Эффективные бизнес процессы и согласованные модели планирования для машиностроительного холдинга, заводов, цехов и участков на основе компонентов OeBS Текст научной статьи по специальности «Экономика и бизнес»

УДК 65.012.122

ЭФФЕКТИВНЫЕ БИЗНЕС ПРОЦЕССЫ И СОГЛАСОВАННЫЕ МОДЕЛИ ПЛАНИРОВАНИЯ ДЛЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ХОЛДИНГА, ЗАВОДОВ, ЦЕХОВ И УЧАСТКОВ НА ОСНОВЕ

КОМПОНЕНТОВ OEBS

© 2014 С.С. Матвеев

ООО «Борлас», г. Москва

Поступила в редакцию 09.09.2014

Охарактеризована функциональность APS компонентов системы OeBS (Oracle e-Business Suite) и приведены рекомендации по практическому использованию в промышленных системах и прототипах на предприятиях сложного машиностроения и в корпорации ОАО «ОАК».

Ключевые слова: APS система, ограничения по доступности, ресурсы, материалы

Известно, что фундаментальным основанием для перехода от стандарта управления MRP II к APS системам служит насущная потребность промышленности в реальном планировании, которое обеспечивается посредством:

- согласованного планирования на кратко-, средне- и долгосрочных горизонтах;

- учёта совокупности ограничений по доступности: ресурсов (оборудование и персонал), материалов (включая все закупаемые, производимые и поставляемые по кооперации позиции) и транспортных средств в полной цепочке поставок;

- моделирования различных сценариев и оценки KPI;

- использования методов программирования с учётом ограничений и математических методов решения оптимизационных задач.

Стратегическое планирование цепочек поставок. Задача построения оптимальной сети производства воздушных судов (далее, ВС) на заводах корпорации ОАО «ОАК» в части гражданской авиационной техники включала нижеследующие требования:

- оптимизация авиационной кооперации программ по критерию совокупной валовой прибыли корпорации на долгосрочном периоде планирования с выбором рационального типажа ВС по годам периода;

- сценарный анализ устойчивости выбранных кооперации и типажа при неблагоприятных событиях снижения спроса на отдельные типы комплексов;

Матвеев Сергей Сергеевич, кандидат технических наук, ведущий консультант.Е-шаИ:

smatveyev@borlas. ru)

- учёт спроса в виде заданных минимального и максимального значений единиц выпуска ВС по годам планового горизонта;

- учёт действующих программ производства ВС и схем кооперации;

- учёт трудоемкости производства ВС на уровне отсеков/крупных агрегатов с учетом запланированного снижения трудоемкости на горизонте планирования;

- учёт полезного фонда рабочего времени основного производственного персонала и времени использования оборудования (без разбиения на группы) для отдельных производств в составе предприятий-изготовителей с учетом запланированного наращивания производственных мощностей на горизонте планирования;

- использование избытков мощностей производств заводов корпорации;

- учёт капитальных затрат на ввод в эксплуатацию новых производственных мощностей и модернизацию оборудования, а также затрат на подготовку производства.

Поставленная задача была решена на основе использования компонента SNO (Стратегическая оптимизация сети) [1], в котором оптимизация производится с выбором метода решения задачи линейного программирования и эвристического алгоритма.

Результаты оптимизации по выбору авиационной кооперации и рационального типажа в SNO оцениваются по набору KPI (ключевых показателей деятельности), причём возможно сопоставление базового варианта и моделируемых сценариев. На рис.1, для примера, показаны оценки KPI корпорации при полученных оптимальных авиационной кооперации и типаже ВС для базового прогноза спроса и при возможном

уровне снижения спроса на региональные типы ВС. В дополнение к гибко формируемым в 8КО отчётам, была дополнительно разработана принятая в корпорации отчётность по результатам

оптимального расчёта авиационном кооперации программ: авиационная программа, сводный баланс мощностей АПО, баланс мощностей производств АПО.

