Для отправки ваших публикаций, пожалуйста, зарегистрируйтесь.

Если Вы уже зарегистрированы, то авторизуйтесь на сайте.



  1. Вход или регистрация
  1. Подписка

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.
10 марта 2009             

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.Комментарии редакции i-Mash.ru.
 
В статье приведен пример использования MES-системы для мебельного производства, что немного расходится с тематикой нашего ресурса. Тем не менее, мы считаем, что статья будет интересна специалистам машиностроительных предприятий.
 
 

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.

 

Из письма собственника бизнеса - генерального директора мебельной фабрики: «...Сейчас мы пытаемся рассчитать свои производственные мощности. Хочется увеличить технические возможности до нереальной величины...». Вам, уважаемые читатели, может показаться, что этот человек не понимает, о чем говорит. Однако если вы давно и увлеченно занимаетесь производством, то попробуйте сами определить «реальные величины технических возможностей» всего вашего станочного парка.

Автор статьи заинтересовался такой постановкой проблемы. Так чем же обосновывались трудности, возникшие на мебельном предприятии, в чем их суть и какие существуют механизмы их преодоления?

 

 

Откровение руководителя


«Мы открыли производственное предприятие 15 лет назад, и в течение первых 10 лет бизнес развивался за счет географии продаж. Номенклатура производства стандартной продукции, которую мы всегда поддерживали, составляла 30-40 ходовых наименований двух-трех цветов. Отгрузка осуществлялась вагонами на восток и на запад. Все было четко и ясно: что, как и почему необходимо делать. На складе находился 3- (и более) месячный запас готовой продукции.  Так как разнообразия в материалах особого не было, да и поставщики могли сорвать сроки поставки, запас по материалам у нас составлял 4 месяца. С подготовкой плана  по загрузке производственных мощностей также проблем не возникало. Планирование происходило каждые три месяца с помесячной и декадной разбивкой. Партии заказов были большими, что позволяло загрузить производство на 100% на протяжении всей смены. Технологические цепочки практически не менялись, и мы только возобновляли одни и те же процессы воспроизводства. Работники знали изделия наизусть и в принципе с планом справлялись. Немногочисленные случаи невыполнения плана как раз и были вызваны недостатком производственных мощностей. Поэтому мы инвестировали в более производительные станки. Для определения потребности в оборудовании, как правило, использовались доклады мастеров и проведенные на их основе обоснования начальников смен, бригад. Даже визуально можно было определить, где образуются завалы.  


Звеном, в котором возникали проблемы, оказался учет. Так мы пришли к необходимости автоматизации управления учетных операций. Создали IT-отдел, чуть позже начали внедрение ERP-системы. Планирование в ней позволяло осуществлять контроль основных финансовых и материальных ресурсов, а также прорабатывать оптимальные решения при различных состояниях рынка. Например, мы могли рассчитать бюджеты или потребности в заемных средствах в периоды сезонных, прогнозируемых спадов спроса и тому подобное, - так начал свой рассказ руководитель и продолжил: - Но последние 5 лет ознаменовались тем, что мы исчерпали лимит развития и роста бизнеса за счет географии. Тогда-то мы и ощутили зависимость от конкуренции в тех регионах, где происходят наши продажи.


Все усложнилось мгновенно. Основные проблемы были связаны с прогнозированием сбыта, ростом и постоянной сменой ассортимента продукции (сейчас это уже сотни наименований). Соответственно мы не могли четко планировать объем производства, потребности в материалах, персонале, оценивать эффективность движения материальных ресурсов во времени. Как же определить производственную мощность предприятия, если, к примеру, в непрерывном процессе движения и обработки сегодня находятся 58 677 деталей восьми цветов с использованием 15 типов материалов. При этом все детали маршрутизированы и относятся к 27 производственным заданиям, 12 из которых направлены на пополнение складского запаса и выполняются в плановом порядке, а остальные 15 - на выполнение обязательств перед заказчиками по поставке продукции в установленные сроки. Общее количество технологических маршрутов деталей - 147. Все детали должны быть обработаны на 67 станках из 122 имеющихся на предприятии, и обслуживают их в смену 220 рабочих.  При этом готовых изделий мы получаем в количестве 487 штук (24 типа), которые обязаны выйти из производства в конкретные дни, поскольку необходимо выполнять договоренности с заказчиками по объемам отгрузок и срокам транспортировки. При этом еще надо бороться с остановками станков, переделкой брака и с ситуацией, когда некоторые заказы необходимо выполнить «быстрее самых срочных» и тому подобное. Так выглядит картина дня сегодняшнего, а завтра в производство поступит еще 22 050 деталей, и начнется новая головная боль. Какой же должна быть реальная производственная мощность, чтобы любой заказ можно было выполнить в реальный срок и чтобы производительность предприятия не падала?»

 

Магия цехового планирования


Описанная выше ситуация знакома, наверное, многим производственникам. Решая проблему загрузки мощностей и выполнения заказов в реальные сроки, как правило, в первую очередь обращается внимание на технические возможности оборудования, его производительность. Однако опыт работы с предприятиями показывает, что проблема лежит не в нехватке мощностей, а в методах организации планирования потоков работ непосредственно в цехах, организации четкого взаимодействия персонала, в отсутствии прозрачности процессов.  Именно в цехах обнаруживается масса ограничений, относящихся к области планирования, которые не позволяют предприятию соблюсти сроки выполнения заказов. Что же можно предпринять для их устранения?


