Російські MES-системи або як повернути виробництву оптимізм, Комерція, Різне, статті






Юлія Гараєва (Корпорація МетаСінтез, ІТ-консультант з вибору систем, usd@msynt.ru, м. Москва);
Равіль Загідуллін (УГАТУ, каф. “Автоматизованих Технологічних Систем”, м. Уфа, канд. Техн. Наук., Доцент);
Сун Кай Цин (Гуандонскій Техн. Університет, КНР, аспірант)


У даній статті ми хочемо розповісти про те, які можливості надають системи оперативного управління виробництвом (MES – manufacturing execution systems) і про передові російських розробках систем цього класу зокрема.


 


Систем багато, а я один – ERP або MES?

Не секрет, що кількість автоматизованих систем на російському ринку все росте, їх абревіатури плодяться як гриби. Як тут розібратися і визначитися з вибором простому російському підприємству?


Рекламні зусилля пропагандистів ERP (або КІС, корпоративних систем, як їх ще називають), як панацеї від усіх бід, міцно зміцнили цей клас систем у свідомості ІТ-менеджерів і керівників підприємств. Простіше кажучи, перекіс в область ERP-зації на вітчизняному ринку софта наявності. Між тим, все частіше і частіше ми чуємо зітхання і жалю, що “впровадження системи затягнулося на роки”, “результат від впровадження поки не видно “,” до автоматизації виробництва так і не дійшли “,” спроба впровадження системи на виробництві не усунула існуючих проблем “і т.д. і т.п.

Чому не виправдані надії? Причин багато. Але найперша з них – палички-виручалочки для вирішення всіх проблем фінансово-господарської діяльності компаній для всіх галузей і видів діяльності, на жаль, не існує в природі. Кожен клас систем, кожна система – вирішує свій набір завдань, для яких вона й призначена.

Не вдаючись у подробиці, яких, повірте, маса, спробуємо виділити цей специфічний коло питань, які входять в обов’язок MES-систем, але знаходяться поза компетенцією традиційних ERP.

Розглянемо виробниче підприємство. Сама класифікація підприємства як виробничого, а не просто торгового, або транспортного, або будь-якого іншого, говорить про те, що основним процесом, на якому тримається бізнес, є створення та випуск продукції. Це – джерело доданої вартості для підприємства, і від ефективності організації виробничих процесів залежить в кінцевому рахунку собівартість продукції, а значить, її ринкова конкурентоспроможність. Всі інші процеси на виробничому підприємстві – закупівлі, маркетинг, фінансово-облікові, управління персоналом та складської діяльністю та т.д. – Існують за великим рахунком тільки тому, що є, під що закуповувати комплектуючі, що продавати, що враховувати, що складувати …

ERP-системи широкого профілю, хто гірший, хто кращий в різних аспектах, в цілому справляються з завданнями підтримки цих допоміжних процесів. Окремі просунуті системи цього класу включають в себе також і модулі “управління виробництвом”. Заявка на “управління виробництвом” занадто широка і дуже приваблива, і багато хто купується на цей трюк. Але потім часто з’ясовується, що функціональність включає лише “зовнішню оболонку” процесів управління виробництвом, не зачіпаючи його ядра, тобто управління виробничою діяльністю як такої.

Де ж закінчується оболонка і починається ядро, обслуговувати яке і покликані MES-системи? У чому ж їх функціональність і чому нині вона так приваблює керівників виробництв? Давайте розберемося.

Не торкаючись питання автоматизації на апаратному рівні, тобто на рівні так званих SCADA систем (управління лічильниками, датчиками і іншими приладами та обладнанням), MES концентрують свої зусилля на підтримку планової та організаційної складових самого виробничого процесу. А саме ключовими процесами для них є такі (більш детально про функції MES Ви можете почитати, наприклад, на http://www.mesa.ru).


