Системы автоматизации процессов планирования производства - Студенческий научный форум

XIV Международная студенческая научная конференция Студенческий научный форум - 2022

Системы автоматизации процессов планирования производства

 Комментарии
Текст работы размещён без изображений и формул.
Полная версия работы доступна во вкладке "Файлы работы" в формате PDF

Введение

Рост эффективности производства является одним из ключевых приоритетов развития экономики. Повышение качества продукции, снижение издержек на производстве, увеличение количества изготовляемых изделий является постоянной, стратегической задачей каждого предприятия из различных сфер и различных масштабов.

Системы автоматизации процессов планирования производства имеют своей целью повысить эффективность выполняемой работы. С помощью них можно решить большое количество возникающих производственных вопросов.

В настоящее время производится много новой и модернизированной продукции, что обусловлено научно-техническим прогрессом. Поэтому трудно представить предприятие без сложных технических устройств, выполняющих сложные задачи производства. Однако, производство состоит не только из станков и оборудования по изготовлению чего-либо, но и из программных комплексов, помогающих осуществлять закупку продукции, выставления счетов и прогнозирование необходимого количества материалов для производства.

Процесс планирования производства является важной частью непрерывного и эффективного производства, поэтому многие производители уделяют этому большое внимание.

Планированием производства называется деятельность, направленная на обдумывание целей и просчёты всех этапов производственного процесса, оно особенно важно при нововведениях, например при увеличении ассортимента товаров, использование нового оборудования, ввод новых услуг или продукции, исправление проблем в существующем производстве [1].

Автоматизированной системой планирования, или по-другому АСП называют совокупность различных универсальных технологических систем, математических составляющих, рационального использования ресурсов, программных решений, которые направлены на эффективное управление фирмой, снижение рутинной работы, выполняемой человеком и как следствие снижение количества различных ошибок. Это позволяет частично или полностью перевести некоторые процессы производства под контроль компьютерной системы [2]. Цель данной работы – показать новые возможности и способы улучшить планирование производства путем внедрения автоматизированных систем планирования.

В настоящее время в эксплуатации находятся следующие системы автоматизированного планирования:

ProjectMate

Предприятие

SAP R3 (или SAP R/3)

Easy Projects

Microsoft Project (или MSP)

Planior

web2project

Рассмотрим каждое из них подробнее ниже.

1.1Аналитический обзор существующих систем автоматизации планирования

1.1ProjectMate

ProjectMate является отечественной системой автоматизации производства, относящейся к классу профессиональных программ. Данная программа позволяет автоматизировать весь цикл производства, начиная от планирования и заканчивая оплатой услуг клиентами. Реализованные в ProjectMate средства помогают:

Вести детальный учёт времени по всем сотрудникам и проектам.

Планировать и контролировать исполнение бюджета проектов.

Управлять трудовыми ресурсами компании и повышать их эффективность.

Упрощать процесс выставления счетов в соответствии с российским законодательством и принятым в компании корпоративным стилем.

Отслеживать задолженности по платежам.

Осуществлять сбор информации о всех выполняемых проектах и задействованных в них ресурсах.

Получать наглядные отчёты об эффективности коммерческой деятельности [8,9].

1.21C: Предприятие

1C: Предприятие – программный продукт, предназначенный для автоматизации деятельности предприятия. Данное технологическое решение представляет собой программную оболочку над базой данных. 1С: предприятие имеет некоторые типовые конфигурации, например: 1С:Производство, Услуги, Бухгалтерия, 1С:Комплексная автоматизация, 1С:Зарплата и Кадры, 1С:Торговля и Склад, 1С:Бухгалтерия и другие [10].

1.3 SAP R3 (или SAP R/3)

SAP R3 (или SAP R/3)– это самый известный продукт ведущего немецкого разработчика ПО SAP SE (ранее SAP AG), внедрение которого на рынок началось в 1990-е годы. R3 SAP – это комплексная платформа для планирования ресурсов предприятия, функциональные возможности которой позволяют полностью автоматизировать процессы учета и управления в компаниях с использованием наиболее эффективных бизнес-инструментов. Система является модульной и масштабируемой, что открывает широкие возможности для ее настройки под конкретные задачи предприятия независимо от вида и масштабов деятельности. Основные модули системы: управление финансами, (в т.ч. бухгалтерский и налоговый учет), бюджетирование, управленческий учет, управление материально-техническим обеспечением, сбытом и складскими запасами, планирование и управление производством, управление персоналом и другие [11].

