Новые идеи и методы в ERP

Развитие идей, методов и средств управления производственны­ми системами привело к появлению систем нового поколения, по­лучивших название «продвинутых систем управления» (Advanced Planning and Scheduling System — APS). Их нельзя рассматривать ис­ключительно как новые информационные технологии. Напротив, новые технологии в них используются для реализации новых мето­дов организации и управления производством.

На протяжении 1994—1996 гг. рынок систем ERP развивался вы­сокими темпами. Объем продаж возрастал примерно на 40% в год. Такие темпы считаются необычайно высокими в любой отрасли. В то же самое время объем продаж APS-систем возрастал вдвое бы­стрее. Начинает проявляться тенденция к фундаментальному изме­нению тех концепций управления, на которых строятся современ­ные системы ERP. Многие их этих концепций входят в противоре­чие с требованиями к управлению в динамичных производственных системах. Заказчикам продукции требуются как можно меньшие дли­тельности выполнения заказов в сочетании с высокой точностью выдерживания сроков. Часто эти требования измеряются уже не днями или неделями, а часами и минутами. Кроме того, все отчетливее проявляется такое требование к системам управления, как сочета­ние массового характера производства с индивидуальным исполне­нием изделий (mass customization).

Можно выделить следующие направления, в которых соверша­ется переход от ERP к APS:

• повышение степени детализации при планировании мощнос­тей, что позволяет принимать более обоснованные плановые решения;

• появление новых информационных технологий, позволяющих одновременно повысить степень детализации и решать в ре­альном времени задачи анализа и моделирования;

• включение в системы специальных средств, которые приспо­соблены к работе высшего звена;

• рассмотрение задач с одновременными ограничениями на до­ступные материальные ресурсы и мощности;

• формирование плановых решений одновременно для многих заводов;

• улучшение обратной связи в виде задач учета фактического состояния процессов за счет повышения точности и опера­тивности;

• широкое применение методов оптимизации плановых решений;

• динамический подход к ведению информации о производ­ственных циклах.

Обычно системы APS представляют собой объединение четырех взаимосвязанных процессов. Во всех четырех процессах довольно часто используются одни и те же подходы к планированию, но входные данные и ограничения отличаются. На рис. 19 показаны четыре шага Модели APS.

Рис. 19

Планирование производственной цепочки (Supply Chain Plan­ning — SCP) — это высший уровень системы планирования. Подход к планированию предполагает учет необходимых факторов как внут­ри, так и вне предприятия. Могут включаться такие внешние факто­ры, как мощности смежников и поставщиков, уровень спроса со стороны покупателей продукции, варианты организации транспор­тировки.

С помощью SCP вырабатываются допустимые планы с учетом ограничений на производственные мощности по всей производствен­ной цепочке. Цель данного шага заключается в обеспечении коорди­нации планов и графиков, базирующихся на использовании этих ресурсов.

Планирование деятельности предприятия состоит в том, что биз­нес-планы, производственные мощности и материальные ресурсы оптимизируются с целью удовлетворения рыночного спроса или спроса отдельных заказчиков. На этом уровне рассматриваются ос­новные производственные ресурсы и материальные потребности и вырабатывается допустимый план, который затем улучшается с уче­том других ограничений и целей предприятия. В 'качестве ограниче­ний обычно рассматриваются мощности производства и распреде­лительной сети, доступность материальных ресурсов и других наи­более важных ресурсов, а в качестве целей — степень удовлетворе­ния спроса заказчиков, прибыль, уровень запасов и т. п. Вообще, этот шаг объединяет и оптимизирует выполнение функций, тради­ционно выполняемых модулями ERP верхнего уровня (бизнес-планирование, планирование производства, формирование графика выпуска продукции, расчет потребностей на производственную про­грамму).

Используя полученный ранее план работы предприятия как вход­ной, модуль производственного планирования (Production Schedul­ing) имеет дело с доступными материальными ресурсами, детали­зированной информацией о мощностях и информацией о состоя­нии хода производства для того, чтобы решать задачу календарного планирования, имея главной целью выполнение сроков заверше­ния заказов. В ходе производственного планирования, которое име­ет календарный характер, используются те же самые цели и ограни­чения, что и на предыдущем уровне, но и информация более дета­лизирована. Материальные ресурсы привязаны к конкретным опе­рациям, на которых они используются, чтобы повысить точность определения краткосрочных материальных потребностей. Производ­ственное планирование выполняет также функцию регулирования для более высокого уровня с тем, чтобы скорректировать сроки и количества при реализации материальных потребностей внутри пред­приятия и от смежников.

Оценка возможности выполнения (available-to-promise — АТР) — это средство обеспечения функционирования трех предыдущих уров­ней. Она специально введена в систему, чтобы повысить точность определения обещаемых заказчикам дат выполнения заказов. При решении этой задачи используется информация из имеющегося про­изводственного плана, а также о ресурсах, необходимых для произ­водства уже имеющихся, но не включенных в план заказов. Новая концепция вычисления АТР в реальном времени, то есть на основе не статического, а динамически скорректированного производствен­ного плана, иногда называется задачей о возможности выполнения заказов на основе доступных мощностей (capable-to-promise или capacity-to-promise — СТР).

Системы APS представляют собой сегодня скорее обобщенную модель и модули, чем интегрированные продукты. Они используют­ся совместно с уже имеющимися системами планирования.

В современных системах APS применяется широкий спектр алго­ритмов оптимизации.

Наиболее часто встречаются следующие подходы.

Линейное программирование. Задача оптимизации решается для линейной целевой функции при линейных ограничениях и ограни­чениях на переменные.

Алгоритмы типа случайного поиска. Группа методов, основанная на принципе генерирования, анализа и отбора лучшего варианта плана. При этом лучший текущий план может явиться для следующей итерации базовым, в окрестности которого будет продолжать­ся поиск.

Алгоритмы, основанные на теории ограничений. Теория ограниче­ний представляет собой подход к календарному планированию, в котором сначала строится план для «узкого места» в системе, а за­тем от него для всех остальных элементов системы.

Эвристические алгоритмы. Развитая группа методов, доступная благодаря мощности современных ЭВМ. Это, как правило, алгорит­мы неслучайного поиска, которые заключаются в просмотре пере­менных в положительном и отрицательном направлении с целью улучшить план. При этом активно используется специфика задачи. Одна из особенностей реализации эвристических алгоритмов: фир­мы-производители систем APS часто продают их в виде «черных ящиков», не раскрывая их содержания.

Моделирование и поддержка принятия решений — это одно из основных средств подхода APS, особенно тех, которые ориентиро­ваны на планирование верхнего уровня.

Практически все APS-системы обладают возможностями моде­лирования. Диапазон возможностей широк — от ведения многочис­ленных копий планов для пошагового сравнения до возможности анализа затрат для различных планов. Многие программные систе­мы имеют встроенные панели, которые отображают результаты оп­тимизации и организуют их передачу для имитационного моделиро­вания.

Потенциал систем APS в области моделирования далеко не ис­черпан. Сейчас они ориентированы в основном на поддержку при­нятия тактических решений, связанных с появлением новой про­дукции или новых заказов. Потенциальные возможности распрост­раняются на решения стратегического характера, такие, как строи­тельство новых заводов, объединение предприятий, поведение рынка.

Сегодня многие фирмы-разработчики включают модули APS в ядра своих систем типа ERP или вступают в кооперацию с ведущи­ми производителями.