ІНФОРМАЦІЙНІ СИСТЕМИ УПРАВЛІННЯ ВИРОБНИЦТВОМ

Системи управління виробничими процесами

Система управління виробничими процесами - це спеціалізоване прикладне програмне забезпечення, яке призначене для вирішення завдань аналізу, координації, синхронізації та оптимізації випуску продукції в рамках будь-якої виробничої діяльності. MES-системи відносяться до класу систем управління рівня цеху.

Виділяють дві основні формулювання визначення MES-систем:

  • 1) визначення Американської асоціації з управління запасами і виробництвом ( American Production and Inventory Control Society - APICS ): MES-система - це інформаційна і комунікаційна система виробничого середовища підприємства;
  • 2) визначення Міжнародної асоціації виробників і користувачів систем управління виробництвом ( MESA Inte? National ): MES- система - це автоматизована система управління і оптимізації виробничої діяльності, яка в режимі реального часу виконує функції ініціалізації, відстеження, оптимізації, документування виробничих процесів від початку виконання замовлення до випуску готової продукції.

MESA International в 1994 р розробила модель, яка називалася «MESA-11», а в 2004 році була створена модель «з-MES», які доповнюють існуючі раніше моделі і стандарти управління виробництвом і виробничою діяльністю, що сформувалися за останні десятиліття:

  • • стандарт «ISA95», «Enterprise-Control System Integration» (інтеграція систем управління підприємством і технологічним процесом), який визначає єдиний для всіх інтерфейс взаємодії різних рівнів управління виробництвом і компанією, а також різні робочі процеси виробничої діяльності окремого підприємства;
  • • стандарт «ISA88», «Batch Control» (управління періодичним виробництвом), який визначає технології управління періодичним виробництвом, ієрархію рецептур, виробничі дані;
  • • Open Applications Group, OAG (співтовариство відкритих додатків): промислове некомерційне співтовариство, основними цілями якого були розробка стандартів бізнес-мов для досягнення поставлених цілей і просування концепції функціональної сумісності між бізнес-додатками;
  • • Supply Chain Operations Reference, SCOR (модель процесів ланцюжка поставок): єднальна модель для управління процесами ланцюжка поставок, яка охоплює діяльність замовника і постачальника. SCOR- модель описує різні бізнес-процеси для всіх існуючих фаз виконання вимог замовника. Один з розділів SCOR називається «Маке» ( «Виготовлення»), розділ присвячений організації виробництва.

MESA International визначила 11 типових узагальнених функцій MES- систем:

  • 1. RAS (Resource Allocation and Status - контроль стану і розподіл ресурсів) - включає в себе управління ресурсами виробництва: методиками робіт, технологічним обладнанням, інструментами, персоналом, матеріалами, документацією.
  • 2. ODS (Operations / Detail Scheduling - оперативне / детальне планування) - управління розрахунками виробничих розкладів, які засновані на пріоритетах, характеристиках, способах, атрибутах, пов'язаних з технологією виробництва і з конкретною специфікою вироби.
  • 3. DPU (Dispatching Production Units - диспетчеризація виробництва) - управління потоком виготовлених деталей на замовлення, операціями, партіям, серіям за допомогою робочих нарядів.
  • 4. DOC (Document Control - управління документами) - здійснення контролю вмісту та проходження документів, які супроводжують виготовлення продукції.
  • 5. DCA (Data Collection / Acquisition - збір і зберігання даних) - взаємодія інформаційних підсистем з метою накопичення, отримання і передачі керуючих і технологічних даних, які циркулюють у виробничому середовищі підприємства.
  • 6. LM (Labor Management - управління персоналом) - надання можливості управління персоналом в режимі реального часу.
  • 7. QM (Quality Management - управління якістю продукції) - аналіз показників вимірювання якості продукції в режимі реального часу на основі інформації, яка надходить з виробничого рівня; забезпечення необхідного контролю якості, визначення критичних проблем і точок, які вимагають особливої уваги.
  • 8. PM (Process Management - управління виробничими процесами) - здійснення моніторингу виробничих процесів, автоматичне коректування або діалогова підтримка рішень для оператора.
  • 9. ММ (Maintenance Management - управління технічним обслуговуванням і ремонтом) - управління оперативним і плановим ремонтом виробничого обладнання та інструментів для їх постійної підтримки і забезпечення експлуатаційної готовності.
  • 10. PTG (Product Tracking and Genealogy - відстеження історії продукту) - візуалізація інформації про місце і час виконання робіт для кожного виробу. Така інформація може включати в себе звіти про серійні номери, комплектуючих, технологічних маршрутах, матеріалах, бувальцях, про виконавців і т.п.
  • 11. РА (Performance Analysis - аналіз продуктивності) - надання в потрібний час докладних звітів про поточні результати виробничих операцій, порівняння та аналіз фактичних і планових показників.