1.4Easy Projects

Easy Projects — это простая платформа для совместной работы, которая заменит вам Excel и электронную почту. Данное программное обеспечение для управления проектами и единое рабочее пространство для команд и крупных предприятий. Возможности: Управление проектами, планирование, облачные технологии, множественные зависимости, шаблоны [12].

1.5Microsoft Project (или MSP)

Microsoft Project (или MSP) — программа управления проектами, разработанная и продаваемая корпорацией Microsoft. Данная программа позволяет управлять проектом, устанавливать критические зависимости, создавать шаблоны, составлять план, проводить аналитику и другие [13,14].

1.61.6 Современные онлайн-сервисы

1.6.1 Planior

Planior - это онлайн-сервис, который работает прямо в браузере. Позволяет составить бюджет, вести управленческий учет, проводить анализ исполнения бюджета. Готовые статьи и шаблоны для бюджетов. Возможности : контроль доходов и расходов, анализ и прогноз, гибкость, интеграция с банками, загрузка операций по кассе, загрузка операций по расчетному счету, интеграция с Excel и другие [15].

1.6.2 web2project

Web2project — открытое веб-приложение для управления проектами. Приложение web2project написано на PHP и платформо независимо. Поддерживаются веб-серверы Apache, IIS, базы данных MySQL. Система распространяется полностью на бесплатной основе. Возможности: гибкая система доступа, история действий, вывод отчетов в различных форматах, хранилище файлов, поддерживает импорт/экспорт документов Microsoft Project [16, 2].

2Производственная стратегия задача, успешного планирования.

Некоторые предприятия используют не специализированные программы или вовсе планируют вручную. Для решения данной проблемы проведем аналитический обзор существующих программных комплексов применяемых для планирования производства.

Разработка производственной стратегии, учитывающей прогнозируемый спрос, мощности оборудования и поставщиков, а также возможности использования человеческих ресурсов является главной задачей процесса планирования производства и создаваемой автоматизированной системы.

Существует ряд проблем, которые усложняют процесс автоматизации:

− разнородность предоставляемых данных (отсутствие стандартных форматов);

− отсутствие единых баз данных с необходимой информацией;

− недостоверность и неполнота данных о максимальной производительности процессов и оборудования;

− необходимость вовлечения руководителей и специалистов разных уровней для оценки создаваемых планов;

− вариативность визуализации данных (в зависимости от требований руководителей).

Все перечисленные проблемы усложняются необходимостью прогнозирования ряда вводных данных, так как горизонт планирования при создании стратегии производства может составлять от нескольких месяцев до нескольких лет.

3Достоинства систем автоматизированного планирования

Зачастую планирование производства (ПП) на предприятии происходит без четкой схемы, что не позволяет предусмотреть все непредвиденные обстоятельства и максимально рационализировать процесс, а также такое планирование допускает высокий шанс ошибок вследствие выполнения рутинных и громоздких задач человеком. Однако, автоматизация производственного планирования позволяет решить несколько проблем:

Расширение клиентской базы

Повышение качества продукции

Снижение количества кредитов

Создание гибкой стратегии

Накопление ресурсного резерва

Сокращение издержек [3].

4Методы оптимизации в автоматизированных системах планирования

Планирование – это выбор наилучшего варианта развития компании с учетом факторов, влияющих на экономическое состояние самой фирмы (экономическое состояние страны, отрасли, специфика предприятия, расчет затрат на производство продукции, другими славами себестоимость).

В автоматизированном планировании могут быть задействованы системы статистического анализа и прогнозирования

Примером систем статистического анализа и прогнозирования могут быть системы предсказательной аналитики:

Logi Predict

Loginom

SAS Enterprise Miner

KNIME Analytics Platform

Форсайт

Планирование производства предприятия производится для удовлетворения основных целей компании:

Рыночные

Увеличение доли на рынке

Увеличение объема продаж

Поиск новых способов сбыта

Производственные

Расширение ассортимента продаваемых товаров и услуг

Использование современных способов транспортирования

Регулирование объема производств

Повышение качества продукции

Финансово-экономические

Повышение прибыли предприятия

Снижение издержек и затрат

Социальные

Повышение зарплаты работников

Предоставление льгот работникам

Повышение квалификации сотрудников за счет внутренних ресурсов [2].