Часто возникновение ограничений связано с неодинаковой пропускной способностью (ПС) отдельных участков, имеющих оборудование разной мощности. Картина сводится к тому, что одни участки цеха полностью загружены, другие - перезагружены, третьи - недозагружены. Определение фиксированной мощности и производительности  участков помогает предприятию реально оценить, в том числе, максимальную эффективность работы участка, который является «узким местом» (УМ) на производстве (при 100%-ной загрузке оборудования и максимальной производительности труда рабочих участок способен произвести (обработать) в час фиксированное количество деталей, к примеру 20 шт., что является наименьшим количеством по сравнению с возможностями других участков). Учитывая, что реальный объем выпуска изделий (продукции) всего предприятия зависит от пропускной способности УМ, предприятие должно направлять усилия на повышение эффективности работы УМ. Если же все участки будут использовать свою резервную мощность на 100%, они создадут такой запас для УМ, какой оно не сможет использовать. Поэтому участки должны иметь резервные мощности, но работать не в полную силу, за исключением случаев, когда это необходимо для разрешения какой-либо проблемы.  


Что часто происходит на практике? Производственники убеждены, что чем больше будет производить каждый участок, тем лучше для предприятия: все заняты, всё оборудование загружено. Это приводит к большому объему незавершенного производства продукции, в которой заказчики не нуждаются в срочном порядке. С другой стороны, в то время как рабочие заняты на одном участке производства (производят изделия, в которых клиенты не нуждаются), они на самом деле необходимы на другом участке для удовлетворения реально существующего спроса. Проблема в том, что ответственные за планирование очередности производства предпочитают быстро изготавливаемую продукцию в ущерб той, для производства которой требуется больше времени, что приводит к избыточным запасам готовой продукции.


Для использования ограничения операционной деятельности, повышения его эффективности (и, как следствие, повышения эффективности всех участков) необходимо составление подробного плана поступления исходных материалов на первую операцию производственного процесса. К примеру, если предположить, что время перехода обрабатываемого материала (детали) с первой операции до УМ составляет 10 часов, а мы хотим, чтобы этот участок начал работу с материалами в 10.00, процесс должен начаться в полночь. Таким образом, чтобы сроки изготовления заказа могли быть соблюдены, необходим в первую очередь подробный план поступления исходных    материалов (ИМ) на первую операцию производственного процесса. Причем поступление ИМ на первую операцию должно быть привязано ко времени, когда они необходимы в «буфере» (запас работы для УМ) для участка, являющегося ограничением в производстве.  


О чем свидетельствует все вышесказанное? Нельзя допускать ситуации, которые отрицательно скажутся на потоке работ «узкого места» (например, поломки оборудования, влияющие на пропускную способность УМ, отсутствие инструментов и запасных частей, некорректная мотивация персонала).


При подготовке плана производства необходимо учитывать информацию, касающуюся профилактического обслуживания оборудования; детализировать потоки работ на участке, являющемся УМ; составлять производственное расписание для каждого участка с учетом максимальной пропускной способности УМ. Подразделение, ответственное за контроль качества поступающих сырья, материалов, производства, должно приложить максимальные усилия для выявления брака прежде, чем он дойдет до «узкого места».  Перерывы у рабочих необходимо планировать таким образом, чтобы ограничивающий участок не простаивал. Поэтому, чтобы планирование на производстве могло быть действительно эффективным (что выражается в сокращении времени прохождения работ, выполнения операций от участка к участку), в систему планирования должны поступать актуальные данные о состоянии производства, что делает систему гибкой.  


Мнения экспертов


Денис Вячин, директор по производству штампов и механообработки Челябинского кузнечно-прессового завода:

«Основная проблема системы консервативного планирования, на мой взгляд, в ее инерционности, которая выражена в отсутствии быстрого реагирования на изменение процессов, относящихся к области планирования. Это могут быть следующие процессы.


1. Корректировка. Чтобы заказать сырье (металл), требуется предварительный (за 2 месяца) план, который корректируется за 10 дней до его реализации. Таким образом, корректировки (а они бывают значительными) создают запас или, в отдельных случаях, выявляют дефицит материальных ресурсов (как сырья, так и готовой продукции).

2. Неравномерность планирования загрузки оборудования, которую трудно предугадать. Грубо говоря, первую половину месяца оборудование перегружено и не успевает обеспечить заказы, а вторую половину - оно простаивает, так как заказов нет.

3. Негибкость планирования внутри цеха. То есть сложно изменить цепочку изготовления продукции в случаях форс-мажорных заказов, поломок оборудования, отсутствия инструмента или заготовки и так далее».

 

Андрей Инкин, генеральный директор мебельной фабрики «Витра»:


«При подготовке производственного планирования мы всегда сталкиваемся с ограничениями системного характера, связанными с изменениями внешних и внутренних условий бизнеса. Правильная диагностика данных ограничений, например с применением системы сбалансированных показателей и ключевых показателей эффективности, способствует правильному выбору систем планирования или их комбинаций. Например, при межсезонном ограничении рынка (неопределенности прогноза сбыта) я рекомендовал бы лишь частично использовать объемно-календарное планирование укрупненных партий, которое используется для подготовки планов в крупносерийных производствах, с целью максимальной загрузки оборудования и производственного персонала. В мелко- и среднесерийном позаказном производстве при оптимизации потоков работ в цеху имеет смысл комбинировать  объемно-календарное и оперативно-календарное планирование.


У предприятия должна быть возможность быстро и гибко менять методы планирования, учитывая как характер крупносерийного производства, так и единичного и мелкосерийного, и хорошим инструментом здесь может служить цеховая MES-система с ее методологической универсальностью, достаточной точностью прогноза выхода готовой продукции из производства и возможностью контроля сложных производственных процессов».