Рис. 1. Пример оценок КР1

Обзор задач и новых бизнес-процессов оперативного планирования. Задачи согласованного планирования деятельности заводов, цехов и участков машиностроительного холдинга содержали следующие требования:

- расчёт планов межзаводского и заводского уровней с учётом совокупности ограничений по доступности ресурсов (персонал и оборудование) и доступности материалов, включая ПКИ и производимые ТСЕ (технологическая сборочная единица включает все детале-сборочные едини-цыи паспорта сборки), обеспечивающих минимизацию просрочек всех видов независимого спроса с учётом приоритетов;

- расчёт единого оперативного плана выпуска/сдачи, производства и закупок на основе принятых и прорабатываемых клиентских заказов и прогноза спроса, включая спрос на запчасти, для каждого завода холдинга;

- связь каждой записи плана в части производства и закупок с заказ-нарядом на производство комплекса и его ТСЕ;

- пооперационное планирование производственных операций для учёта доступности ресурсов и последующего формирования сменно-суточных заданий основным производственным рабочим по производственным участкам;

- пооперационное планирование потребностей в материалах и комплектующих;

- использование основных и альтернативных техкарт и спецификаций, основных и альтернативных ресурсов, основных компонентов и заменителей для улучшения планов;

- моделирование интерактивных изменений плана по принципу «что-если» с целью улучшения плана.

Поставленные задачи были решены на основе использования стандартной функциональности компонента Л8СР (Расширенное планирование цепочки поставок), в котором расчёт планов с ограничениями и возможной дополнительной оптимизацией по свёртке критериев «доставка в срок», «валовая прибыль», «оборачиваемость запасов» производится на основе комбинации методов программирования с учётом ограничений и линейного программирования, которые дополнены эвристическим алгоритмом и используют декомпозицию оптимизационной задачи.

Приведём перечень новых, по сравнению с системами стандарта МИРИ, возможностей планирования при использовании ASCP, которые послужили основой установления эффективных бизнес процессов планирования на предприятиях сложного машиностроения и привели к росту «фактора креативности» [2] в работе плановиков:

- сбор данных планирования из системы технологической подготовки производства и ERP систем (включая внешние ERP) для формирования рабочего массива снимка данных, который используется как при расчёте плана, так и при последующем интерактивном перепланировании;

- расчет единого плана материальных потоков производимых и закупаемых позиций на основе текущих и прорабатываемых клиентских заказов, а также прогнозов спроса, включая спрос на запчасти, с учётом:

- заводов и складов внутренней кооперации машиностроительного холдинга;

- основных и альтернативных источников для производимых ТСЕ (собственное производство и на ином заводе холдинга), а также для закупаемых материалов и ПКИ (из списка утверждённых поставщиков);

- ограничений по доступности и загрузке ресурсов на заводах;

- ограничений по доступности материалов, включая учёт суточной производительности поставщиков материалов и ПКИ;

- остатков готовой продукции, полуфабрикатов, материалов и ПКИ на складах;

- страховых запасов полуфабрикатов, материалов и ПКИ в количестве заданного процента от плановой потребности в данной позиции за определённый скользящий период (не применяется для позиций с высокой стоимостью);

- отличного от предыдущего демпфера, -страхового опережения для полуфабрикатов, материалов и ПКИ на заданный срок до расчётной плановой даты спроса на данную позицию;

- основных и альтернативных производственных спецификаций и техкарт;

- компонентов-заменителей и альтернативных ресурсов производственных операций;

- календарных сроков недоступности оборудования;

- циклов поставки закупаемых позиций, включая цикл транспортировки от поставщика;

- текущего состояния производственных заданий, отгрузок продукции и заказов на закупку;

- длительности и массогабаритных ограничений транспортировки.