Розробка нової моделі c-MES (Collaborative Manufacturing Execution System) - системи спільного управління виробничими процесами - була викликана тим фактом, що за період з 1994 по 2004 р з'явилися ІС, які перебували на стику MES- і ERP-систем: APS (Advanced Planning & Scheduling) - системи розширеного планування, які вирішують завдання складання оптимізованих виробничих розкладів; ЕАМ (Enterprise Asset Management) - системи, які відповідають за управління ремонтом і технічним обслуговуванням; системи електронного документообігу (Docflow).

Сучасні стандарти автоматизації управління виробничим підприємством включають в себе кілька рівнів ієрархії в структурі інформаційно-керуючої системи: рівень управління технологічними процесами (SCADA-системи), рівень управління виробництвом (MES-системи), рівень управління підприємством (ERP-системи) (рис. 2.1 ).

На рівні MES-системи вирішуються завдання управління по виробництву продукції, технічного обслуговування виробництва, управління запасами, забезпечення якості; підтримуються функції обробки замовлень (виробничих завдань), розрахунку вартості продукції, управління поставками, управління відвантаженнями. Для ефективного функціонування MES-системи на підприємстві необхідно її взаємодія з корпоративної ІС (ERP). Справа в тому, що планування в ERP-системах здійснюється досить тривалий час, на основі замовлень, і прогнозованого попиту з періодичністю - щомісяця або раз на квартал. Детальний виробниче планування і виконання виробничих процесів здійснюється в MES-системах практично в реальному часі, що вимірюється часом робочого циклу або зміни.

MES-система в складі корпоративної інформаційної системи

Мал. 2.2. MES-система в складі корпоративної інформаційної системи

Метод децентралізованого планування, характерний для ERP-систем, хоча і застосовується на практиці, але має істотні недоліки. Справа в тому, що об'ємний план, особливо при високому завантаженні устаткування, не завжди виконаємо з точки зору розкладу його роботи. У ERP-системі складаються об'ємні плани для цехів, а засобами MES-системи кожен цех формує деталізовані розкладу. У даній системі управління присутні два контури регулювання. Зовнішній контур відстежує можливість виконання об'ємного плану при існуючих тимчасові обмеження на горизонт планування і терміни випуску продукції конкретного найменування, яка формує відповідну величину неузгодженості. Внутрішнім контуром формується величина неузгодженості, якщо для того чи іншого цеху необхідний перерахунок розкладу в разі його невиконання з тих чи інших причин (рис. 2.3).

Механізми планування в системах ERP і MES

Мал. 2.3. Механізми планування в системах ERP і MES

Сучасним рішенням, що забезпечує формування післяопераційних планів, є комп'ютерне імітаційне моделювання виробництва і застосування комп'ютерних технологій календарного планування, заснованих на евристичних методах, в основному на схемах розгалуження з функціями переваги. Схема розгалужень з рандомизацией переваг використовується для пошуку рішень і оцінки продуктивності функцій переваги. Паралельно застосовується інструментарій оцінки сформованого плану і перемикання функцій переваги при зміні виробничих ситуацій, що істотно для оперативного управління. Саме завдяки розвиненим обчислювальним алгоритмам і комп'ютерних технологій, що застосовуються в системах планування цього класу, вдається на практиці реалізувати стратегічні ініціативи підприємства в галузі впровадження сучасних ресурсозберігаючих концепцій і технологій управління виробничими процесами, розглянутими в параграфі 1.4.

Спеціалізована аналітика досить успішно реалізується також в автоматизованих системах розширеного виробничого планування класу APS.

APS - система розширеного планування та складання виробничих розкладів, яка включає в себе спеціалізоване програмне забезпечення аналітичного класу, що розширює можливості ERP в частині детального планування виробництва і планування поставок. Функціональність і ідеологія ERP-систем не відповідає вимогам по управлінню постачаннями (потреби в матеріалах і виробничі потужності плануються окремо, застосовуються множинні процедури перепланування, підтримується в основному оперативне внутріфірмове планування, а також обмежені аналітичні можливості модулів виробничого планування і управління ланцюгами поставок).

Базовими компонентами APS-систем є:

  • • Sales and Demand Forecasting (прогнозування збуту і попиту);
  • • Master Production Scheduling & Rough-Cut Capacity Planning (основний виробничий план і загальна планування завантаження виробничих потужностей);
  • • Production Planning & Finite Capacity Scheduling (планування виробництва і детальне планування завантаження виробничих потужностей).

Основні риси APS-систем :

  • • методична і технічна складність; необхідність організації моніторингу на основі даних, що надходять з облікових систем;
  • • детальні виробничі плани і оперативні виробничі розкладу;
  • • потужний математичний апарат; інструменти сценарного і план-фактного аналізу.

Основні особливості APS-систем:

  • • синхронне погодження планів потреб в матеріалах і виробничих потужностях;
  • • можливості розширення моделі даних;
  • • інтеграція планування виробництва в середу планування поставок.

Перераховані вище особливості дозволяють APS-системам працювати окремо і спільно з існуючої інформаційної середовищем підприємства (наприклад, інтеграція виду ERP - APS - MES) і орієнтують виробничий план на потреби кінцевих споживачів.

 
Переглянути оригінал
< Попер   ЗМІСТ   ОРИГІНАЛ   Наст >