никто в компании по-настоящему не может сказать, каково реальное состояние заказа, потому что сотрудник фронт - офиса не может заглянуть в компьютеры склада и сказать, отгружен уже товар или нет. И разъяренный заказчик слышит только: «Позвоните, пожалуйста, на склад!»
ERP заменяет старые разрозненные компьютерные системы по финансам, управлению персоналом, контролю над производством, логистике, складу одной унифицированной системой, состоящей из программных модулей, которые повторяют функциональность старых систем. Программы, обслуживающие финансы, производство или склад теперь связаны вместе, и из одного отдела можно заглянуть в информацию другого. ERP -системы большинства поставщиков достаточно гибки и легко настраиваемы, их можно устанавливать модулями, не приобретая сразу весь пакет. Например, многие компании приобретают сначала только финансовые или HR модули, оставляя на будущее автоматизацию других функций.
ERP -система автоматизирует процедуры, образующие бизнес-процессы. Например, выполнение заказа клиента: принятие заказа, его размещение, отгрузка со склада, доставка, выставление счета, получение оплаты. ERP -система «подхватывает» заказ клиента и служит своего рода дорожной картой, по которой автоматизируются различные шаги на пути исполнения заказа. Когда представитель фронтофиса вводит заказ клиента в ERP -систему, у него есть доступ ко всей информации, необходимой для того, чтобы запустить заказ на выполнение. Например, он тут же получает доступ к кредитному рейтингу клиента и истории его заказов из финансового модуля, узнает о наличии товара из складского модуля и о графике отгрузки товаров из модуля логистики.
Сотрудники, работающие в разных подразделениях, видят одну информацию и могут обновлять её в своей части. Когда один департамент заканчивает работу над заказом, заказ автоматически переадресовывается в другой департамент внутри самой системы. Чтобы узнать, где находился заказ в любой момент времени, необходимо только войти в систему и отследить прохождение заказа. Поскольку весь процесс теперь прозрачен, то заказы клиентов выполняются быстрее и с меньшим числом ошибок, чем раньше. То же самое происходит с другими важными процессами, например, созданием финансовых отчетов, начислением зарплаты и т.д.
Такова роль ERP -системы в идеале. Реальность несколько жестче. Вернемся к тем же папкам для бумаг. Этот процесс может быть и не эффективен, но зато он прост и привычен. Бухгалтерия делает свою работу, склад - свою, и если что-нибудь за стенами отдела не так, это - чужая проблема. C приходом ERP все меняется: продавец больше не является машинисткой, всего лишь набирающей имя клиента и нажимающей клавишу “Enter”. Экран ERP -системы превращает его в бизнесмена. Продавец переходит от кредитной истории клиента к ситуации на складе. Заплатит ли клиент вовремя? Сможем ли мы вовремя отгрузить? Таких решений продавцы никогда раньше не принимали, а от этих решений зависят клиенты, и зависят другие подразделения компании. И не одним только продавцам приходится проснуться - народ на складе, который раньше держал весь список товаров в голове или на клочках бумаги, теперь должен вводить его в компьютер. Если они не будут делать это регулярно и быстро, продавец скажет клиенту, что товара нет на складе, клиент отправится к другому поставщику, и компания потеряет деньги.
Ответственность, отчетность и унифицированные коммуникации никогда раньше не проверялись так жестко. Люди не любят перемены, а ERP требует изменения их стиля работы. Вот почему так трудно оценить эффект от ERP . Ценно не столько программное обеспечение, сколько перемены, которые компании должны провести в способах ведения бизнеса. Если вы просто устанавливаете новое программное обеспечение, не изменяя принципов работы, вы можете не увидеть никакого эффекта вообще. Наоборот, новое программное обеспечение затормозит вас – вы замените старую программу, которую все знают, новой, неизвестной никому.
Структура управления
ERP -системы в большей степени ориентированы на работу с финансовой информацией для решения задач управления большими корпорациями с разнесенными территориально ресурсами. Сюда включается все, что необходимо для получения ресурсов, изготовления продукции, ее транспортировки и расчетов по заказам клиентов. Помимо перечисленных функциональных требований в ERP реализованы и новые подходы по применению графики, использованию реляционных баз данных, CASE-технологий для их развития, архитектуры вычислительных систем типа «клиент-сервер» и реализации их как открытых систем.