4.1Классификация планирования по времени

Также планирование помогает своевременно (экстренно) отреагировать на непредвиденные варианты развития событий, таких как изменение условий поставки сырья, сроков поставки, резкие изменения в курсе валют, изменение цен, кризис, аварии и другие. Автоматизация планирования позволяет наглядно видеть и реагировать на эти изменения.

При планировании производства выделяют следующие группы:

Краткосрочное, или оперативное

Среднесрочное, или тактическое

Долгосрочное, или стратегическое

Краткосрочное планирование – это процесс определения целей и разработки плана по его достижению в краткосрочный период, обычно от месяца до года [4].

Среднесрочное планирование - это процесс определения целей и разработки плана по его достижению в период от года, до пяти лет.

Долгосрочное планирование – это планирование дальнейшего развития предприятия, которое разрабатывается на срок от пяти лет [5].

При проведении планирования, на любом этапе ключевое значение является использование достоверной информации о состоянии предприятия. Автоматизация позволяет достичь высокой достоверности информации [6].

Существуют различные способы автоматизации:

Облачные технологии

Использования больших данных (Big Data)

Использование технологий Real time

Использования автоматизированных систем маркетинга

Использование полного автоматизирования

Облачные технологии позволяют сократить расходы предприятия на содержание собственных серверов

Big Data позволяет структурировать огромное количество разнообразной информации, накапливаемой на предприятии

Технологии Real Time позволяют моментально реагировать на изменения в процессе производства и корректировать прогноз

Полная автоматизация позволяет исключить человеческий фактор, однако требует больших затрат на ее создание [2].

4.2Классификация планирования по типу

“Проталкивающая” и “вытягивающая” системы управления:

Данная классификация определяется принципиальными различиями двух подходов к координации многоэтапного производственного процесса.

При изготовлении изделия в многоэтапных (в том числе и многопередельных) производствах возникает потребность в компонентах — в других изготавливаемых изделиях или исходных материалах. Потребность в компонентах приводит, в свою очередь, к потребности в других компонентах. И так вниз по иерархической структуре продукта до исходных материалов. Соответственно, чтобы получить готовую продукцию к требуемой дате, необходимо обеспечить своевременный выпуск компонент. Обеспечить это можно двумя основными подходами.

«Проталкивающий» подход. При использовании данного метода, производство планируется целиком, начиная с компонентов. То есть, сначала определяется сколько компонентов нужно произвести, их сроки, далее определяются сроки следующих компонентов, в которые входят предыдущие, и так далее. К проталкивающему типу относятся такие методологии планирования, как MRP, APS, TOC

«Вытягивающий» подход. При применении данного метода, начинается производство продукта, а при нехватке компонентов – подается сигнал на их производство. То есть, компоненты производятся непосредственно по требованию.

В настоящее время на большинстве производств «вытягивающая» концепция сложно применима.

4.3Подтипы типов планирования

MRP (Manufacturing Resourse Plannig) - это самый известный и один из самых старых методов планирования, является подтипом проталкивающего метода.

В нем используется простой алгоритм расчета графика производства, который заключается в следующем. На вход алгоритма подается график выпуска готовой продукции. По каждому плановому выпуску продукции (количеству на определенную дату) по спецификации определяется потребность в компонентах и их количестве, дата (время) потребности. Определяется также подразделение ç— изготовитель компонент.

Далее для подразделения — изготовителя компонента в график записывается выпуск и подача компонента подразделению-потребителю в необходимом количестве в требуемую дату. Для каждой компоненты в цехе-изготовителе, в свою очередь, определяются по ее спецификации необходимые для ее изготовления компоненты более нижнего уровня. Аналогично планируется выпуск и подача компонент более нижнего уровня (рис. 1).

Рисунок 1 - Связь компонент и готового изделия на графике производства.