1. На базі зовнішньої потреби у виробництві продукції (отриманої на основі замовлень клієнтів, планів продажів і т.д.), а також попередніх виробничих програм з урахуванням різноманітних нюансів і специфіки виробництва на конкретному підприємстві, про які мова піде нижче, автоматично формується детальне оптимізоване виробничий розклад робіт, операцій для верстатів, устаткування, персоналу. Зрозуміло, з автоформірованіем всієї необхідної для здійснення робіт документацією – виробничих програм, нарядів, лімітно-забірних карт, таблиць і діаграм завантаження обладнання та ін


2. В ході безпосередньої реалізації виробничих програм здійснюється повне диспетчеризація всіх операцій та їх результатів (як позитивних, так і негативних – шлюбу, затримок і ін), потоку виготовляються деталей за операціями, замовленнями, партіям, серіях, працездатності обладнання та ін


3. При виявленні відхилень від запланованих програм в силу об’єктивно ситуації, що склалася на виробництві, при появі нової зовнішньої потреби (замовлень та ін) проводиться оперативне перепланування з корекцією всіх складових.


Зазначимо, що сьогодні в країнах Заходу в MES вкладаються чималі гроші: за даними аналітичної компанії Frost & Sullivan світовий ринок MES досяг $ 1,2 мільярда в 2003 році і виросте до 2010 року до $ 2,51 мільярдів. Західний господар добре знає, де саме створюється додаткова вартість і утворюються основні витрати на його підприємстві, див популярну карикатуру з Wall Street Journal:


Підпис під малюнком: Голова правління: “Нарешті ми знайшли джерело підвищення продуктивності праці – це Фред, він працює в цеху”

У чому ж відмінність від “управління виробництвом”, реалізованого в деяких ERP-системах, запитає читач. А відмінності, як і рис, часто криються в деталях, принципових для правильної роботи виробництва. По-перше, не всі ERP-системи здатні здійснювати планування виробництва, багато, голосно декларуючи про управління, зупиняються виключно на облікових функціях.

Далі, системи, що позиціонують себе як задовольняють стандартам MRP, MRPII (управління ресурсами) і включають функції планування, роблять це укрупнено, без урахування всіх необхідних особливостей виробництва. Так, планування часто здійснюється на рівні цехів і дільниць, як правило, у вигляді об’ємних планів, так як особливості закладеного способу планування не дозволяють дійти до рівня операцій на конкретному обладнанні і конкретних робочих місцях. Адже кожна одиниця обладнання може мати свій власний графік роботи, свої особливості щодо обмежень завантаження, потужності і т.д., індивідуальні плани ремонтних робіт і непередбачені поломки.

Таке укрупнення планування часто призводить до неприпустимих на виробництві помилок – виявляється, що сформовані план не виконаємо на нижньому рівні через перекриття, накладення виробничих операцій за часом для деяких верстатів. А значить, такий план буде неминуче зірваний.

Серед найбільш важливих особливостей планування для багатьох підприємств необхідно виділити необхідність обліку взаємозамінних верстатів, здатних виконувати однакові операції. Відсутність обліку цієї специфіки в ERP-системах не дає можливості здійснити розпаралелювання критичних операцій і в результаті до неоптимальному графіком виробництва.

Крім того, ERP-системи не здійснюють належного диспетчирування виробничих процесів, задовольняючись лише фіксацією його вихідних результатів.

Чи варто говорити, що MES системи дозволяють коригувати або повністю перераховувати виробничий розклад і всі необхідні для оперативної роботи дані протягом робочої зміни стільки разів, скільки це необхідно. У той час як перепланування в ERP може бути доцільно не частіше одного разу на добу. І це не випадково. Справа в тому, що формування детальних виробничих розкладів з урахуванням усієї необхідної специфіки і на необхідному рівні детальності – складна обчислювальна задача, як за кількістю обчислень (зрозуміло, якщо підприємство виробляє не 3 види продукції на 3-х станках), так і за складністю обчислювальних алгоритмів. Вирішити її “на коліні”, як і “на папірці” – занадто трудомістко (а оптимально вирішити часом просто неможливо). А для розробників систем проблему представляє здійснити цей розрахунок за доступне для огляду для виробництва час, адже якщо програма зависне на годинник, то навіщо вона тоді потрібна? Не дарма розробники MES-систем, про які мова піде нижче, вийшли з академічної науки і стать життя присвятили такими розділами математики, як дослідження операцій та теорія розкладів.

