Производственное планирование в условиях плохо прогнозируемого спроса
Дубенецкий Владислав Алексеевич, Главный конструктор системы РЕСУРС-Мастер
Григорьев Лев Юрьевич, Генеральный директор «Бизнес Инжиниринг Групп» (БИГ)
Общая модель: уровни управления и их взаимодействие
Мировой финансово-экономический кризис стал серьезным испытанием для российского бизнеса на управленческую зрелость. Пока испытание он выдерживает с трудом. И понятно почему.
Ни для кого не секрет, что менеджмент не является его сильной стороной. На ненасыщенных или монополизированных рынках, да еще в атмосфере общего экономического подъема – это вполне объяснимо
Освоив, более или менее, за 10 лет стандартные техники операционного управления (учет и финансовое бюджетирование, прежде всего), российский менеджмент так толком и не поднялся до реального освоения следующих уровней управления, не научился «работать с будущим», закладывать в настоящем фундамент эффективности бизнеса. А ведь, именно, такая направленность является фундаментальной особенностью современных инструментов менеджмента.
Вот как схематично выглядит сегодня развитая модель управления предприятием и ее информационная поддержка (Рис. 1)
Рис.1 Уровни управления предприятием и их информационное обеспечение
Условные обозначения:
- CPM (Corporate Performance Management) – система управления стратегической эффективностью
- BPM (Business Process Management) – система управления (операционной) эффективностью бизнес-процессов
- ERP (Enterprise Resource Planning) – система управления ресурсами предприятия
- MES (Manufacturing Execution System) — исполнительная система производства.
- АСУ ТП – автоматическая система управления производственными процессами
Известный специалист в области систем управления Даг Энгельбарт, еще где-то в начале 80-х годов прошлого века, предложил разделить функции предприятия на 3 группы
• группа А — основная деятельность (А1), направленная на реализацию процессов жизненного цикла изделия (услуги): изготовление конкретных изделий (например, автомобилей или гофроупаковки) или предоставление услуг (например, медицинское обслуживание или инжиниринг) и тесно связанные с ними операционные управленческие функции управления ресурсами и работами (планирование, учет, анализ) – А2;
• группа В — управленческая деятельность, направленная на совершенствование и повышение эффективности выполнения основных и управленческих функций группы А;
• группа С — стратегическая деятельность, направленная на регулирование выполнения функций группы как А, так и В.
Очевидно, что для большинства российских предприятий на сегодняшнем этапе их существования актуальнее всего является деятельность группы A. К задаче управления операционной эффеактивностью (это уже из области функций группы В) подступились немногие. Наличие стратегического контура управления, работающего на регулярной основе (систематизированных функций группы С) также удел избранных. Тем не менее, рано или поздно мы придем к полномерной реализации таких моделей управления.
fПопробуем теперь в свете этой концептуальной модели рассмотреть сегодняшнюю ситуацию, обозначенную в заголовке статьи как «снижающийся и плохо прогнозируемый спрос» и как она влияет на применяемые методы планирования производства.
Чтобы справиться с этой ситуацией, компании с развитым менеджментом задействуют функции всех уровней: А, В и С.
Если спрос устойчиво падает, то основная нагрузка ложится на стратегический уровень. Надо искать новые возможности сбыта и \ или обновлять продукцию! Т.е. такие решения выходят за рамки задач «производственного планирования», которые решаются уже тогда, когда стратегические решения приняты. В случае кардинальных стратегических изменений производится настройка производственной системы на новые виды продукции, после чего она переходит в стационарный режим. Время этой перестройки является одним из решающих факторов, определяющих «стратегическую эффективность компании».
Если же падение спроса носит временный характер и на стратегическом уровне принимается решение оставаться на существующих рынках и не менять кардинально продуктовый ряд, то предприятию необходимо учиться планировать в условиях «колебаний спроса». Здесь на первый план выходит способность производственной системы гибко перестраивать алгоритмы планирования, чтобы в этих условия добиваться нужных результатов с оптимальными затратами ресурсов. Т.е. здесь мы имеем дело с операционной эффективностью.