- в результате одного расчета получать единый реальный план выпуска/сдачи, производства и закупок, что радикально сокращает время согласования отдельных планов межзаводского и заводского уровней;

- определение производственных планов с

учётом назначенных приоритетов по отдельным строкам клиентских заказов, графиков и прогнозов спроса;

- пооперационное планирование использования экземпляров ресурсов и потребления компонентов в производственных заданиях;

- просмотр сообщений об исключениях планирования, позволяющих провести экспресс-анализ плана и определить необходимость перепланирования на основе показанных несоответствий в рассчитанном плане;

- просмотр записей плана в части производства, закупок, отгрузок, а также загрузки ресурсов в табличном виде и на диаграммах Ганта;

- моделирование интерактивных изменений плана по принципу «что-если» и последовательная корректировка плана (с возможностью отказа от сделанных неэффективных корректировок) для устранения выявленных в результате анализа плана исключений планирования и с целью наилучшего выбора плана на этапе его расчета и принятия;

- к числу изменяемых данных при оперативном перепланировании в диалоговом и фоновом режимах относятся:

- даты и количества во всех видах конечного спроса и соответствующие им приоритеты, а также учёт изменений в графиках и прогнозах спроса;

- время недоступности отдельных ресурсов (например, при предварительном планировании сроков ППР оборудования);

- количество и время доступности ресурсов (персонал и оборудование) на производственных участках;

- количество, даты, альтернативные источники и варианты в записях плана в части производства, закупок и транспортировки;

- ввод новых записей плана в части производства, закупок и транспортировки;

- закрепление (по срокам для исключения их перепланирования) записей плана в части производства, закупок и транспортировки;

- суточная производительность внешних поставщиков (поскольку могла стать ограничением по доступности материалов и ПКИ).

- корректировка при выполнении принятого плана по данным неизбежных отклонений факта от плана в режиме интерактивных изменений на диаграмме Ганта, которая производится без необходимости пересчета всего плана для нижеследующего набора изменений в рассчитанном исходном плане:

- замена ресурсов в операциях на альтернативные;

- закрепление времени выполнения операций и снятие закреплений;

- изменение времени начала и завершения операций, в т.ч. графический перенос на диаграмме Ганта;

- изменение количества доступных единиц ресурсов по часам, дням и сменам.

- формирование отчетов по результатам расчета и выбора наилучшего плана:

- месячный план цеха с записями дат запуска и выпуска партий ТСЕ, плановой трудоемкости и наряд-заказа;

- пооперационный план цеха по участкам с указанием времени начала и завершения обработки, плановой трудоемкости для каждой партии ТСЕ и наряд-заказа.

- поэтапная передача записей плана в модуль Производство (включая внешние ERP или MES системы) в виде производственных заданий и в

модуль Закупки (включая внешние ERP) в виде заявок на закупку по мере наступления сроков исполнения производственных заданий и размещения заказов на закупку материалов и ПКИ;

- передача рекомендаций о перепланировании заданий и заказов в названные модули ERP системы с учётом допустимости изменений заданий и заказов.

На блок-схеме рис. 2 показаны основные шаги инструкции для специалиста по планированию по работе в промышленной системы OeBS при просмотре записей плана, оценок ключевых показателей деятельности (KPI) и просмотре сообщений об исключениях планирования на этапе расчёта и принятия плана и перед выпуском записей плана (заводского уровня).

Рис. 2. Анализ плана, KPI и исключений Обозначения на блок-схеме:

Выпуск записей \

_плана_/

бизнес процессы

Рабочее место плановика Ключевые показатели (Т) Действия

- навигация в ASCP

роль пользователя и назначение шага процесса (номер шага)

- логическое условие

На рис. 3 показан пример формы для просмотра оценки КР1 «Доставка в срок» и записей плана в папке «Межцеховой план» с расчётными датами запуска и выпуска, размером партии ТСЕ

и приоритетом, которые специалист по планированию использует на шаге 1 процесса «Анализ плана, КР1 и исключений планирования».