 

Особенности «организма» MES-системы


Что же представляет собой MES-система, о которой упоминает эксперт? Многие наверняка слышали про этот класс систем оперативного управления производством. MES-системы (Manufacturing Execution Systems - производственные исполнительные системы цехового уровня) являются инструментом контроля выполнения производственного плана. В MES-систему входит набор программных и аппаратных средств, обеспечивающих функции управления производственной деятельностью: от заказа на изготовление партии продукции и до завершения производства. Данная система обеспечивает возможность ведения детального материального учета, учета работы оборудования и затрат на персонал, сбора, агрегирования актуальных данных о состоянии производства и передачи их в ERP-систему или систему планирования.  Позволяет формировать и оперативно вносить корректировки в производственные расписания с учетом внешних (например, изменение спроса) и внутренних факторов (например, задержки поступления сырья); повысить эффективность диспетчеризации производства; осуществлять контроль содержания и прохождения документов, сопровождающих изготовление продукции, ведение плановой и отчетной цеховой документации и многое другое.  


Это информационная среда (не только программное обеспечение), позволяющая с предельной реалистичностью смоделировать во времени потоки работ, планируемые в ближайшем периоде, которые произойдут с конкретными деталями (партиями), сборочными единицами.


Средствами MES-системы возможно нахождение оптимальных с точки зрения использования рабочего времени решений, которые можно представить в виде набора диаграмм Ганта. После того как в виртуальной модели подобраны самые лучшие варианты распределения работ по времени, MES-система:

- формирует производственные задания и инициирует начало работ в производстве;

- различными методами отслеживает прохождение производственных процессов в режиме реального времени;

- реагирует в определенный интервал времени на изменяющуюся в производстве ситуацию, и если требуется, перепланирует загрузку станков;

- составляет отчеты о производственных процессах по мере их протекания в реальном времени.


Кроме того, MES-система позволяет производить обмен информацией о цеховых процессах с другими информационными системами предприятия, то есть все подразделения находятся в курсе дел, происходящих в производстве.


Для того чтобы понять принцип работы данной системы, посмотрим на диаграмму Ганта, которая призвана визуализировать процессы обработки деталей (рис. 1).

 

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.
Рис. 1. (Нажмите на изображение для его увеличения).

 

Детали № 1-6 имеют равные отрезки времени обработки на всех рабочих местах (РМ) одного и того же технологического маршрута. Деталь № 1, пройдя обработку на РМ 1, сразу же поступает на РМ 2 и т. д. Следующая за ней деталь № 2 без временных потерь так же переходит от одного РМ к другому и, когда деталь № 5 поступит в процесс обработки, мы получаем модель оптимальной загрузки всех РМ в планировании производства в ближайшем будущем.


Данный график (модель) не что иное, как план работы по производству изделия, состоящего из 6 деталей в отдельной технологической цепочке. Данную модель можно легко превратить в конкретные задания (их еще называют производственными расписаниями) для конкретных станков и предоставить список производственных заданий для каждого рабочего места еще до того, как наступит процесс производства. Затем после старта заданий организовать различными способами обратную связь с каждого рабочего места и уже в режиме реального времени отслеживать ход выполнения производственных расписаний. Именно по такому принципу построена работа MES-системы.

Все вроде бы просто. Однако на рис. 1 показано идеальное использование времени (без потерь), и понятно, что так в жизни не бывает. Для одного из производственных предприятий реальность - это то, что смоделировано на рис. 2.


4MES-система в производственной логистике: управление реальностью.
Рис. 2. (Нажмите на изображение для его увеличения).


Здесь детали имеют уже различную трудоемкость, партионность и соответственно различные отрезки времени, отведенные на их обработку, что вызывает в технологической цепочке временные потери (пустоты на рис. 2) и множественные дисбалансы. Именно так образуются «блуждающие узкие места» (пробки в потоках), связанные с ожиданием обработки и прочими трудностями, вызывающими потери времени и непрогнозируемое увеличение цикла производства. Эти заторы закономерны и очевидны тогда, когда мы визуально наблюдаем в производстве скопления деталей перед теми РМ, которые в конкретный момент времени и являются этими «блуждающими узкими местами» (все те же простои оборудования).


Заметим важную вещь: в построенных на рис. 1 и 2 моделях еще не учтено время перемещения деталей от одного РМ к другому, ожидания этих перемещений, возникновение других ситуаций (например, поломка оборудования, исправление брака и т. п.).


Что до сих пор еще наблюдается в массовом крупносерийном производстве? Работа планируется таким образом, чтобы загрузить станки практически на всю смену, при этом в производстве остается масса НЗП. Для изменения ситуации под пристальное внимание производственников должна попадать работа с планируемым  межоперационным запасом (заделом). Конечно, когда производственный план не подвержен изменениям длительный период времени, работать с увеличенными партиями деталей и сборочных единиц проще. Но такой подход совсем не эффективен с точки зрения оптимального производственного цикла для других видов производств и в условиях снижения спроса (недостатком производства массового типа является значительное увеличение производственного цикла, которым пытаются нивелировать диспропорции, возникающие в потоках работ, что увеличивает сроки выполнения заказа). Это отрицательно влияет на экономические показатели предприятия в целом и приводит к значительному связыванию оборотного капитала.

 

Как же выглядит организация крупносерийного производства в модели? Построим реалистичную модель такой организации производства в MES-системе (рис. 3). В данном примере запланирован объем выпуска 2000 штук различных изделий мебели, запускаемый в производство крупными партиями.


На рис. 4 и 5 смоделированы другие методы планирования с участием одних и тех же объектов производства. В данных примерах есть возможность увидеть, что одну и ту же работу можно спланировать по-разному, то есть с различными критериями эффективности использования времени и различными результатами.  