Конечно, имеются общие принципы планирования в условиях неопределенности и высоких рисков. В основном они исходят из того, что необходимо «сосредоточиться на главном», определяющем затраты на выпуск продукции: на наиболее трудоемких позициях, наиболее дорогих запасах, «узкие места» по мощностям и т.п. Для этого в модели планирования вводятся различные методы АВС[1] и XYZ[2]-анализа, теории ограничений (ТОС)[3] Голдратта и т.п. Но универсальных приемов, как известно, не существует – оптимум находится опытным путем с помощью различных эвристических правил, которые определяют как вести себя в той или иной ситуации системе производственного планирования. Т.е. хотя и существуют общие принципы и модели – напрямую заимствовать чужую практику также бессмысленно, как одежду успешного человека. Надо пытаться формировать свои правила, пробовать и изменять их в зависимости от успешности собственной практики.
И тут мы уже спускаемся на операционный уровень, где решаются проблемы, связанные с планированием по принятым правилам производства на среднесрочном, краткосрочном и оперативном горизонтах управления. При этом предполагается, что информационная система управления производством была внедрена на предприятии в период «устойчивого спроса». А это, увы, сделано не на всех предприятиях. Причем даже если система и была внедрена, то это касалось модулей учета, а не планирования. Это касается и таких мощных систем как SAP и, наиболее распространенных в России решений на платформе 1С УПП.
Если взять классический управленческий цикл (планирование – учет – анализ), то «планирование» является наиболее сложным элементом этого цикла – здесь мы должны иметь дело с будущим, которое даже в относительно спокойной среде не вполне предсказуемо. Поэтому решение этой управленческой задачи обычно откладывали «на потом». И вот это «потом» наступило. Причем в худшем варианте в плане «предсказуемости».
Каковы же проблемы планирования производством в условиях быстрых изменений внешней среды, какие задачи должны быть решены для обеспечения эффективного функционирования в быстро меняющихся условиях рынка?
При ответе на эти вопросы мы ограничимся рассмотрением основных взаимосвязанных процессов предприятия:
- управление продажами;
- управление производством;
- управление снабжением;
- управление подготовкой производства.
Информационная поддержка управления. Конструкторские и технологические спецификации, как основа для планирования.
Два фактора, а именно, организация управления и его информационная поддержка, можно считать определяющими в решении указанных выше задач управления изменениями. Организация управления заключается в наличие разделяемых соответствующим персоналом правил принятия решений на всех описанных выше уровнях управления. Часть этих правил задана организационными регламентами (методиками и т.п.), часть - переносятся в машинные алгоритмы.
Но главная помощь, которую могут нам оказать программные системы, это качественная информационная поддержка управления и задачи планирования, в частности. Ее фундамент – интегрированная система управления производством, как мы уже говорили, должен быть заложен ранее.
Эта поддержка по современным представлениям базируется на концепции единого информационного пространства. Согласно этой концепции все участники процесса управления в рамках своих зон ответственности работают с общими информационными объектами в реальном времени. Информационное пространство обеспечивает адекватное моделирование предприятия и его отношений с внешней средой, обеспечивает оперативную поддержку всех участников процессов планирования полной, достоверной и одинаково интерпретируемой информацией. На Рис. 2 представлена диаграмма процесса, иллюстрирующая изменение состояний информационных объектов в ходе производственного планирования.
Рис. 2. Диаграмма варианта производственного планирования
Эффективность планирования определяется выбранными моделями планирования, оперативностью планирования, достоверностью и оперативностью учетных данных по прошлым периодам и, главное, достоверностью и оперативностью нормативных данных о продукции, производственных мощностях, трудовых ресурсах, материальных ресурсах и финансовых ресурсах.
Нормативные данные можно разделить по их функциональному назначению на следующие группы:
- конструкторские спецификации;
- технологические спецификации;
- параметры планирования изготовления;
- параметры планирования закупок;
- параметры ценообразования.