Рис. 3. Пример формы просмотра плана

Инновационный бизнес процесс планирования в ASCP, содержащий интерактивные действия пользователя для улучшения плана на основе сообщений об исключениях планирования и оценок KPI показан на рис. 4. Процесс выполняется во всех случаях, когда специалист по планированию располагает информацией о том, как можно улучшить определённый план межзаводского или заводского уровня. В режиме «Оперативное перепланирование» пользователь последовательно корректирует план с целью наилучшего выбора плана на этапе его расчета и принятия. Если же на шаге 1 процесса специалист по планированию выяснил, какие изменения следует произвести для получения наилучшего плана, то он может сразу перейти к шагу 10 для ввода изменений и затем запустить расчёт в режиме «Пакетное перепланирование». Как видно из приводимой блок-схемы, все шаги этого процесса выполняются в ASCP.

Практические рекомендации.

Необходимо отметить, что практика внедрений ERP систем на предприятиях сложного машиностроения свидетельствует о том, что APS системы планирования выдвигают ряд требований

к производственно-технологическим данным сложных технических систем (далее, комплексов), которые ведутся в системах технологической подготовки производства:

- полная производственная спецификация готового изделия или поставляемого по кооперации отсека/крупного агрегата должна соответствовать графу дерево, что, возможно, потребует некоторых изменений в паспортах сборки;

- сквозные технологические процессы для ТСЕ следует разбить на последовательность из технологических карт цехозаходов, что позволяет выделять в едином плана заводского уровня согласованные по календарным срокам планы цехов основного производства;

- варианты последовательности операций для паспортов сборки, при необходимости, отражаются альтернативными техкартами и спецификациями;

- каждая производственная операция техкарт ТСЕ может использовать только персонал и оборудование определённого производственного участка, причём APS система при расчёте плана учтёт предусмотренные заимствования ресурсов данным участком;

Улучшение плана

/ Анализ плана, КР1х

и исключений \ планирования ^

Специалист по планированию

Просмотреть план и определить, какие изменения Моделировать. (1)

> Рабочее место плановика

> (Т) Действия

> Ключевые показатели

> Горизонтальный план

(Т ^ Пп гя н м ъя 11 м м

Специалист по планированию

Запустить режим онлайн

перепланирования.

г2-

I > (М) План > Запуск I оперативного плановика

Разового перепланирования достаточно для | д .улучшения плана? —

Специалист по планированию

- Изменить записи поступления, спроса, доступность ресурсов если это необходимо для моделирования и оценки изменений согласно выводам, полученным на шаге #1. (3)_

• > Мощность ресурса

Специалист по планированию

Перепланировать в

Режиме онлайн. (5)

(М) План >

Оперативное

перепланирование

Специалист по планированию

Оценить результаты онлайн

перепланирования.

ма_

> Рабочее место плановика (Т) Действия Ключевые показатели

Специалист по планированию

Отменить все нежелательные изменения в плане.

(7)_

> (в) Отмена

м

Специалист по планированию

Сохранить изменения в плане.

(М) План >

Сохранить действия

Специалист по планированию

Остановить онлайн

перепланирование.

^-

> (М) План > Останов оперативного плановика

Специалист по планированию

Изменить записи поступления, спроса, доступность ресурса если это необходимо для моделирования и оценки изменений согласно выводам, полученным на шаге #1.(10)_

> > Мощность ресурса

Специалист по планированию

Запустить пакетное, разовое

перепланирование. 11)

(М) План > Пакетное перепланирование

СКонец)

/ Анализ плана, КР1 4

и исключений \ планирования /

Рис. 4. Улучшение плана

- для двух и более последовательных операций техкарты ТСЕ, при необходимости, назначается признак одновременного завершения или начала операций;

- основные ресурсы операций в техкартах ТСЕ, при необходимости, дополняются альтернативными ресурсами;

- основные компоненты в спецификациях ТСЕ, при необходимости, дополняются компонентами-заменителями;

- потребности в ТСЕ, которые дополнительно производятся для проведения приёмо-сдаточных испытаний (ПСИ) с разрушением, должны быть учтены как потери операции отбора на ПСИ сообразно заданным рациональным партиям ТСЕ и директивным нормам отбора;

- для комплексов с единичным типом производства необходимо определить применимость производственно-технологических данных высокоуровневых ТСЕ по номеру единицы.