 

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.
Рисунок 3. Пример 1: крупносерийное производство  (Нажмите на изображение для его увеличения).

 

Как мы видим на рис. 3, загрузка оборудования происходит постепенно. Производственное задание (ПЗ) № 001 запускается 16.06.2008. Выход последнего предмета - 21.06.2008 в 13 ч 12 мин. Масштаб не позволяет показать то, как распределится работа на весь планируемый срок, однако понятно, что спустя 3-5 дней загрузка оборудования будет максимальной. И если мы будем возобновлять цикл воспроизводства одного и того же объема и состава продукции, то производство будет работать с достаточно длительным циклом. 


MES-система в производственной логистике: управление реальностью.
Рисунок 4. Пример 2: мелкосерийное производство.  (Нажмите на изображение для его увеличения).

 

В примере 2 (рис. 4) мы добавляем еще одно ПЗ № 002. Это производственное задание включает те же 2000 изделий, что и в ПЗ № 001. Детали сгруппированы в «отрыве от заказа» (не привязаны к  конкретному заказу. Идентичные детали, входящие в разные заказы,  можно объединять в так называемые групповые обработки для увеличения размера обрабатываемой партии.  Как правило, так пытаются сократить количество переналадок. MES-система позволяет собрать в одну партию обработки одинаковые детали, относящиеся к разным заказам, для прохождения одного технологического маршрута). Партии деталей можно разделять в процессе движения. В системе существует

 

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.
Рисунок 5. Пример 3: поток единичных изделий  (Нажмите на изображение для его увеличения).

 

 

возможность распределения работ на альтернативные рабочие центры (РЦ) (РЦ может состоять как из одного станка, так и группы станков, как правило, однотипных). Начало работы - 23.06.2008, окончание - 26.06.2008 в 17 ч 44 мин. То есть производственный цикл того же объема выпуска сократился на 16 часов.

В примере 3 - ПЗ № 003 (рис. 5) присутствуют все те же 2000 штук изделий, но распределенные по принципу «поток единичных изделий», с подключением альтернативных маршрутов и разбиением на партии. Начало работ - 30.06.2008, окончание - 02.07.2008 в 14 ч 20 мин. Цикл сокращен по сравнению с первым вариантом (пример 1) в два раза (на 24 часа).   


Для наглядности все результаты сведены в таблицу 1.

 

Таблица 1

Сравнительный анализ эффективности применяемых методов управления потоками работ с использованием возможностей их моделирования в MES-системе

 

Задания

Методы планирования производства

Начало

цикла

Конец

цикла

 

Общее время нахождения деталей в производстве (мин.)

Соотношение

№ 001

Используются крупные партии деталей с целью максимальной загрузки оборудования с горизонтом планирования «неделя».

16.06

08:00

21.06

13:12

5 р. дн. + 252 мин. = 2652 мин.

Примем этот временной период за 100%

№ 002

Используется предыдущий метод, но партии деталей сокращены вдвое. Включена функция  «Альтернативное РМ».

23.06

08:00

26.06

17:44

3 р. дн.+ 464 мин. = 1904 мин.

1904/2625 х 100 = 73%,

т. е. затраты времени снижены на 27%

№ 003

Используется метод «Поток единичных изделий».

30.06

08:00

02.07

14:20

2 р. дн. + 320 мин. = 1280 мин.

1280/2625 х 100 = 48%, т. е. затраты времени снижены на 52

 

Проводя анализ, мы видим, что время на полное производство одного и того же объема продукции (2000 изделий) может быть сокращено на 58% при применении методов планирования не массового производства, а единичного. Это означает увеличение производительности (мощности) практически в два раза при том, что задействованы только имеющиеся ресурсы (машины, люди, материалы и т. п.) и не требуется дополнительных инвестиций. Но это не самое главное.  


В таблице 2 проанализировано время готовности выхода отдельных изделий всей партии на склад готовой продукции (СГП). Этот показатель очень важен для производственников.

 

Таблица 2

Анализ готовности единичных изделий от начала их запуска до выхода на СГП

Определение коэффициента эффективности времени для изделия в потоке:

Кэф = Тобр. / Тпотерь х 100%, где  

Тобр. - «чистое» (без потерь) время обработки всех деталей одного изделия, равное на данном предприятии 116 мин.;

Тпотерь - время нахождения детали в производстве, когда с нею не происходит никаких действий (обработок)).

 

Задания

Методы планирования производства

Начало цикла

Конец цикла

Общее (среднее) время нахождения деталей в производстве (мин.)

Соотношение

№ 001

Крупные партии

16.06

08:00

19.06  14:00

1800 мин

Кэф = 6,4%

№ 002

50% крупной партии

23.06

08:00

24.06  15:00

840 мин

Быстрее в 2,4 раза,

Кэф = 14%

№ 003

Поток единичных изделий

30.06

08:00

30.06

11:00

180 мин

Быстрее в 10 раз,

Кэф = 65%

 

 

Так, реализация в модели различных по эффекту методов организации планирования производства переносит достигнутый «оптимум» непосредственно в реальность производственного предприятия. Это может быть разный по трудоемкости реализации процесс, важным свойством которого является реалистичность плана, создаваемого в ПО. В данном случае планирование - это расчет «оптимума» при различных состояниях производственной системы с целью максимально возможного использования такого ресурса, как время.


Далее возникает вопрос, как эту работу представить производству в формализованном виде? К примеру, в MES-системе ФОБОС строится расписание, затем посредством выписки рабочих нарядов в каждый период за конкретными станками закрепляются производственные задания на строго определенную партию деталей.