Обратим внимание на важность конструкторских спецификаций. Управление конфигурацией изделий является ключевой функцией информационной поддержки, обеспечивая оперативное автоматическое изменение спецификации в соответствии с изменяющимися требованиями заказчика. Все вычислительные аспекты информационной поддержки управления производством, такие как, расчет объемно-календарного плана выпуска, расчет потребности в материальных ресурсах (материалы, комплектующие, инструмент, оснастка, энергоресурсы и другое), расчет производственных мощностей, трудовых ресурсов, финансовых ресурсов, планирование изготовления - непосредственно используют функции управления конфигурацией изделий.
Очень важна также информационная поддержка ведения технологических процессов. Кроме материального нормирования, для обеспечения необходимой гибкости планирования она также должна также обеспечить управление конфигурациями технологических спецификаций (варианты техпроцессов, допустимые замены, типовые техпроцессы с параметрами конкретизации и другое).
Управление изменениями конструкторско-технологических спецификаций - неотъемлемая часть подготовки производства. Организационное обеспечение управления подготовкой производства должно обеспечить оперативность и достоверность нормативной базы с учетом изменений и оперативный ввод в действие этих изменений в производство. Выполнение перечисленных требований к задачам управления подготовкой производства создают необходимые условия для эффективного решения задач планирования в условиях изменений рынка с учетом внутренних ограничений.
Пространство выбора вариантов планирования. Гибкость планирования определяется знанием и умелым применением возможных моделей.
Переходя к дальнейшему рассмотрению вопросов планирования производства, будем предполагать, что информационная поддержка подготовки производства соответствует перечисленным выше требованиям и обеспечивает в реальном времени всех участников управления производством достоверными нормативными данными об изделиях и технологиях.
Для эффективного решения задач планирования, кроме нормативных данных об изделиях, нужны достоверные данные о производственных мощностях, трудовых, финансовых и материальных ресурсах. Объемы этих данных, по сравнению с объемами нормативных данных об изделиях, относительно малы. Информационная поддержка процессов ведения этих данных обычно не вызывает труда.
Если описанные выше условия выполнены, то будем считать, что текущее состояние информационной модели предприятия поддерживается в актуальном состоянии и все участники процесса управления производством имеют возможность оперативно получать достоверную информацию (как первичную, так и агрегированную) о текущем и будущем состояниях ресурсов предприятия, производимых и перспективных изделий и их истории.
Чтобы обсуждать возможные политики и правила планирования производства, проведем декомпозицию задач планирования по базовым функциональным областям:
- планирование продаж;
- планирование производства;
- планирование снабжения.
Процесс планирования можно разбить две фазы. Первая часть задач связана с подбором модели планирования на достаточно продолжительный интервал времени. Вторая - это определение соответствующих значений параметров моделей и бизнес-логики, которая адекватна конкретной ситуации в краткосрочном периоде.
Входом в первую фазу являются сигналы со стратегического уровня. Изменения продукции, изменения политики продаж, изменение технологии и другое могут потребовать пересмотра применяемых в различных ситуациях моделей планирования и изменения их настройки. Для каждой группы задач планирования необходимо построить вариантное пространство для выбора подходящей под ситуацию модели планирования. Подбор моделей осуществляется на основании существенных признаков – оснований группировки объектов планирования для каждой из областей.
Следует отметить, что одновременно для различных объектов в различных ситуациях могут применяться различные модели планирования. Классификация объектов, процессов и ситуаций является частью работ по разработке и сопровождению модели предприятия, реализуемых на уровне управления операционной эффективностью (Рис. 1)
Рассмотрим последовательно модели планирования для указанных выше областей, начав с «продаж».
Признаками - основаниями для классификации объектов, определяющих выбор и настройку модели здесь могут выступать следующие объекты:
- каналы сбыта продукции;
- группы продукции по функциональному назначению;
- АВС - группы продукции по объему продаж;
- источники заявок на продажу;
- тип объекта планирования (заказ, номенклатура, стратегическая бизнес-единица) .
На различных комбинациях этих признаков строятся две основные группы моделей, которые можно использовать для планирования продаж:
- Планирование по ожидаемому спросу;
- Позаказное планирование продаж
Для каждой модели и каждого варианта ее применения бизнес-логика планирования продаж будет индивидуальна. При этом действует, упомянутый ранее принцип – концентрации внимание на главном. Главное – это либо наиболее доходные виды продукции, либо позиции определяющие загрузку производственных мощностей, либо стратегически значимые позиции. Информационная система должна иметь инструменты для настройки объектов и логики процессов планирования для каждого выбранного варианта. Однако здесь трудно назвать единственно верный путь. Важно уметь просчитывать варианты, правильно задав указанные выше существенные признаки.