Системы типа ERP пополняются следующими функциональными модулями - прогнозирования спроса, управления проектами, управления затратами, управления составом продукции, ведения технологической информации. В них прямо или через системы обмена данными встраиваются модули управления кадрами и финансовой деятельностью предприятия.
Функции ERP-систем
MRP-системы просто формируют план заказов на определенный период, что стало недостаточно с возрастающими потребностями менеджмента.
Недостатки MRP-систем стали все больше проявляться в связи с постоянно растущей конкуренцией на рынке, жизненной необходимостью компаний постоянно перестраивать производство под изменяющиеся требования потребителя, все большим уменьшением жизненного цикла изделий. Всё это потребовало пересмотра взглядов на планирование производства и всей деятельности компании. Планированием производства стал управлять маркетинг. Все это привело к рождению концепции MRPII – новой концепции корпоративного планирования.
Эволюция MRP -систем проходила в следующем ключе.
MRP просто информирует о сроках выполнения заказов на закупку, помогая планировать осуществление расчетов с поставщиками.
MRP/CRP дополнительно предоставляет информацию о количестве основного производственного персонала, уровне часовых тарифных ставок и нормах времени на выполнение технологических операций (в описании технологических маршрутов), возможных сверхурочных работах и т. д., позволяя планировать производственные мощности.
MRPII планирует потребности всего производства в материалах, производственных мощностях, финансах, складских помещениях и т.д., исходя из плана производства.
Первым расширением круга задач явилась (почти одновременно возникшей с MRP) методология CRP (Capacity Requirements Planning - планирование потребности в мощностях) – цель которой проверить выполнимость основного план-графика с точки зрения имеющегося оборудования и, если он выполним, оптимизировать загрузку производственных мощностей
В процессе работы CRP-системы разрабатывается план распределения производственных мощностей для обработки каждого конкретного цикла производства в течение планируемого периода. Также устанавливается технологический план последовательности производственных процедур и, в соответствии с пробной программой производства, определяется степень загрузки каждой производственной единицы на срок планирования.
Если после цикла работы CRP-модуля программа не признается реально осуществимой, то в нее вносятся изменения, и она подвергается повторному тестированию с помощью CRP-модуля.
CRP-алгоритме можно условно выделить два этапа: предварительное и окончательное планирование:
RCCP (Rough-Cut Capacity Planning)
Предварительное планирование производственных мощностей. Процедура достаточно быстрой проверки нескольких ключевых ресурсов, с помощью которой можно выяснить, достаточно ли мощностей для выполнения основного плана производства.
FCRP (Finite Capacity Resource Planning)
Окончательное планирование производственных мощностей. Даже если RCCP
может указывать на наличие достаточного объема мощностей для выполнения плана производства, FCRP может показать дефицит этих мощностей в определенные периоды времени.
Для работы механизма CRP необходимы результаты работы MPR -системы и три массива исходных данных.
Данные о календарном плане производства, (Они являются исходными и для MRP).
Данные о рабочих центрах, описание структуры производственных рабочих центров с указанием их мощности; Обычно, производственные мощности предприятия классифицируются на производственные единицы (work center). Такой производственной единицей может быть станок, инструмент, рабочий и т.д.
Данные о технологических маршрутах изготовления номенклатурных позиций. Здесь указываются все сведения о порядке осуществления технологических операций и их характеристиках (технологические времена, персонал, другая информация). Этот массив данных вместе с первым массивом формирует загрузку рабочих центров.
CRP информирует обо всех расхождениях между планируемой загрузкой и имеющимися мощностями , позволяя предпринять необходимые регулирующие воздействия. При этом каждому изготавливаемому изделию назначается соответствующий технологический маршрут с описанием ресурсов, требуемых на каждой его операции, на каждом рабочем центре.
В процессе работы CRP модуля разрабатывается план распределения производственных мощностей для изготовления каждого конкретного изделия. В соответствии с пробной программой производства определяется степень загрузки каждой производственной единицы оборудования в планируемом временном периоде. Если после работы CRP модуля программа производства признается выполнимой, то она становится основной для MRP модуля. В другом случае в неё вносятся изменения, и она подвергается повторной оценке с помощью CRP модуля.
CRP не занимается оптимизацией загрузки , осуществляя лишь расчетные функции по заранее определенной производственной программе, моделирует заданную производственную систему.
