CC BY
58
УДК 331.103.6
А. Д. Колодзинская*, С. Г. Авруцкая
Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева, Москва, Россия, 125047, Москва, Миусская пл., д. 9
* e-mail: a-kolodzinskay [email protected]
ПРИМЕНЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРОЦЕССАМИ ДЛЯ ДИСПЕТЧЕРИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ
ПРОМЫШЛЕННОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Статья посвящена рассмотрению применения систем классов Workflow, BPMS и MES для диспетчеризации производственных и бизнес-процессов на промышленных предприятиях. Приведён список условий для обеспечения возможности применения систем управления процессами, указаны преимущества использования подобных систем и их функциональные свойства.
Ключевые слова: бизнес-процесс, автоматизация, диспетчеризация, Workflow, BPM, MES.
Во время производственного планирования менеджеры компании учитывают всю доступную информацию из внешней и внутренней сред организации. Эта информация собирается, обрабатывается и окончательно формируется к моменту завершения планового периода. От точности, надёжности и своевременности поступления информации зависит качество производственных планов. Кроме планирования полученные данные используются для контроля и регулирования производственных процессов.
Однако даже при грамотном планировании в ходе реализации программ неизбежно появляются отклонения, которые требуют пересмотра ранее составленных планов. К таким отклонениям можно отнести отсутствие сырья, материалов, заготовок и инструментов на складах; отсутствие персонала для работы на станках в плановом режиме; возникновение серийного брака, связанного с нарушением технологии и т.д. Своевременное, точное и полное фиксирование таких отклонений позволяет оперативно регулировать процессы производства для достижения поставленных плановых показателей.
Проблему своевременного поступления и обработки информации из внутренней среды предприятия можно решить с помощью автоматизированной системы оперативного учёта и диспетчеризации. Подобные продукты для сбора, систематизации информации и координации бизнес-процессов относят к классам Workflow (рабочий/технологический процесс - англ) и BPMS (Business Process Management System - система управления бизнес-процессами). Workflow/BPM-решения поддерживают моделирование и управление бизнес-процессом при помощи программного обеспечения, способного считывать со схемы и воспроизводить описание процесса,
взаимодействовать с сотрудниками, интегрироваться с уже применяемыми программами.
Системы класса Workflow/BPM позволяют наглядно представить последовательность действий сотрудников организации, в том числе при применении ими машин и механизмов. Подобные системы имеют много преимуществ перед учётом на бумаге, в том числе:
1) обладают высокой скоростью сбора и обработки информации;
2) обеспечивают возможность систематизации собранной информации;
3) обеспечивают доступ пользователей к собранной статистической информации и базам знаний, в том числе доступ к действующим версиям рабочих инструкций и регламентов;
4) сокращают время передачи информации, время согласований и, следовательно, время процесса;
5) сводят к минимуму труд исполнителей при заполнении форм первичной учётной документации;
6) позволяют координировать действия исполнителей во времени при наличии выделенного бизнес-процесса с указанием нормативных временных параметров работ;
7) повышают прозрачность и управляемость процессов предприятия.
Таким образом, системы класса Workflow/BPM позволяют выполнить автоматизацию бизнес-процессов, организовать электронный
документооборот, создать электронный архив документации, а также внедрить эффективную программу мотивации персонала с использованием показателей KPI. Системы класса Workflow координируют выполнение операций, составляющих бизнес-процессы. Подобные системы могут работать с теми бизнес-процессами организации, которые выделены, структурированы и правила выполнения которых можно сформулировать. При этом экономически целесообразно выделять только периодически повторяющиеся процессы.
Наиболее популярны в России нотации (системы условных обозначений) моделирования бизнес-процессов - это еЕРС (от англ. Event-driven Process Chain - событийная цепочка процессов), семейство IDEF, BPMN. Для практического осуществления отображённой в блок-схеме модели процесса в программное решение необходимо занести данные: задание, адресат, максимальный срок выполнения задания, формы отклика системы при начале и окончании операции, логические условия и события,
сценарии. В зависимости от желания заказчика и возможностей программных решений указанные данные могут дополняться. При этом применение инструментальных средств описания бизнес-процессов в большинстве современных систем класса Workflow/BPM не требует от разработчика каких-либо знаний в области программирования или систем управления базами данных. Построение моделей проходит в режиме drag-and-drop (от англ. «перетаскивать и отпускать»), что позволяет привлекать к моделированию и реинжинирингу процессов самих исполнителей.