Аналогично строятся базовые модели и для других областей планирования.
Для планирование выпуска продукции признаки - основания группировки объектов следующие:
- группы продукции по объему выпуска;
- группы продукции по уровню стандартизации;
- группы продукции по длительности производственного цикла;
- группы продукции по функциональному назначению;
- АВС - группы продукции по трудоемкости;
- источники заявок на выпуск;
Группы моделей, которые можно использовать для планирования выпуска:
- Планирование по страховому запасу,
- Планирование точно в срок по плану продаж;
- Планирование на склад по плану продаж;
- Планирование выпуска под заданную обеспеченность;
Для планирование изготовления продукции существенными признаками выступают:
- АВС- группы изделий по трудоемкости;
- группы изделий по технологическому признаку (литейные, штамповка, обработка резанием, другие);
- группы изделий по готовности технической документации (при наличии НИОКР);
- группы изделий по наличию в технологических маршрутах узких мест
Группы моделей, которые можно использовать для планирования изготовления:
- Планирование по страховому запасу;
- Объемное планирование изготовления по плану выпуска;
- Календарное планирование изготовления с заданным опережением запуска без учета производственных мощностей и трудовых ресурсов;
- Календарное планирование изготовления с опережением операций в соответствии с техпроцессом без учета производственных мощностей и трудовых ресурсов;
- Календарное планирование изготовления с опережением операций в соответствии с техпроцессом с учетом остаточных производственных мощностей и трудовых ресурсов;
- Календарное планирование точно в срок по плану выпуска;
- Календарное планирование изготовления по заявкам НИОКР;
- Календарное планирование изготовления под заданную обеспеченность.
И, наконец, планирование закупок
В данной статье мы исключим из рассмотрения задачи внешней транспортной логистики и ограничимся рассмотрением вариантов, в которых транспортные затраты выступают в виде параметров закупки. Тогда признаками-основаниями для классификациями будут выступать следующие:
- АВС-группы материалов и комплектующих по суммарной стоимости закупок;
- группы материалов и комплектующих по сложности доставки;
- группы материалов и комплектующих по объему складирования;
- каналы закупки;
- группы поставщиков и контрагентов.
А группы моделей, которые можно использовать для планирования закупок таковы:
- Планирование по страховому запасу;
- Объемное планирование закупок по плану материального обеспечения плана изготовления;
- Календарное планирование закупок «на склад» по плану материального обеспечения плана изготовления с заданным опережением заявок на закупку;
- Календарное планирование закупок «точно в срок» по плану материального обеспечения плана изготовления с заданным опережением заявок на закупку;
- Календарное планирование закупок по заявкам подразделений;
Некоторые модели планирования ресурсов и условия их применения.
Начнем рассмотрение с модели «планирования по страховому запасу». Данная модель является наиболее простой. Хотя ее использование может привести к увеличению запасов по сравнению с другими моделями, но она позволяет значительно сократить объемы работ персонала (что тоже не маловажно) и снизить вычислительную нагрузку на информационную систему, т.е. требует меньше времени для просчета вариантов. Она также требует минимального объема исходных данных.
Существует много вариантов моделей для расчета параметров планирования по страховому запасу, в результате которого мы получаем объем страхового запаса, закупок и запуска по каждой планируемой номенклатурной единице. Обычно такая модель применяется для малозначимых позиций.
Пусть на основе ABC- анализа по объемам продаж продукция разделена на три группы и для группы С принято решение осуществлять продажи со склада. Тогда планирование выпуска вполне можно осуществлять по схеме планирования по страховому запасу. В этом случае часть плана выпуска будет формироваться автоматически на основе анализа остатков. Далее планирование разворачивается по общей схеме – коррекция плана изготовления, коррекция плана закупок.
Рассмотрим возможности планирования изготовления по страховому запасу. Здесь объектами АВС- анализа являются детали и сборочных единиц (ДСЕ) по суммарной трудоемкости.