Данный процесс называется «разузлование спецификаций изделия» и выполняется до тех пор, пока дерево изделия не развернется до закупаемых компонент-материалов. В процессе разузлования строится график потребностей во времени работы оборудования и персонала. Этот график опирается на данные об операциях по каждой спецификации и о необходимом времени работы оборудования и персонала.

Затем график потребностей во времени работы оборудования и персонала можно сравнить с доступным временем и определить, выполним график производства или нет. Если график выпуска продукции не выполним, то он «прореживается», то есть заказы клиентов смещаются на более поздние даты и расчет графика производства выполняется заново. После этого график производства опять проверяется на выполнимость. Такие итерации повторяются несколько раз, пока график производства не будет выполнимым.

Очевидно, что для исключения большого количества итераций расчета необходимо, чтобы график выпуска продукции изначально соответствовал мощностям производства.

Преимущество алгоритма MRP — простота и понятность результатов.

Недостатки MRP:

обычно для получения выполнимого графика требуется выполнить несколько итераций (зачастую — множество);

возможна неполная загрузка мощностей, в том числе рабочих центров — «узких мест», ограничивающих пропускную способность производства.

Заметим, что, несмотря на недостатки и ограниченность алгоритма MRP, именно с него началась эволюция многих алгоритмов и концепций планирования производства.

APS (Advanced Planning & Scheduling), илисинхронноепланирование

В отличие от алгоритма MRP при APS-планировании сразу учитываются те или иные производственные мощности — оборудование либо оборудование и рабочий персонал. График производства в общем случае содержит расписание работы и переналадок рабочих центров на всех этапах производства. Операции в расписании сразу планируются с учетом фонда доступного времени рабочих центров.

В APS-алгоритме расчета могут быть использованы различные критерии оптимизации — например, минимизация времени переналадки, минимизация времени пролеживания деталей и пр. Кроме того, APS-алгоритмы поддерживают планирование не только «назад» во времени, но и планирование «вперед». Например, если в процессе расчета расписания выявляется отсутствие доступного времени оборудования для какой-либо операции, алгоритм находит ближайшее незанятое время в будущем и выстраивает расписание операций «вперед» от этого времени, тем самым определяется дата выпуска готовой продукции по заказу. Таким образом рассчитывается минимально возможная реальная дата выполнения заказа.

На рис. 2 показан пример, когда одна из операций для изготовления промежуточного компонента изделия MRP-алгоритмом была бы назначена на вторник, чтобы выпустить готовую продукцию к намеченному сроку. Однако APS-алгоритм обнаружил, что необходимое для этой операции оборудование до конца вторника уже занято. Он сдвигает эту операцию вперед по времени туда, где рабочий центр освободится. И затем сдвинет вперед все последующие операции, включая и дату выпуска конечного изделия (если это необходимо).

Рисунок 2 - Сдвиг операции на свободное время рабочего центра APS-алгоритмом.

При APS-планировании все заказы клиентов могут обрабатываться последовательно в соответствии с приоритетом заказов. Более приоритетные заказы, вставляемые в график производства в первую очередь, в результате первыми захватывают доступные мощности. Таким образом уменьшается вероятность, что система передвинет время их выполнения на более поздний срок, чем того требует заказ.

Преимущества APS-алгоритма:

планирование в соответствии с мощностями производства, что позволяет сразу получить выполнимые планы;

возможность определить реальную дату выполнения заказа;

скорость перепланирования графика производства, актуализации в соответствии с отклонениями в ходе производства или изменениями в заказах;

максимальное использование пропускной способности производства, что очень важно, когда именно производство является ограничением бизнеса, а не рыночный спрос.

Недостатки APS-алгоритма:

необходимость ввода в систему большого количества производственных параметров, в противном случае построенный график производства потребует постоянной корректировки и перепланирования;

возможные отклонения от графика в производстве требуют периодического (например, ежесуточного) перепланирования, что приводит к нестабильности графика («нервозности» производства) и периодическому изменению плановых дат выпуска по заказам [7].