В даний час на ринку існує багато різних програмних продуктів, які декларують, що вони вміють планувати виробництво, складати виробничі розкладу. Тому ще хочеться звернути увагу читача на один принциповий момент. При аналізі програм вкрай бажано поцікавитися, відповідно до якими критеріями складено виробниче розклад, без цього Ви не зможете судити, наскільки воно Вас задовольняє, наскільки такий спосіб планування підходить Вашому конкретному підприємству. Коли ховаються критерії планування, а таке, на жаль, нерідко зустрічається, то це викликає певну настороженість. Такі “продавці”, як правило, бояться прямих тестових порівнянь, і варто задуматися, а реалізовані ці критерії взагалі.


Рис. 1. “ФОБОС”: Інтерфейс системи оперативного управління виробництвом. Критерії складання виробничих розкладів (в комбінаціях – 100 варіантів).

Російські передовики MES-виробництва

Нижче мова піде про трьох прогресивних вітчизняних розробках, що мають повне право носити горде ім’я MES, і їх деяких внутрішньовидових відмінностях. Це продукти багаторічної роботи трьох наукових центрів розробки систем цього класу – з міст Москва (система “ФОБОС”, http://www.mesa.ru), Орел (система “YSB.Enterprise.Mes”, http://www.orel.ru/jsb) і Уфа ( система “PolyPlan”, polysoft@ufanet.ru).

Незважаючи на те, що всі три системи призначені для оперативного управління виробництвом дискретного типу (переважно позамовного, дрібносерійного і одиничного – зауважимо, що для масового і серійного виробництва простіше планувати, а тому можливостей ERP часто може вистачити) і всі реалізують описані вище можливості, історично системи орієнтуються дещо по-різному.

Так, “ФОБОС” традиційно – на великі і середні машинобудівні підприємства. “YSB.Enterprise.Mes” виросла з деревообробної промисловості і з огляду особливостей, викладених нижче, орієнтується на середні і нижче середнього сектор. Система “PolyPlan” має менший склад функцій MES, але позиціонується як система оперативно-календарного планування для автоматизованих і гнучких виробництв в машинобудуванні.

В цілому, системи функціонально дуже близькі, а їх розробники – досвідчені фахівці в галузі управління виробництвом, так що незважаючи відмінності в позиціонуванні, системи можуть бути адаптовані під різні галузеві особливості дискретного або зводиться до дискретного типу виробництв.

Деякий ж відмінність систем в наступному. “ФОБОС” здійснює внутрішньоцехове планування і управління, традиційно приймаючи і віддаючи вхідні і вихідні дані ERP-системі, яка зазвичай впроваджена в машинобудуванні на великих заводах. Як правило, це “важкі” ERP-продукти, такі як BAAN і SAP, взаємодія з якими здійснюється за допомогою інтеграції, хоча зараз ведуться роботи і по інтеграції з “1С-Підприємством”. У комплексі з цими системами “ФОБОС” здатний покрити більшість завдань великого підприємства.


Рис. 2. “ФОБОС”: Діаграма Гантта завантаження обладнання – типовий MES інтерфейс.

Система “YSB.Enterprise”, навпаки, працюючи з підприємствами сектору нижче, змушена була розширити свої функціональні можливості “вправо і вліво” від MES, включивши в себе продажу з формуванням портфеля замовлень, можливості по управлінню складським дефіцитом (не тільки виробничого походження) і навіть бухгалтерію з розрахунком заробітної плати різноманітними способами. В даний час йдуть розробки зі створення модуля управління закупівлями. Звичайно, до рівня повноцінної ERP функціонал системи поки не доріс, проте наявних можливостей може бути достатньо для багатьох російських підприємств. Така політика позиціонування розробниками системи обрана з огляду на те, що підприємства середнього і нижче класу, вже “виросли з штанців” 1С, поки обділені повноцінної виробничої автоматизацією – Ціни на західних і російський софт, що включає хоч скільки-небудь серйозне виробництво, не кажучи вже про оптимальний його плануванні, поки зашкалюють за рівень доступності для більшості компаній, вимушених значну частину коштів інвестувати у свій розвиток.