В MES-системе RFT это происходит несколько иначе. На каждое рабочее место подается распечатанный план-расписание на определенный период. Этот план берется из построенной и оптимизированной модели (как в примерах 1-3). В нем для задействованного по графику рабочего места указано, в какое время и какие партии деталей должны пройти обработку на нужном РМ в нужное время. Рабочему необходимо выполнить данный план, а мастеру четко проследить за рабочими производственными процессами.   

На рис. 6 показан план-расписание в MES-системе RFT на одно из рабочих мест (РМ) на смену (это реальный план мебельной фабрики).   

 

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.

Рис. 6. План-расписание в MES-системе RFT (Нажмите на изображение для его увеличения).

 

Сквозная идентификация деталей происходит по номеру МК (маршрутной карты), которая сопровождает детали по намеченному (расчетному) пути технологического маршрута.   

На рис. 7 отображен вид маршрутной карты (МК № 035_0_3 _) партии деталей, которые должны пройти обработку на РМ, станке «Кромка МОК-3» (далее - МОК-3) с 8 ч. 00 мин. до 9 ч. 20 мин., согласно расчетному нормативу, очередности на данный момент и оптимально составленного расписания, которое увязывает движение всех перечисленных деталей с другими рабочими местами, до МОК-3 и после него.     

 

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.

Рис. 7. Вид маршрутной карты (Нажмите на изображение для его увеличения).

 

Так выглядит МК, где на втором шаге своего маршрута деталь попадет на расчетное РМ № 8 (МОК-3), план-расписание на которое уже выдан рабочему. И когда обработка закончится, то рабочий, который ее провел в свою смену, зафиксирует факт произведенной работы в табличке МК. Также он поставит отметку в плане-расписании МОК-3 за 03.11.2008 (рис. 6). Мастер смены в специальной ведомости на смену (рис. 8) тоже поставит отметку о выполнении данной операции в определенное время своего обхода рабочих мест и доложит диспетчеру о результатах прохождения процесса. Всю эту работу по мониторингу процесса можно автоматизировать, применяя системы идентификации объектов по штрих-коду.

 

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.

Рис. 8. Ведомость мастера (Нажмите на изображение для его увеличения).

 

В данной ведомости есть вся необходимая для руководства движением деталей информация. А именно: идентификационные признаки детали (№ партии и код детали), время начала обработки по плану-расписанию. Мастер может учитывать изменения в количестве деталей по браку. Ведомость подсказывает ему, с какого номера РМ  деталь должна поступить на обработку на  МОК-3 и на какой номер РМ прийти после обработки. Детали партии 035_0_3 поступят на МОК-3 с РМ № 53, а уйдут далее на РМ № 13 через определенный такт перемещений деталей, заданный в MES-системе.

Информация от мастеров стекается к диспетчеру, который заносит данные с определенным временным регламентом в программу. Затем готовится отчет о проделанной работе за текущий интервал времени. Как только эта работа проделана, отставания в движении партий деталей очевидны всем, кто имеет доступ к этой информации.

Вот как выглядит мониторинг работ отдельного участка (цеха) мебельного предприятия в интервале времени с 8 ч. 00 мин. до 12 ч. 00 мин. на дату 03.11.2008 на диаграмме Ганта (мы называем ее «Река времени») (рис. 9).

 

MES-система в производственной логистике: управление реальностью.

Рис. 9. Мониторинг работ отдельного участка (Нажмите на изображение для его увеличения).

 

Здесь все очевидно. Работа, выполненная в данном интервале времени, - это бесцветные отрезки времени, отставания же выделены цветом. Есть еще одна табличная форма с более детальным отчетом об отставаниях, который готовит мастер. В этот документ попадают только те партии, по которым допущено отставание. В нем же мастер указывает причины отставания и принятые меры.  

Диспетчер может проинформировать начальника производства о надвигающихся проблемах, вызванных отставаниями в прохождении процессов в цеху. Однако это делать не обязательно, если начальник производства сам следит за ходом процесса с монитора своего компьютера.  

 

Универсальность - ключевое преимущество

«Система - это не то, что предлагается наблюдателю; система - это то, что познается им»

Humberto R. Maturana, философ.

 

Естественно, что гладкой картины с отсутствием отставаний никогда не будет по причине того, что в производстве постоянно случается что-то непредвиденное: или рабочий не вышел на работу, или станок остановился в самый «жаркий» момент, или партию/ часть деталей забраковали. Борьба с этими явлениями ведется разными способами.

Для этого нужна прозрачность процессов, происходящих в реальном времени. То есть информация о серьезном отставании от плана-расписания должна поступить диспетчеру мгновенно. В этом случае в MES-системах должен быть предусмотрен инструмент, позволяющий производить перерасчет расписания (перепланирование) с учетом неожиданных изменений графика.

Если ситуация в цеху напоминает ту, которая описана в письме директором предприятия, то понятно, что мастера, столкнувшись с потерей времени и не имея возможности смоделировать ситуацию в новых условиях, могут полностью потерять контроль над ситуацией. Завалы будут образовываться хаотично, а план сорвется на длительный период (месяц или даже квартал) и будет сопровождаться значительным количеством часов переработок персонала и дополнительной эксплуатацией оборудования, затратой электроэнергии и т. п.

Но если целенаправленно и твердо стремиться к выполнению сформированных цеховых планов и удерживать их исполнение в рамках адекватного временного интервала, тогда можно смело обещать заказчикам, что продукция будет отгружена вовремя.

«MES-система - это же лучшее, что может быть!» Такие эмоциональные реплики можно услышать, когда руководство решает внедрять MES-систему после беглого знакомства с привлекательной методологией. Однако следует оговориться: это мероприятие требует массу терпения, его способны провести только уверенные в себе руководители.