Основные результаты исследования промышленных систем и их прототипов, созданных на основе компонентов планирования в системе

OeBS - 8Ш и ASCP, сведены в таблицу 1. Как следует из таблицы, рассмотренные задачи планирования всех уровней используют совокупный спрос, включающий все виды спроса на готовую продукцию и запчасти: клиентские заказы, графики (преддоговорная работа) и прогнозы спроса для корпорации, холдинга и завода, соответственно.

На стратегическом уровне планирования деятельности корпорации/холдинга для оптимального выбора авиационных программ используется наиболее укрупненное разузлование ВС на отсеки/крупные агрегаты и комплекты: двигательных установок, основных видов конструкционных материалов и ПКИ. Результаты стратегического планирования корпорации/ холдинга передаются на уровень межзаводского планирования в виде наборов назначений определённых источников позиций: заводов-производителей готовых изделий и отсеков/агрегатов, поставщиков закупаемых комплектов двигательных установок, материалов и ПКИ.

Таблица 1. Границы задач APS компонентов

Данные спроса Используемый компонент ОеВБ Планируемые позиции Порядок числа используемых критических ресурсов завода корпорации/ холдинга Используемые результаты Направление использования результатов моделирования/ онлайн перепланирования

Сводный спрос на готовые изделия по годам периода планирования (включая клиентские заказы, графики и прогнозы спроса) $N0 Готовые изделия и отсеки/а грегаты, производимые в авиационной коопера ции программ, а та кже за купаемые комплекты двигательных уста новок, материалов и ПКИ 10 Потенциальный годовой выпуск готовых изделий, выбор заводов-производителей готовых изделий и отсеков/агрегатов, выбор поставщиков закупаемых комплектов двигательных установок, материалов и ПКИ Оптимальный выбор: а виа ционной кооперации программ ОАО "ОАК", рационального типажа комплексов, поставщиков комплектов двигательных уста новок, материалов и ПКИ. Сцена рный анализ устойчивости выбранной а виа ционной кооперации и типажа комплексов при факторах риска.

Клиентские заказы, графики и прогнозы спроса ДЗСР Готовые изделия, отсеки/агрегаты, критические ТСЕ*, критические материалы и ПКИ 10 Запланированные даты выпуска/сдачи готовых изделий, отсеков и а грегатов, даты завершения критических ТСЕ на определённом а виа ционном за воде и даты поста вок критических материалов и ПКИ Расчёт слотов выпуска комплексов определённого типа, уточнение решений: производить отдельные критические ТСЕ на определённом заводе или на ином заводе холдинга/корпорации, формирование графиков поста вок отсеков/а грегатов и критических ТСЕ по авиационной кооперации, а также формирование прогнозов поставок критических материалов и ПКИ для отправки поставщикам

Клиентские заказы, графики и прогнозы спроса ДЗСР Готовые изделия, отсеки/агрегаты, ТСЕ, фа нтомные сборки, материалы и ПКИ 100 Сообщения об исключениях для оценки реальности и улучшения плана определённого завода, плановые заказы и рекомендации по изменению незакреплённых заданий на изготовление готовых изделий, отсеков/агрегатов, ТСЕ и заказов на за купку материалов и ПКИ, а также заказов на транспортировку отсеков/агрегатов и критических ТСЕ из авиационных заводов. Выделенные из единого пла на завода согласованные по срокам текущие производственные планы: по заданиям для межцехового и по операциям для цехового уровней. Единый реальный план выпуска/сдачи, производства и закупок определённого завода, который является источником для создания и допустимых корректировок производственных заданий, заявок и заказов на закупку материалов и ПКИ, заказов на транспортировку из авиационных заводов. Переданные новые записи плана в части производства и корректировки ранее созданных производственных заданий являются основным источником формирования сменно-суточных заданий.