Рис. 3. “YSB.Enterprise.Mes”: Приклад розрахунку виробничого розкладу.

Розширений спектр функцій “YSB.Enterprise” у порівнянні з традиційними MES дає можливості врахування додаткових даних при управлінні виробництвом. Так, включення складу дозволяє організувати визначення пріоритетів при запуску замовлень у виробництво. Наприклад, при недостатній забезпеченості покупними матеріалами або відсутності передоплати за замовлення.

Російська MES система “PolyPlan” теж орієнтована на машинобудівні виробництва. Але крім традиційного класу обслуговуючих пристроїв типу робочі центри (РЦ), оперативно-календарне планування “PolyPlan” передбачає формування розкладів для транспортних систем, що здійснюють перевезення партій деталей між РЦ, складських пристроїв прийому-видачі партій деталей і бригад наладчиків. Зважаючи на відсутність явного контуру оперативного диспетчирування вартість “PolyPlan” трохи нижче, в порівнянні з цінами на зазначеними вище системами.


Рис. 4. “PolyPlan”: Оперативне календарне планування гнучких автоматизованих виробництв.

Система MES “PolyPlan” легко адаптується для управління і неавтоматизованому виробництвом. Орієнтована на машинобудування, вона може бути також використана і на етапі маркетингу, – програма дозволяє на укрупнених даних визначити можливість виконання портфеля замовлень по існуючих фондів часу технологічного обладнання. При оперативному плануванні виробництва можливе отримання декількох допустимих рішень розкладу. Чим вище глибина пошуку, яка задається користувачем, тим більше час рахунку, а й тим вище точність побудови розкладу. Точність “однопрохідної” оптимізації, часто використовуваної в таких завданнях, відрізняється від оптимального рішення не більше ніж на 5-7%, але на порядки економить час рахунку.

Розповідає Євген Борисович Фролов, головний конструктор системи “ФОБОС”, доктор технічних наук, професор, завідувач лабораторією Виконавчих виробничих систем Інституту конструкторсько-технологічної інформатики РАН (ІКТІ РАН): “По суті, якщо складати за допомогою комп’ютерів оптимальні виробничі розкладу і мати можливість у разі необхідності оперативно здійснювати їх корекцію, то можна гарантовано підвищити швидкість виконання замовлень. Досвід показує, що часто можна виконати весь місячний план усього за 20 днів. Оптимізація матеріальних потоків дозволяє на 10 днів, тобто на 30% скоротити час випуску виробів! А збільшення швидкості проходження виробничих замовлень в 1,5 рази дозволяє також знизити і обсяг НЗП приблизно на 25% “.

У зв’язку з такими вражаючими цифрами треба зауважити, що економічна ефективність впровадження ERP-систем в багатьох випадках туманна і розпливчаста, і з цього приводу не вщухають суперечки фахівців. Навпаки, для MES така ефективність розраховується досить точно (навіть 10% прискорення виробничої діяльності за рахунок оптимізації, розшивки вузьких місць та збільшення пропускної здатності укупі з зменшенням накладних витрат при скороченні термінів – це не жарти), і приклади розрахунків переконують, показуючи їх швидку окупність.

Сахават Юсифов, головний розробник YSB.Enterprise.Mes: “Нормальна організація і автоматизація управління виробництвом дозволяє перенести акценти з планових і виробничих відділів на відділ продажів і рекламацій при роботі під замовлення – як це і повинно бути в будь клієнтоорієнтованої компанії. При цьому посилюється роль системи збору інформації про хід виробництва і систем стеження за станом ресурсів, запасів, дефіцитів “.

Нерідко, замислюючись про проблему підвищення фондовіддачі основного технологічного устаткування, керівники вітчизняних виробництв орієнтуються, в основному, на передовий західний досвід. У Росії ж нове перспективний напрям MES проходить тільки перші етапи свого становлення. А що Схід?