Заключение

В данной работе было рассмотрено автоматизированное планирование, с какой целью и в каких областях оно используется, его виды, типы. Также были освещены популярные коммерческие решения, выделены их достоинства и недостатки. Из предоставленных систем автоматизированного планирования, можно выделить следующие наиболее удачные решения: 1С: предприятия, Microsoft Project, ProjectMate, поскольку данные программные продукты хорошо себя зарекомендовали на мировом рынке.

1С: предприятия широко известная программа на Российском рынке, имеет множество модулей, что обуславливает ее гибкость и масштабируемость.

Microsoft Project – широко известная программа из-за рубежа, позволяет планировать производство, устанавливать зависимости между событиями, наглядный графический интерфейс.

ProjectMate является отечественной системой автоматизации производства, относящейся к классу профессиональных программ. Данная программа позволяет автоматизировать весь цикл производства, начиная от планирования и заканчивая оплатой услуг клиентами

Таким образом, показано, что в процессе внедрения автоматизированного планирования производства всегда нужно тщательно предусмотреть все моменты и обращаться к профессиональным специалистам по этой области или компаниям, которые этим занимаются, и следует обращаться к проверенным программ, которые показывают наибольшую эффективность.

Список литературы

Планирование производства – фундамент эффективной деятельности предприятия [Электронный ресурс].URL: https://www.kom-dir.ru/article/1572-planirovanie-proizvodstva (Дата обращения: 27.09.2021)

Всё об автоматизированном планировании на производстве [Электронный ресурс].URL: http://arprime.ru/avtomatizacia/sistemy-avtomatizirovannogo-planirovaniya (Дата обращения: 29.09.2021)

Планирование производства на предприятии: описание процесса, цели, задачи, факторы и этапы составления плана производственной программы [Электронныйресурс].URL:https://www.cleverence.ru/articles/biznes/planirovanie-proizvodstva-na-predpriyatii-opisanie-protsessa-tseli-zadachi-faktory/ (Дата обращения: 1.10.2021)

Оперативно-производственное планирование [Электронный ресурс].URL: https://elar.urfu.ru/bitstream/10995/42411/1/978-5-7996-1826-1_2016.pdf#:~:text=Оперативное%20планирование%20—%20это%20процесс,краткосрочных%20действий%20по%20их%20достижению (Дата обращения: 5.10.2021)

Виды планирования [Электронный ресурс].URL: https://studwork.org/spravochnik/buhuchet/vidy-planirovaniya (Дата обращения: 6.10.2021)

Планы предприятия и их виды [Электронный ресурс].URL: https://intuit.ru/studies/courses/3735/977/lecture/14673?page=5 (Дата обращения: 10.10.2021 )

Автоматизация производственного планирования [Электронный ресурс].URL: https://upr.ru/article/avtomatizaciya-proizvodstvennogo-planirovaniya-chast-1-osnovnye-koncepcii-i-metody/ (Дата обращения: 12.10.2021)

Википедия ProjectMate [Электронный ресурс].URL: https://dic.academic.ru/dic.nsf/ruwiki/193926 (Дата обращения: 15.10.2021)

ProjectMate [Электронный ресурс].URL: https://www.projectmate.ru/features (Дата обращения: 15.10.2021)

1С: Предприятие [Электронный ресурс].URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/1С:Предприятие (Дата обращения: 16.10.2021)

SAP R/3 (R3) - IT технологии будущего, работающие уже сегодня [Электронный ресурс].URL: https://asapcg.com/press-center/articles/sap-r3/ (Дата обращения: 18.10.2021)

Easy Projects [Электронный ресурс].URL: https://www.easyprojects.net/ru/ (Дата обращения: 20.10.2021)

Функциональные возможности MS Project [Электронный ресурс].URL: https://studbooks.net/2269254/informatika/funktsionalnye_vozmozhnosti_project (Дата обращения: 22.10.2021)

Microsoft Project [Электронный ресурс].URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Microsoft_Project (Дата обращения: 23.10.2021)

Planior [Электронный ресурс].URL: https://planior.com/?yclid=5669569456256111894 (Дата обращен

ия: 25.10.2021)

Web2Project [Электронный ресурс].URL: https://ru.wikipedia.org/wiki/Web2Project (Дата обращения: 28.10.2021)

Просмотров работы: 736