О применении MES-системы рассказывает генеральный директор мебельной фабрики «Интеди» Александр Усольцев:

«Прежде чем принимать решение о внедрении MES-системы, мы познакомились с таким проектом в Омске (не буду называть предприятие из этических соображений). На момент посещения предприятия проект шел уже семь или восемь месяцев. Я понял, что он будет если не неудачным, то невероятно растянутым во времени. Причина такого явления мне видится в дезорганизованности, которую вносили топ-менеджеры предприятия. Остальной менеджмент впитывал и знания, и навыки управления и старался более для собственного личностного роста. В результате по прошествии полугода ведущие специалисты этого предприятия ушли в другие компании и проект начал стагнировать.

Мы учли это обстоятельство. Но в нашем случае мы столкнулись с низкой компьютерной грамотностью персонала, а также приверженности существующим нормам и традициям. Мне, как директору, пришлось многое изменить в своем поведении, чтобы заставить людей поступать так же. В определенный момент произошел прорыв в осознании и система заработала. Буквально за несколько недель после перехода на новые формы планирования запас НЗП сократился в разы. Теперь мы прогнозируем выпуск изделий с точностью пока еще на две смены. Но уже поняли, как можно довести этот параметр до нескольких часов. Время выхода изделий из производства сократилось вдвое и составило в среднем 3-5 смен, а раньше оно составляло две и более  недели.  

Но главное в том, что мы увидели и осознали процессы, происходящие в производстве, которых ранее не замечали из-за массы хаотичных действий в цехах.

Большой проблемой и открытием было несоответствие наших внутренних стандартов тому, что требовалось описать и регламентировать для запуска MES-системы.

После повышения эффективности и прозрачности на производстве мы приступили к наведению порядка в процессах, связанных с продажами и поставками».   

По мнению Михаила Шермана, директора по развитию бизнеса клиентов, руководителя проектов внедрения компании «СЭЙВУР Консалтинг», «на определенных этапах внедрения систем оперативного календарного планирования на базе MES  возникают проблемы, не связанные с возможностями систем, ПО, консультантов- экспертов. Рассмотрим некоторые проблемы данных этапов.

1. Этап принятия решения. На этом этапе конфликтуют интересы следующих сторон: руководство компании и собственники бизнеса хотят видеть производство прозрачным, ответственным за сроки и максимально эффективным в использовании запасов, производственных и человеческих ресурсов. При этом сами руководители производства прекрасно понимают, что такая прозрачность усилит давление и будет крайне сложно отстаивать занимаемые сейчас позиции (перегрузка оборудования, нехватка материалов конкретного вида, длительность цикла). Этот конфликт приводит к сопротивлению при подготовке внедрения ЛЮБОЙ системы управления производством. Второй существенный момент - стоимость внедрения системы. На большинстве предприятий исторически сложилось, что расходы на программные продукты (ПП) и услуги консультантов (УК) в основном определяются финансовыми службами. При инициативах руководства по внедрению продуктов управления производством эти службы чаще всего занимают отрицательную позицию: «Зачем? У нас все данные есть в «1С», это только будет всех путать, а еще и новых людей придется нанимать». Практически ни одно предприятие не приняло решение о внедрении на основе баланса интересов. Там, где произошло или ведется внедрение, была железная воля топ-менеджера, стоящего выше управления производством, финансистов и IT-специалистов.

2. Этап подготовки. Консультанты или разработчики помогли выбрать продукт и определить его конфигурацию. Продукт куплен и устанавливается на рабочие места. Обнаруживается, что не все места работы управленцев производства имеют персональные компьютеры или рабочее место имеет нескольких пользователей. Как следствие, возникают существенные затраты на дооснащение рабочих мест. Дополнительно проводится большой объем предварительного обучения работе в системе, причем происходит это после выполнения сотрудниками основной работы.

3. Технический запуск. Программный продукт настроен, люди обучены, необходимо начать ввод данных. Оказывается, большая часть необходимых системе данных не документирована, не утверждена и находится в головах. Это критический момент внедрения. Такую работу нужно проводить по очень четкому плану, компактно по времени, вплоть до короткой остановки производственного процесса. Не полный ввод данных приведет к продолжению работы старыми методами, внедрение затянется и может уже не закончиться никогда (таких примеров больше, чем успешных внедрений).

4. Внедрение. Мы считаем, что внедрение заканчивается тогда, когда другие инструменты управления, кроме внедренной системы, больше не используются. Понимая это, мы рекомендуем очень внимательно изучить возможности выбранного продукта. Внедрение систем управления подразумевает фиксацию информации в системе. Реально до 80% информации при управлении производством носит устный или неформализованный характер, и при внедрении системы резко (в разы!) возрастает трудоемкость обработки информации, которой раньше просто не было. Этот рост вызывает серьезное сопротивление внедрению.

5. Персонал. Большая часть работ по внедрению со стороны консультантов и разработчиков - это обучение. Обучение приемам работы с программами, поиску решений в управлении производством, выбор конкретных технологий программных решений. К сожалению, наиболее успешные во внедрении сотрудники предприятия становятся менее управляемыми и лояльными. Как следствие, предприятие теряет до 80% таких людей. Очень важно вовремя перераспределять работу, ответственность, отслеживать мотивацию и реальную загрузку людей, замена которых потребует привлечения внешних обучающих ресурсов.

6. Оценка результата. Чудес не бывает, и результат внедрения будет проявляться постепенно. Система приживется тогда, когда будет использоваться для поиска оптимальных решений производственниками, а не как «стукач» о производственных просчетах. И руководство предприятия должно уметь видеть истинные проблемы производства за индикаторами работы».