Примечание: * - критическими являются все ТСЕ, которые используют критический ресурс или содержат в себе закупаемый критический компонент

На уровне межзаводского планирования с ограничениями разузлование ВС доходит до уровня критических ТСЕ, материалов и ПКИ. При этом критическими являются все ТСЕ, которые используют ресурс из заданной группы критических ресурсов. В дополнение, назначение признака «критический компонент» для ряда закупаемых материалов и ПКИ приводит к учёту ограничений по доступности ресурсов для всех уровней ТСЕ, которые их содержат.

Результаты межзаводского планирования предназначены для:

- расчёта слотов (интервалов) выпуска ВС определённого типа;

- уточнения решений: производить отдельные критические ТСЕ на определённом заводе или на ином заводе холдинга/корпорации;

- формирования графиков поставок отсеков/агрегатов и критических ТСЕ по авиационной кооперации;

- формирования прогнозов поставок критических материалов и ПКИ для отправки внешним поставщикам.

На уровне заводского планирования с ограничениями разузлование ВС доходит до нижнего уровня: все ТСЕ, фантомные сборки (если используются), материалы и ПКИ. При этом учитываются все ограничения по доступности ресурсов и материалов, включая ТСЕ, материалы и ПКИ с учётом оценок производительности внешних поставщиков, а также циклы и ограничения транспортировки. Результаты планирования заводского уровня предназначены для:

- формирования единого реального плана выпуска/сдачи, производства и закупок определённого завода;

- служат источником для создания и допустимых корректировок производственных заданий, заявок и заказов на закупку материалов и ПКИ, заказов на транспортировку из авиационных заводов кооперации;

- переданные новые записи плана в части производства и корректировки ранее созданных производственных заданий являются основным источником формирования сменно-суточных заданий по производственным участкам.

Выводы: практика использования компонентов SNO и ASCP свидетельствует об эффективном решении задач управления цепочкой поставок в условиях расширенной кооперации и о согласованном оперативном управлении производством машиностроительного холдинга на межзаводском, заводском и цеховом уровнях при использовании одних производственно-технологических данных с разным объемом ограничений по доступности на уровнях:

- межзаводской - выделенная группа наиболее критических ресурсов, использующие их ТСЕ и все уровни ТСЕ, содержащие критические материал или ПКИ;

- заводской - все экземпляры ресурсов, ТСЕ, материалы и ПКИ.

Понятно, что любой иной способ моделирования деятельности холдинга на межзаводском уровне, использующий отличные производственно-технологические данные, приводит к несогласованности с планами заводского уровня.

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ:

1. Матвеев, С. Оптимальное планирование в управлении цепочками поставок / С. Матвеев, Р. Клиновский // PCWEEK|Russian Edition. 2009. №31(685).С. 15

2. Смирнов, Н. Планирование с оптимизацией // Директор информационной службы. 2014 №3. С. 19.

EFFECTIVE BUSINESS PROCESSES AND COORDINATED MODELS OF PLANNING FOR MECHANICAL ENGINEERING HOLDING, PLANTS, SHOPS AND SITES ON THE BASIS OF OEBS

COMPONENTS

© 2014 S.S. Matveev JSC "Borlas", Moscow

Functionality of APS components of OeBS system (Oracle e-Business Suite) is characterized and recommendations about practical use in industrial systems and prototypes at the enterprises of difficult mechanical engineering and in JSC "OAK" corporation are provided.

Key words: APS system, restrictions on availability, resources, materials

Sergey Matveev, Candidate of Technical Sciences, Leading Consultant. E-mail: [email protected]