На одном уровне с системами класса BPMS стоят MES-системы (Manufacturing Execution Systems -системы оперативного управления производством). Это специализированные программы для обеспечения мониторинга, диспетчеризации, регулирования, анализа и оптимизации производства продукции. MES-системы подходят как для диспетчеризации на уровне цеха, так и для комплексного управления производством. По определению международной ассоциации вендоров MES-решений, MES - это интегрированная информационно-вычислительная система,
предоставляющая инструменты и методы управления производством в режиме реального времени. Такие решения по автоматизации позволяют получать оперативные уведомления о результатах работы производственных подразделений, помогая проводить контроль и регулирование технологических процессов в интерактивном режиме. С помощью сбора и обработки данных разных технологических линий MES качественно улучшают организацию деятельности предприятия от получения заявки на производство до отгрузки готовой продукции. В конечном счёте они связывают в онлайн-режиме технологические процессы с бизнес-процессами.
MES-системы используют данные двух уровней -предварительно вводимые (введённые ранее исполнителем как плановые) и полученные в результате контроля (моментально считываемые и передаваемые с датчиков на оборудовании). При помощи этих данных система самостоятельно формирует план работ и загрузки оборудования с учётом поступающих заказов и характеристик оборудования. Также во внимание принимаются требования конструкторской и технологической документации. Всё это необходимо для того, чтобы добиться максимальной эффективности работы оборудования и персонала при минимальной стоимости выполнения заказов. Это становится возможным благодаря своевременной корректировке и пересмотру производственных планов столько раз в течение рабочей смены, сколько необходимо [1].
Ассоциация MESA, объединяющая вендоров MES-решений, выделила функции подобных систем [2]:
1) Отслеживание состояния и распределение ресурсов. Эта функция позволяет управлять ресурсами производства - оборудованием, инструментами, сырьём и материалами, заготовками,
а также методиками работ, документами и персоналом.
2) Оперативное планирование помогает рассчитать производственное расписание, определяет наилучший вариант загрузки оборудования.
3) Диспетчеризация производства. MES обеспечивает оперативный мониторинг и диспетчеризацию производственных процессов, отслеживает выполнение заданий, загрузку оборудования и исполнителей, степень выполнения заказа, проверяет фактическое выполнение работ на соответствие программе, в случае изменений корректирует план цеха.
4) Управление документацией. MES-система контролирует наличие и содержание документации, сопровождающей производимое изделие (нормативные документы, чертежи, процедуры стандартных операций, программы по обработке заготовок, уведомления о технических изменениях и т.д.). Система обеспечивает передачу информации между сменами и цехами.
5) Считывание и систематизация данных, вводимых исполнителями и собираемых с датчиков на оборудовании автоматически.
6) Менеджмент исполнителей (учёт использования времени рабочей смены, наличие исполнителя на рабочем месте, виды выполняемых заданий).
7) Контроль качества продукции и предложение мер по предотвращению отклонений. Система обрабатывает данные измерений о качестве продукции в интерактивном режиме, предлагает действия по корректировке в критических точках на основе статистического анализа.
8) Управление технологическими процессами. MES является системой поддержки принятия решений оператором, что позволяет выполнять исправления и повышать качество текущих работ.
9) Администрирование ремонтных работ (поддержка процесса техобслуживания, планового и внепланового ремонта оборудования и инструментов в течение технологического процесса).
10) Отображение истории изменений продукта (отчёты о технологических маршрутах, участвовавших сотрудниках, использованных материалах, выявленных несоответствиях и т.д.)
11) Анализ производительности. MES сравнивает запланированные и фактические результаты за несколько периодов, показывает изменения в количестве затраченных материалов, затратах труда и т.д.
Положительные изменения в результате внедрения и использования MES -систем уже отметили такие российские предприятия, как «СИБУР Холдинг», «Пивоваренная компания Балтика», «Красцветмет», «Самараволгомаш», «Протон-ПМ». Об успешных внедрениях заявляют зарубежные компании: EMS из Бразилии (химия, фармацевтика, продукты переработки нефти), Hercules Electric Motors (машиностроение и производство оборудования), HENN
(деревообработка и производство мебели).