То есть при переходе к управлению производством с использованием имитационных моделей понадобится, по сути, реструктуризация организации от классической вертикальной командной структуры управления к процессному управлению предприятием. Данная точка зрения подтверждается Михаилом Шерманом: «В производстве система оперативного управления основана на планировании производства, диспетчировании производственного процесса и производственном учете, то есть на смоделированном на основе технологического организационном процессе. Это уже так называемое процессное управление, когда людьми управляет воля процесса, а не начальства. По сути, управлять производством должен диспетчер. И его задача - следить за выполнением плана, утвержденного уже регламентом, а не  руководителем производства. А это принципиально другая структура».

Вопрос, какой результат от внедрения  MES-системы наиболее ценен для предприятия, мы адресовали Игорю Янову, директору ООО «СЭЙВУР Консалтинг». «Внедрение MES-системы - результативный и действенный способ повышения эффективности производства. Это позволяет в сжатые сроки не только улучшить количественные и качественные показатели производственной деятельности, но и изменить структуру мышления производственного персонала.  По отзывам наших заказчиков, это наиболее ценный результат проекта, создающий условия для дальнейшего развития бизнеса.     Именно поэтому мы рекомендуем рассматривать внедрение MES-системы не как приобретение программного обеспечения, а, прежде всего, как проект проведения изменений мышления.

            Об успешности проекта можно говорить, если достигнуты и объективно подтверждены целевые (качественные и количественные) показатели производственной деятельности и управления производством; если персонал предприятия самостоятельно, без участия консультантов, осуществляет управление производством с использованием MES-системы; если все затраты проекта были компенсированы дополнительно извлеченной выгодой (если срок окупаемости проекта не превысил расчетные 6-10 месяцев)».

По опыту внедрения методов управления, реализуемых в MES-системах производственными предприятиями, после организационной составляющей трудности возникают при освоении программного обеспечения (ПО). Как правило, на характеристики ПО при принятии решения о внедрении MES-системы обращается мало внимания, что потом сказывается на эффективной эксплуатации ПО и значительном сужении его возможностей. 

            Артем Ерахтин, директор по информационным технологиям ОАО «ЧКПЗ», проблемы при использовании аппаратно-программных комплексов при эксплуатации MES-систем видит в следующем. «Первое - это квалификация оператора. С одной стороны, на эту должность необходимо назначать сотрудника, который в деталях знает все организационные моменты внутри производства, в частности цеха. С другой стороны, на предприятии очень мало людей, знакомых с современной вычислительной техникой, и, как правило, из-за того, что большинство работников - люди предпенсионного и пенсионного возраста. Всю жизнь проработав в цехе, они видят компьютер иногда впервые, а когда перед ними ставят задачи использовать эту новую технику как инструмент, то, в лучшем случае, люди начинают теряться. В худшем - применяют скрытый саботаж. Поэтому для решения первой проблемы должны привлекаться службы обучения персонала и IT на качественно новой основе. Формальный подход недопустим. При управлении производством с использованием MES-систем должно быть непрерывное программное сопровождение процессов «от и до» в течение целого рабочего дня, если необходимо - то всех трех смен на протяжении недель или месяца. До тех пор, пока оператор не обретет уверенность в новой работе. Здесь одних инструкций, пусть даже грамотно составленных, недостаточно. 

Вторая проблема - сглаживание шероховатостей при внедрении новых методов оперативного планирования и диспетчирования, то есть MES-системы. Природа их скрыта в устоявшихся бизнес-процессах оперативного планирования и диспетчирования. Люди вынуждены, как правило, в приказном порядке перестраиваться на новый ритм. Объектом их раздражения, неудовольствия, сомнений и страхов становятся специалисты IT - агенты безрадостных перемен - и в этом случае активное участие топ-менеджеров непосредственно при внедрении является острой необходимостью. У «агентов» должна быть защита и административный ресурс, как подтверждение того, что изменения серьезны и надолго. Причем японский принцип «Иди в гембу» для IT- специалиста должен работать на 110%. Необходима оперативная информация без интерпретаций для управления внедрением. Все надо видеть своими глазами, быть готовым отвечать на текущие, внезапные, незапланированные вопросы со стороны рабочих и ИТР. Поэтому если вы хотите установить в цеху MES-систему, то присутствие IT-специалиста предприятия на рабочем месте оператора-диспетчера хотя бы одну смену в день очень желательно.

Возвращаясь к шероховатостям... Для примера возьмем изменение расписания, составленного в MES-системе. Каким должен быть регламент этого изменения? С какой периодичностью позволено его менять без ущерба для производства? Какой ущерб в виде простоев допустим и т. д.? Одна деталь: при изменении расписания рабочие бюро/службы инструментального хозяйства должны заново получать ведомости на выдачу техоснастки на рабочие места, а это потери, видимые невооруженным глазом. То есть оператор MES-системы должен представлять себе не только процессы, происходящие в программе, но и в жизни».

Как правило, предприятия еще до принятия решения о переходе на другие системы управления уже имеют работающие корпоративные информационные системы (КИС), в которых иногда сосредоточены огромные и важные информационные ресурсы. Потребуется передача и интеграция накопленных данных. А это также процесс не простой.