По этому основанию ДСЕ разделяются на три группы. При наличии нормативной конструкторской базы по изделиям, которая поддерживается в актуальном состоянии, такой расчет занимает несколько секунд. Типичные результаты расчета представлены в таблице 1.
Таблица 1.
|
№ |
Группа ABC |
Границы |
Количество в группе |
% по номенклатуре |
|
1 |
A |
0,80 |
58 |
5,5 |
|
2 |
B |
0,15 |
162 |
15,5 |
|
3 |
C |
0,05 |
826 |
79,0 |
|
ИТОГО |
1 |
1046 |
100 |
Видно, что 79% деталей попали в группу С, при этом суммарная трудоемкость их изготовления на годовую программу составляет 5%. Если для этой группы применить схему планирования изготовления по страховому запасу, то система будет отслеживать обеспеченность программы выпуска ДСЕ этой группы. Таким образом, при разворачивании планов выпуска ДСЕ группы «С» всегда будут на складе в достаточном количестве и программа просто зарезервирует требуемое количество под позиции плана выпуска. Такая схема позволяет на порядок снизить объем оперативно отслеживаемых данных, сократить вычислительные ресурсы для пересчета планов изготовления, а, главное, сконцентрировать усилия управленческого персонала на выполнении программ по другим группам ДСЕ, которые должны планироваться более точно.
Применение модели планирования по страховому запасу оказывается полезным и при планировании закупок. Для отбора групп материалов также проводится АВС-анализ. Для материалов основанием анализа может быть суммарная стоимость обеспечения плана выпуска.
В качестве примера в таблице 2 представлены агрегированные результаты АВС- анализа потребности в материалах для конкретного машиностроительного предприятия на квартальную программу выпуска.
Таблица 2.
|
№ |
Группа ABC |
Границы |
Объем в тыс. руб. |
% по номенклатуре |
Количество номенклатурных единиц |
|
1 |
A |
0,80 |
61440 |
10 |
132 |
|
2 |
B |
0,15 |
7680 |
10 |
124 |
|
3 |
C |
0,05 |
7680 |
80 |
862 |
|
|
ИТОГО |
1 |
76800 |
100 |
1118 |
Применяем схему планирования по страховому запасу для всей номенклатуры из группы С. В этом случае, план закупок будет автоматически пополняться новыми позициями при достижении точки заказа. При расчете плана изготовления нужное количество имеющихся материалов будет автоматически резервироваться под соответствующие позиции плана выпуска. Конечно, на уровне управления эффективностью требуется периодически проводить повторно АВС-анализ и настройку режимов планирования.
Следует особо отметить специальный случай применения модели планирования по страховому запасу. Речь пойдет об анализе производительности технологического оборудования и выделении «узких мест» - критических с точки зрения производительности групп оборудования. Производительность узкого места ограничивает производительность предприятия по некоторой группе продукции.
В условиях переменного спроса («то густо, то пусто»), надо всегда помнить о том, что когда у потребителя возникает срочная потребность изготовления необходимой ему продукции, которую он ранее не мог заказать из-за отсутствия средств, то у предприятия может не хватить нужных мощностей для выпуска заказанной продукции.
Редко можно встретить предприятие структура и производительность технологического оборудования которого, хорошо сбалансированы. Меняется продукция, меняется технология, обновляется парк станков и рабочих центров, расширяется кооперация. Все эти факторы сильно влияют на сбалансированность производственных мощностей и выпускаемой продукции.
На этапах планирования можно просто учесть в техпроцессах, графиках предоставляемых ресурсов ввод в действие новых единиц оборудования или передачу изготовления по кооперации. Однако такие решения принимаются, скорее, на этапах долгосрочного планирования.
На уровне среднесрочного и краткосрочного планирования необходимо принимать управленческие решения в расчете на текущее состояние производственных мощностей. Информационная система, как на этапе объемного планирования изготовления, так и на этапе календарного планирования изготовления, позволяет рассчитать график загрузки каждого рабочего центра. При этом, как правило, лишь небольшая часть рабочих центров оказывается перегруженными. Именно из-за нехватки мощностей этих центров графики выпуска смещаются в сторону более поздних сроков, что может привести к отказу от выгодных заявок клиентов, которые в период кризиса «на вес золота»!.