Нові проекти MES в Китаї: піднебесна демонструє свої успіхи не тільки в космосі …

В даний час попит на наукомісткі розробки для виробництва випереджає пропозицію в силу швидкого економічного зростання китайських підприємств. І, якщо CAD / CAM системи вже отримали широке поширення навіть на невеликих підприємствах Китаю та інтенсивно використовуються, то системи внутрішньоцехового планування і диспетчерського контролю рівня MES практично відсутні, хоча потреба в них велика. Справа в тому, що використання західних систем, що дозволяють вирішувати ці завдання, часто гальмується їх високою вартістю, труднощами адаптації до потреб китайських підприємств, а іноді і незручністю для користувача інтерфейсу.

Як відомо, правила формування та оформлення технологічних процесів та інженерної документації в Росії і Китаї в основному збігаються, методи організації виробництва в обох країнах орієнтовані на контроль за виконанням робіт, зазначених в робочих нарядах. При подібною методикою створення маршрутних та операційних технологій можна порівняно просто (на відміну від західних програмних продуктів) здійснювати за допомогою китайської версії MES системи “ФОБОС” внутрішньоцехове оперативне планування, диспетчерський контроль та облік міжопераційних заділів.

Як приклад успішних впроваджень “ФОБОС” в КНР можна привести Завод з виробництва гідравлічних машин і теплообмінного обладнання компанії “Шенжоу” (м. Фушань), Завод з виробництва великих штампів “Ліншіхао” (м. Гуанчжоу), Завод “KONKA” (м. Шенжень) і ряд інших підприємств.


Рис. 5. “ФОБОС”: Китайська версія MES системи.

Як люблять говорити китайці, якщо комунізм поширювався в Китаї з півночі на південь, то капіталізм рухається з півдня на північ. Не випадково, що основна частина MES проектів тут виконується на підприємствах провінції Гуандун – найбільш інтенсивно розвивається в світі області, розташованої на півдні Китаю. Піднебесна явно демонструє світовій спільноті, що вона домагається істотних успіхів не тільки в космосі …

Свій-чужий

Чому ми вирішили заговорити про вітчизняні MES-продуктах?

По-перше, це адаптивність. З вітчизняними розробниками завжди простіше домовитися про доробки. Центри розробок західних систем знаходяться не в Росії. Видозмінювати істотно логіку системи під специфіку конкретного підприємства – це загрожує й не багато компаній-внедренца на це підуть, а якщо й підуть, то ціна питання будуть порівнянної з і так не маленької ціною західних систем.

По-друге, російські системи значно дешевше, як за ліцензіями на софт, так і за вартістю його впровадження та супроводу. Дешевше, так як західні відраховують своїм творцям, плюс величезні витрати на маркетинг, плюс фірми-представники часто перебувають у Москві, де витрати на утримання фірм значно вище, ніж у регіонах, то ціни на фахівців з західним системам істотно перевищують ціни “Наших”. І це при тому, що кваліфікація російських фахівців в цілому істотно вище. Адже вони розробляли ці системи з нуля, знають їх як 5 пальців, на відміну від тих, хто прийшов на російський ринок західних систем, які місцеві внедренца часто змушені вивчати в ході безпосередньо проектів впровадження, для багатьох особливостей відсутня документація російською і т.д.

По-третє і головне – описані російські MES-системи не поступаються своїм західним аналогам, а багато в чому і перевершують їх. Не слід, звісно, ​​оскаженіло орієнтуватися на популярний слоган: “купуйте тільки російське “, але, може, пора й озирнутися? Особливо напередодні вступу Росії до СОТ …

Схожі статті:


Сподобалася стаття? Ви можете залишити відгук або підписатися на RSS , щоб автоматично отримувати інформацію про нові статтях.

Коментарів поки що немає.

Ваш отзыв

Поділ на параграфи відбувається автоматично, адреса електронної пошти ніколи не буде опублікований, допустимий HTML: <a href="" title=""> <abbr title=""> <acronym title=""> <b> <blockquote cite=""> <cite> <code> <del datetime=""> <em> <i> <q cite=""> <s> <strike> <strong>

*

*