Об особенностях интеграции разных программных продуктов, которые надо учитывать при разработке ТЗ на создание и адаптацию ПО систем класса APS + MES рассказывает Александр Давыденок, специалист по бизнес-анализу НИИ Электронных Систем из города Томска (эти требования важно учесть системным администраторам и IT специалистам предприятий, принимающих решение о внедрении той или иной MES-системы): «Различные решения APS + MES должны соответствовать следующим общим техническим требованиям (по крайней мере, большинству из них):

1.                  Возможность интеграции с большим числом программных продуктов (с минимальным уровнем интеграции - на уровне открытых кодов командной строки или поддержки стандарта OLE Automation).

2.                  Обеспечение безопасности с помощью различных методов контроля и разграничения доступа к информационным ресурсам. Наличие в составе APS + MES систем программно-аппаратных средств защиты информации, сертифицированных в ФАПСИ (позволяющих шифровать данные, поддерживающих электронную цифровую подпись и аутентифицирующих на ее основе пользователей). 

3.                  Масштабируемость для работы с различным числом клиентских мест и возможностью развития систем.

4.                  Модульный принцип построения систем из оперативно-независимых функциональных блоков с расширением за счет открытых стандартов (API, COM и др.).

5.                  Желательно применение трехзвенной архитектуры: сервер базы данных, сервер приложений, клиент. Клиент при этом может быть: «толстым», «тонким» или «сверхтонким».

6.                  Системы должны иметь возможность миграции с платформы на платформу. Обязательно должны быть версии для ОС MS Windows, Novell NetWare и UNIX (и ее клонов).

7.                  В набор СУБД поддерживаемых выбираемых APS + MES-систем обязательно должно входить распространенное в России ПО (например, DB2, Oracle, Sybase, MS SQL Server, Informix и др.).

8.                  Поддержка технологий распределенной обработки информации, технологий Internet/Intranet с возможностью работы через «тонкого клиента». Такое техническое решение позволяет использовать стандартные хранилища данных (библиотеки документов, базы данных) из локальных, корпоративных и глобальных сетей, не требуя существенных затрат на дополнительное администрирование и поддержание целостности, надежности и безопасности хранения данных.

9.                  Поддержка технологий многоуровневого электронного архивирования информации на различных носителях (дисковых массивах, CD-ROM, CD-RW, магнитооптических дисках и библиотеках, ленточных библиотеках и др.).

10.              Наличие аналитических возможностей и встроенных инструментальных средств, позволяющих самостоятельно наращивать функциональность систем.

11.              Удовлетворительные эксплуатационные характеристики (легкость администрирования, обучения, эргономичность рабочих мест, русскоязычный интерфейс и пр.)».  



Подводя итоги, хотелось бы выделить, пожалуй, самые главные особенности такого инструмента планирования, как MES-система. Это ее способность управлять процессами производства в реальном времени, учитывая реальную изменчивость состояний всей логистической системы предприятия; реализовывать и поддерживать различные, наиболее эффективные на данный момент времени методы организации потоков работ; возможность практически мгновенной оценки имеющихся производственных ресурсов; достижение прозрачности производственных (цеховых) процессов и соответственно адекватность в оценках сроков удовлетворения потребностей заказчиков.

Известные из недавнего прошлого методологии планирования  производства использовали такие инструменты, как MRP, ТОС и т. п., которые были рождены в индустриальную эпоху массового и крупносерийного производства. Планирование в них строилось на базе знаний о процессах, имевших место в прошлом, и без возможности учета текущего состояния производственной системы планирование распространялось на будущий период, который опирался на длительный или статистический прогноз сбыта. В MES-системе реализуются методы мгновенного оперативного планирования, исходя из текущего состояния производственной системы с устремлением в ближайшее, но реальное будущее. Основная трудность в освоении этого инструмента заключена в том, что методологии, реализуемые им, нам известны в малой степени и недостаточно осознаны и проработаны. Однако в изменчивом мире позаказного производства трудно справляться с реальностью без подобных инструментов.



Текст: Андрей Залыгин, генеральный директор компании RFT-Group


Обсудить статью на Форуме Машиностроителей






Комментариев пока нет
{c_navigation}

Написать комментарий

Другие публикации по теме





Автоматизация промышленных предприятий Автоматизация промышленных предприятий
Диспетчеризация производства, идентификация и прослеживаемость, управление КПЭ (KPI)...
(495) 662-43-70
Rodcraft (Родкрафт), Deprag, Stahlwille (Штальвиль), инструмент Atlas Copco (Атлас Копко), Iscar (Искар), Sandvik Coromant (Сандвик Коромант), Mitsubishi (Митсубиси). Маркировка труб, горячего металла в металлургии. Промышленное оборудование и инструмент
Rodcraft (Родкрафт), Deprag, Stahlwille (Штальвиль), инструмент Atlas Copco (Атлас Копко), Chicago Pneumatic (Чикаго Пневматик), Fuji (Фуджи), Desoutter, Iscar (Искар), Sandvik Coromant (Сандвик Коромант), Mitsubishi (Митсубиси), Korloy (Корлой), Seco tools, SGS tools, Onsrud, Fette, Guhring и пр. Оборудование для маркировки. Маркировка труб, горячего металла в металлургии. Фаскосниматели (фаскорезы, кромкорезы), ручные фрезеры по металлу. Пневмодвигатели (пневматические двигатели, пневмомоторы).
(495) 668-13-58
ИРОК-2М. Купить. Инструкция.
Инструмент ИРОК-2М от производителя. Купить. Скачать инструкцию и другие документы. Прочий электромонтажный инструмент и электрокомпоненты.
(495) 668-13-58 доб. 4
Оборудование для литья по выплавляемым моделям ЛВМ Оборудование для литья по выплавляемым моделям ЛВМ:
Шприц-машина для восковых моделей
Бойлерклав
Установка отделения керамики
Пескосып и смеситель
+ 86 152 532 57083