Необходимо заранее с помощью сервисов информационной системы провести анализ статистики загрузки рабочих центров, выделить критические единицы и изучить структуру загрузки (распределение суммарной производительности по конкретным деталям). После этого мы получаем важные исходные данные по «узким местам» для обработки поступающих заказов.
Одно из возможных решений для рационального использования мощности «узкого» рабочего центра состоит в том, чтобы заранее загрузить его работой равномерно и независимо от потребности по плану выпуска. Это можно сделать, если для части деталей, маршруты которых проходят через данный рабочий центр, использовать механизм планирования по страховому запасу. Тогда предприятие будет обладать необходимой степенью «готовности к поставке» при поступлении даже слабо прогнозируемых заказов.
Следующая группа моделей позволяет обеспечить большую точность определения потребностей в выпуске, что позволяет успешно применять ее для значимых по АВС-анализу позиций. Причем повышая частоту перерасчета (а именно это и надо делать в условиях неопределенности) мы повышаем точность выявления потребностей в материальных ресурсах.
«Планирование на склад» - это планирование обеспечения выпуска, при котором вся потребность на интервале суммируется и переносится в начало интервала. Длительность интервала выбирается индивидуально для каждой номенклатурной единицы. Даная модель позволяет уменьшить количество точек графиков обеспечения, т.е. сгладить неравномерность потребности в материалах и мощностях. Чем меньше длительность интервала, тем ближе данная модель к модели «точно в срок». Например, календарный график продаж имеет дискретность 1 сутки, а связанный с ним график выпуска может для отдельных единиц иметь дискретность 10 суток, для других 1 месяц. При выборе определенной дискретности планирования входят в противоречие требования по уменьшению объема незавершенного производства и требования обеспечения ритмичности производства. Важно, чтобы информационная система предоставляла необходимые инструменты анализа и настройки параметров планирования для различных групп номенклатурных единиц. Поле для экспериментов и улучшения качества планирования достаточно большое, но система должна обеспечить возможность выбора оптимального (или хотя бы приемлемого) варианта в разумное время.
Часто если спрос не позволяет загрузить производственные мощности, предприятие вынуждено браться за заказы, по которым нормативные данные по изделию отсутствуют. Фактически данные модели очень похожи на модели «планирования работ по проектам». В качестве работ выступают операции техпроцесса, а длительность операции определяется количеством ДСЕ в партии, длительностью подготовительно-заключительного и штучного времени или задается на основе опыта. Данная группа моделей может применяться для приближенного планирования. Такая ситуация, которая обычно характерна для опытного или инструментального производства, может быть применена для основного не от хорошей жизни, но все-таки помогает спланировать и выполнить принципиально новый заказ с приемлемыми затратами.
Существенно более эффективной является модель «календарного планирования изготовления с учетом производственных мощностей и трудовых ресурсов». Данная модель позволяет построить пооперационный график изготовления всех составляющих изделия, включенного в план выпуска. Алгоритм планирования имеет, как правило, достаточно много параметров настройки.
Каждый разработчик вкладывает в алгоритм собственный набор эвристик, комбинируя которые можно добиться желаемого качества планирования. В условиях нестабильности заказов, состав эвристик может пополняться. Важно, чтобы система позволяла легко делать это, и также быстро просчитывать множество вариантов, т.к. формирование плана изготовления является наиболее трудоемкой и длительной процедурой.
Длительность расчета зависит от количества позиций в плане выпуска, сложности продукции, измеряемой количеством узлов в схеме разузлования, количества операций в техпроцессах, дискретности времени планирования.
Например, календарный план изготовления на горизонт 1 месяц, содержащий до 100 позиций с изделиями на 350 -400 узлов в схеме разузлования с дискретностью 4 часа может считаться порядка 5 минут. Такое время приемлемо для работы в реальном времени. Приближенные алгоритмы оценки сроков выполнения тогда могут не использоваться, так как одна позиция плана выпуска будет разворачиваться за несколько секунд.