2. Замкнутый цикл MRP (Closed loop MRP)
В конце 70-х годов Оливер Уайт и Джордж Плосл ( Oliver Wight , George Plossl ) предложили идею воспроизведения замкнутого цикла (Closed Loop MRP - планирование потребностей в материалах в замкнутом цикле) в MRP-системах. Идея заключалась в предложении ввести в рассмотрение более широкий спектр факторов при проведении планирования: контроль соответствия количества произведенной продукции количеству использованных в процессе сборки комплектующих, составление регулярных отчетов о задержках заказов, об объемах и динамике продаж продукции, о поставщиках и т.д. с осуществлением обратной связи в системе, обеспечивающей гибкость планирования по отношению к внешним факторам. Эта идея явилась следующим после MRP / CRP по пути развития стандарта MRP .
Основная идея данного усовершенствования технологии MRP заключается в создании замкнутого цикла путем налаживания обратных связей , улучшающих отслеживание текущего состояния производственной системы. Дополнительная реализация мониторинга выполнения плана снабжения и производственных операций позволила снять те ограничения степени достоверности результата планирования, ранее присущие MRP I, которые существовали из-за невозможности отследить состояние открытых заказов.
APICS (American Production and Inventory Control Society) дает следующее определение методологии " Closed Loop MRP ":
"Система, построенная вокруг планирования потребности в материалах (MRP), которая включает дополнительные плановые функции, а именно планирование производства (укрупненное планирование) (production planning (aggregate planning)), разработку главного календарного плана производства (master production scheduling) и планирование потребности в мощностях (capacity requirements planning). После того как вышеописанные фазы планирования пройдены, и планы были приняты как реалистичные и достижимые, начинается исполнение планов. Это включает в себя такие функции управления производством, как измерение входного/выходного материального потока (мощности) (input-output (capacity) measurement), формирование подробных графиков и диспетчирование, а также отчетность по предполагаемому отставанию от графиков завода и от поставщиков, формирование графиков поставщиков и т. д. Термин "замкнутый цикл" означает, что эти элементы не просто включены в общую систему, но и существует обратная связь от функций исполнения, с тем чтобы планирование было всегда корректным" .
Обычно предполагает двухфазное планирование и управление, состоящее из "фазы планирования" и "фазы выполнения". Первая предполагает собственно реализацию методологии MRP II, которая заканчивается утверждением планов, вторая фаза включает функции выполнения планов - то есть осуществление закупок необходимых материалов и комплектующих, реализацию производственных заданий, отгрузку продукции потребителю. Термин "Close loop" подразумевает не только, что обе фазы входят в общую систему, но также что имеется обратная связь функций выполнения с плановыми функциями, так что планирование можно постоянно поддерживать в действительном состоянии. Однако реально, "классические" MRP II продукты поддерживают именно двухфазную работу, так как частый перерасчет планов представляет существенную проблему и реально осуществим только на периодической основе (например, не чаще раза в сутки, желательно реже).
3. Планирование ресурсов производства (Manufacturing resource planning - MRP II)
Дальнейшее расширение функциональных возможностей систем планирования потребностей в материалах - MRP , привело к созданию систем планирования производственных ресурсов - MRP II (Manufacturing Resource Planning). З аметьте, аббревиатура « MRP » изменилась, как собственно изменился и ее смысл! Это, фактически, автоматизированная система планирования всех ресурсов производственного предприятия, включая планирование в натуральных единицах, финансовое планирование в стоимостном выражении, кадровое, а также элементы моделирования производственных ситуаций.
Полнофункциональная MRP II система должна содержать 16 следующих программных модулей:
Программный продукт класса MRP II, согласно стандартам, утвержденным APICS (American Production and Inventory Control Society) включает следующие 16 функций:
Чрезвычайно важно обратить внимание на функции обратной связи в MRPII-системе. Например, если поставщики не способны поставить комплектующие в оговоренные сроки, они должны послать отчет о задержках, сразу, как только они узнают о существовании этой проблемы. Обычно, стандартная компания имеет большое количество просроченных заказов с поставщиками. Но, как правило, даты этих заказов не отражают в достаточной степени дат реальной потребности в этих материалах. На предприятиях же, управляемых системами класса MRPII, даты поставки являются максимально близкими к времени реальной потребности в поставляемых материалах.
Поэтому крайне важно заранее поставить систему в известность о возможных проблемах с заказами. В этом случае система должна сгенерировать новый план работы производственных мощностей, в соответствии с новым планом заказов. В ряде случаев, когда задержка заказов далеко не является исключением, в MRPII-системе задаётся объем