Менеджеры этих предприятий отметили повышение производительности труда, увеличение загрузки оборудования за счёт грамотного планирования и уменьшения простоев, снижение объёмов незавершённого производства, снижение брака в производстве, повышение дисциплины в части сроков выполнения заказов.
При всех преимуществах MES-систем и положительном опыте предприятий нужно отметить, что стоимость такого программно-аппаратного решения весьма высока, а его внедрение и обучение персонала занимает не менее полугода. Стоит иметь в виду, что система как таковая не решит проблемы производства без должного уровня подготовки руководства, менеджеров и исполнителей. Корректность работы таких систем во многом зависит от точности, полноты и достоверности вводимых данных, от адекватности выделенных процессов, а также от правильных решений исполнителей.
Кроме того, рассчитывая стоимость внедрения MES, необходимо учитывать стоимость интеграции с уже существующими на предприятии системами и оборудованием. Как отмечают специалисты, стоимость интеграции станка c MES может быть сопоставима со стоимостью станка. Бывают и ситуации, когда производители вводят запрет на установку нового ПО на своё оборудование под угрозой отмены гарантии.
Тем предприятиям, которые всё же отважились на внедрение MES-систем, профессионалы советуют:
1) тщательно проанализировать необходимость внедрения системы, поставить цели, рассчитать риски и срок окупаемости проекта;
2) для проведения изменений найти единомышленников и союзников среди сотрудников;
3) определить характеристики проекта, источники материальных и информационных ресурсов, список систем, с которыми нужно будет провести интеграцию;
4) приобретать и использовать унифицированное оборудование с возможностью подключения в сеть на базе стандартного протокола;
5) использовать стандартные для предприятия продукты с опробованными на практике процессами;
6) внедрить новую систему и интегрировать её с уже существующими для создания полноценной IT-инфраструктуры [3].
Таким образом, с помощью применения систем классов Workflow, BPMS, MES можно решить проблему своевременного поступления и обработки информации из производственных подразделений. В режиме реального времени подобные системы помогут зафиксировать отклонения от нормативов, скорректировать производственный план, рассчитать оптимальную загрузку оборудования и время работы персонала. При грамотном использовании вышеупомянутые IT-решения помогут наладить процесс диспетчеризации, упростят
документооборот, позволят оперативно собирать и обрабатывать данные с производственных линий, чтобы обеспечить качество выпускаемой предприятием продукции. Однако из-за высокой стоимости и продолжительности внедрения систем, трудоёмкости обучения персонала руководству предприятия нужно с особой тщательностью соотнести возможные затраты и предполагаемый полезный эффект.
Колодзинская Анастасия Дмитриевна, студентка кафедры менеджмента и маркетинга РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Авруцкая Светлана Гарровна, доцент кафедры менеджмента и маркетинга РХТУ им. Д.И. Менделеева, Россия, Москва
Литература
11. Что такое диспетчеризация производства? // Генон [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.genon.ru/GetAnswer.aspx?qid=9bcd6271-2656-475c-9b72-d604d629bb6e (дата обращения: 15.03.2015).
12. Куминов В. MES-системы в дискретном производстве // PCWEEK [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.pcweek.ru/industrial/article/detail.php?ID=66228 (дата обращения: 16.03.2015).
13. Дильман А. Мифы и реальность внедрения MES-систем // Директор информационной службы. № 01. - 2012 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.osp.ru/cio/2012/01/13012614/.
Kolodzinskaya Anastasia Dmitrievna*, Avrutskaya Svetlana Garrovna D.I. Mendeleev University of Chemical Technology of Russia, Moscow, Russia. * e-mail: a-kolodzinskay [email protected]
USING AUTOMATED MANAGEMENT SYSTEMS TO CONTROL MANUFACTURING PROCESSES AT INDUSTRIAL ENTERPRISES
Abstract
The article discusses Workflow-, BPM- and MES-systems application to the business and manufacturing processes control at industrial enterprises. A list of conditions ensuring the automated management systems application is provided. Advantages and characteristics of automated management systems are considered.
Key words: business-process, automation, process control, Workflow, BPM, MES.