Если же сложность изделия составляет 50 – 100 тысяч узлов, пересчет плана будет выполняться несколько часов. Выбор шага планирования определяется требуемой точностью синхронизации взаимосвязанных производственных операций. На сегодняшний день самый распространенный шаг 1 сутки. Хотя есть примеры использования шага «8 часов», «4 часа» и «1 час». В пределах шага планирования алгоритм распределяет временные ресурсы по объему, при этом порядок производственных операций, попадающих в один временной интервал, не задан.
Для мелкосерийного производства сложной продукции трудно обеспечить выполнение графиков изготовления на рабочих центрах при малом шаге планирования. Много неучтенных в модели планирования факторов делают график изготовления с малым шагом неадекватным реальным условиям. При шаге в «4 час»а график указывает, какие партии, каких деталей должны быть обработаны на заданном рабочем центре, например, до обеда заданного числа. На основе пооперационного графика изготовления система может оперативно сформировать графики межцеховой и внутри цеховой кооперации, производственные задания цехам, участкам, для отдельных рабочих центров на любой интервал в рамках горизонта планирования. В процессе расчета алгоритм распределяет и резервирует временные ресурсы групп оборудования, а также может распределять свободные остатки НЗП с учетом их технологического состояния или учитывать остатки НЗП, зарезервированные за конкретными позициями плана выпуска. Технологическое состояние каждой партии деталей в остатках определяется последней выполненной и учтенной технологической операцией. Таким образом, если удалить результаты расчета плана изготовления для некоторых позиций плана выпуска и перераспределить остатки НЗП, то зарезервированные временные ресурсы освобождаются и следующий расчет для этих позиций выполнится в новых условиях.
Фактически только перебор вариантов позволяет получить оптимальный вариант в условиях постоянно изменяющихся исходных данных. Если же в заказах начинает прослеживаться хоть какая-то закономерность, то система, как бы, обучается и быстрее приходит к оптимальному решению.
На самых нижних уровнях управления, как правило, применяются системы класса MES, которые могут обеспечить только локальную оптимизацию на коротком горизонте планирования – в пределах смены. При этом критерии локальной оптимизации обычно не согласованы с критериями оптимизации деятельности предприятия в целом. Поэтому рекомендуется использовать MES-системы в сочетании с системами, поддерживающими управление производственными ресурсами класса MRP II. Алгоритмы планирования изготовления для всего предприятия, применяемые в этих системах, обеспечивают оптимальное распределение производственных ресурсов в соответствии с планом продаж, который, в свою очередь, построен в соответствии с оптимизацией деятельности всего предприятия.
Мы уже говорили, что в условиях нестабильности заказов (и не только!), не удается добиться полной сбалансированности производственных мощностей с требованиями плана выпуска. Отдельные рабочие центры загружены больше, чем другие. Именно рабочие центры – «узкие горлышки» определяют ограничения по объему и срокам выпуска продукции. Поэтому алгоритм распределения временных ресурсов должен использовать различные настройки для различных групп временных ресурсов с учетом ограничений, заданных планом выпуска и особенностей маршрутной технологии. Так для «узких горлышек» обычно требуется обеспечить максимальную загрузку и планировать межоперационные заделы. Для других рабочих центров применяется календарное планирование с малым шагом планирования. При этом перерасчет оперативных планов должен производиться в рамках ограничений, сформированных MRP алгоритмом в виде рассчитанной Подетальной Производственной Программы (ППП). Только в этом случае локальная оптимизация не нарушит условий оптимальности ППП. Отличительной чертой современных систем планирования является возможность последовательно уточнять ППП, изменяя шаг и горизонт планирования, тем самым обеспечивая преемственность планов на всех уровнях управления.
Посмотрим, какая укрупненная структура производственного цикла может эффективно использоваться для планирования выпуска в условиях неопределенности рынка.
Пусть производственный цикл для сложных изделий мелкосерийного производства составляет 3 – 4 месяца и включает в себя следующие этапы: закупка материалов – 1 месяц, заготовительное производство – 1 месяц, механосборочное производство и сборка – 1 месяц. Тогда стратегия планирования запуска-выпуска продукции может быть следующая:
