Эффективные бизнес процессы и согласованные модели планирования для машиностроительного холдинга, заводов, цехов и участков на основе компонентов OeBS

• -    учёт спроса в виде заданных минимального и максимального значений единиц выпуска ВС по годам планового горизонта;

• -    учёт действующих программ производства ВС и схем кооперации;

• -    учёт трудоемкости производства ВС на уровне отсеков/крупных агрегатов с учетом запланированного снижения трудоемкости на горизонте планирования;

• -    учёт полезного фонда рабочего времени основного производственного персонала и времени использования оборудования (без разбиения на группы) для отдельных производств в составе предприятий-изготовителей с учетом запланированного наращивания производственных мощностей на горизонте планирования;

• -    использование избытков мощностей производств заводов корпорации;

• -    учёт капитальных затрат на ввод в эксплуатацию новых производственных мощностей и модернизацию оборудования, а также затрат на подготовку производства.

Поставленная задача была решена на основе использования компонента SNO (Стратегическая оптимизация сети) [1] , в котором оптимизация производится с выбором метода решения задачи линейного программирования и эвристического алгоритма.

Результаты оптимизации по выбору авиационной кооперации и рационального типажа в SNO оцениваются по набору KPI (ключевых показателей деятельности), причём возможно сопоставление базового варианта и моделируемых сценариев. На рис.1, для примера, показаны оценки KPI корпорации при полученных оптимальных авиационной кооперации и типаже ВС для базового прогноза спроса и при возможном уровне снижения спроса на региональные типы ВС. В дополнение к гибко формируемым в SNO отчётам, была дополнительно разработана принятая в корпорации отчётность по результатам оптимального расчёта авиационной кооперации программ: авиационная программа, сводный баланс мощностей АПО, баланс мощностей производств АПО.

Рис. 1 . Пример оценок KPI

Обзор задач и новых бизнес-процессов оперативного планирования. Задачи согласованного планирования деятельности заводов, цехов и участков машиностроительного холдинга содержали следующие требования:

• -    расчёт планов межзаводского и заводского уровней с учётом совокупности ограничений по доступности ресурсов (персонал и оборудование) и доступности материалов, включая ПКИ и производимые ТСЕ (технологическая сборочная единица включает все детале-сборочные едини-цыи паспорта сборки), обеспечивающих минимизацию просрочек всех видов независимого спроса с учётом приоритетов;

• -    расчёт единого оперативного плана выпус-ка/сдачи, производства и закупок на основе принятых и прорабатываемых клиентских заказов и прогноза спроса, включая спрос на запчасти, для каждого завода холдинга;

• -    связь каждой записи плана в части производства и закупок с заказ-нарядом на производство комплекса и его ТСЕ;

• -    пооперационное планирование производственных операций для учёта доступности ресурсов и последующего формирования сменносуточных заданий основным производственным рабочим по производственным участкам;

• -    пооперационное планирование потребностей в материалах и комплектующих;

• -    использование основных и альтернативных техкарт и спецификаций, основных и альтернативных ресурсов, основных компонентов и заменителей для улучшения планов;

• -    моделирование интерактивных изменений плана по принципу «что-если» с целью улучшения плана.

Поставленные задачи были решены на основе использования стандартной функциональности компонента ASCP (Расширенное планирование цепочки поставок), в котором расчёт планов с ограничениями и возможной дополнительной оптимизацией по свёртке критериев «доставка в срок», «валовая прибыль», «оборачиваемость запасов» производится на основе комбинации методов программирования с учётом ограничений и линейного программирования, которые дополнены эвристическим алгоритмом и используют декомпозицию оптимизационной задачи.

Приведём перечень новых, по сравнению с системами стандарта MRPII, возможностей планирования при использовании ASCP, которые послужили основой установления эффективных бизнес процессов планирования на предприятиях сложного машиностроения и привели к росту «фактора креативности» [2] в работе плановиков:

• -    сбор данных планирования из системы технологической подготовки производства и ERP систем (включая внешние ERP) для формирования рабочего массива снимка данных, который используется как при расчёте плана, так и при последующем интерактивном перепланировании;

• -    расчет единого плана материальных потоков производимых и закупаемых позиций на основе текущих и прорабатываемых клиентских заказов, а также прогнозов спроса, включая спрос на запчасти, с учётом:

• -    заводов и складов внутренней кооперации машиностроительного холдинга;

• –    основных и альтернативных источников для производимых ТСЕ (собственное производство и на ином заводе холдинга), а также для закупаемых материалов и ПКИ (из списка утверждённых поставщиков);

• –    ограничений по доступности и загрузке ресурсов на заводах;

• –    ограничений по доступности материалов, включая учёт суточной производительности поставщиков материалов и ПКИ;

• -    остатков готовой продукции, полуфабрикатов, материалов и ПКИ на складах;

  – страховых запасов полуфабрикатов, материалов и ПКИ в количестве заданного процента от плановой потребности в данной позиции за определённый скользящий период (не применяется для позиций с высокой стоимостью);

• -    отличного от предыдущего демпфера, -страхового опережения для полуфабрикатов, материалов и ПКИ на заданный срок до расчётной плановой даты спроса на данную позицию;

• –    основных и альтернативных производственных спецификаций и техкарт;

• -    компонентов-заменителей и альтернативных ресурсов производственных операций;

• –    календарных сроков недоступности оборудования;

• –    циклов поставки закупаемых позиций, включая цикл транспортировки от поставщика;

• –    текущего состояния производственных заданий, отгрузок продукции и заказов на закупку;

• –    длительности и массогабаритных ограничений транспортировки.

• -    в результате одного расчета получать единый реальный план выпуска/сдачи, производства и закупок, что радикально сокращает время согласования отдельных планов межзаводского и заводского уровней;

• -    определение производственных планов с

учётом назначенных приоритетов по отдельным строкам клиентских заказов, графиков и прогнозов спроса;

• -    пооперационное планирование использования экземпляров ресурсов и потребления компонентов в производственных заданиях;

• -    просмотр сообщений об исключениях пла-пирования, позволяющих провести экспресс-анализ плана и определить необходимость перепланирования на основе показанных несоответствий в рассчитанном плане;

• -    просмотр записей плана в части производства, закупок, отгрузок, а также загрузки ресурсов в табличном виде и на диаграммах Г анта;

• -    моделирование интерактивных изменений плана по принципу «что-если» и последовательная корректировка плана (с возможностью отказа от сделанных неэффективных корректировок) для устранения выявленных в результате анализа плана исключений планирования и с целью наилучшего выбора плана на этапе его расчета и принятия;

• -    к числу изменяемых данных при оперативном перепланировании в диалоговом и фоновом режимах относятся:

• –    даты и количества во всех видах конечного спроса и соответствующие им приоритеты, а также учёт изменений в графиках и прогнозах спроса;

• –    время недоступности отдельных ресурсов (например, при предварительном планировании сроков ППР оборудования);

• –    количество и время доступности ресурсов (персонал и оборудование) на производственных участках;

• –    количество, даты, альтернативные источники и варианты в записях плана в части производства, закупок и транспортировки;

• –    ввод новых записей плана в части производства, закупок и транспортировки;

• –    закрепление (по срокам для исключения их перепланирования) записей плана в части производства, закупок и транспортировки;

• –    суточная производительность внешних поставщиков (поскольку могла стать ограничением по доступности материалов и ПКИ).

• -    корректировка при выполнении принятого плана по данным неизбежных отклонений факта от плана в режиме интерактивных изменений на диаграмме Ганта, которая производится без необходимости пересчета всего плана для нижеследующего набора изменений в рассчитанном исходном плане:

• –    замена ресурсов в операциях на альтернативные;

• –    закрепление времени выполнения операций и снятие закреплений;

• –    изменение времени начала и завершения операций, в т.ч. графический перенос на диаграмме Ганта;

  – изменение количества доступных единиц ресурсов по часам, дням и сменам.

• - формирование отчетов по результатам расчета и выбора наилучшего плана:

  – месячный план цеха с записями дат запуска и выпуска партий ТСЕ, плановой трудоемкости и наряд-заказа;

  – пооперационный план цеха по участкам с указанием времени начала и завершения обработки, плановой трудоемкости для каждой партии ТСЕ и наряд-заказа.

• -    поэтапная передача записей плана в модуль Производство (включая внешние ERP или MES системы) в виде производственных заданий и в

модуль Закупки (включая внешние ERP) в виде заявок на закупку по мере наступления сроков исполнения производственных заданий и размещения заказов на закупку материалов и ПКИ;

• -    передача рекомендаций о перепланировании заданий и заказов в названные модули ERP системы с учётом допустимости изменений заданий и заказов.

На блок-схеме рис. 2 показаны основные шаги инструкции для специалиста по планированию по работе в промышленной системы OeBS при просмотре записей плана, оценок ключевых показателей деятельности (KPI) и просмотре сообщений об исключениях планирования на этапе расчёта и принятия плана и перед выпуском записей плана (заводского уровня).

Специалист по планированию

— Открыть Рабочее место плановика и просмотреть сообщения об исключениях и KPI для плана. {1}

Специалист по планированию

— Создать один и более новых планов

параметрами планов (3)

Специалист по планированию

Специалист по планированию

> (Г) Действия

> Ключевые показатели

> Горизонтальный

> (Т) Организации

— Сравнить исходный план с t-овыЩи) по KPI и исключениям.

№  ___

> Рабочее место плановика

> Ключевые

— Сформировать отчет о сравнении планов: исходного и наилучшего для

Больше нет -есбхОДИ МОСТИ уменьшать число исключен и й и улучшать KPI?

Специалист по планированию

> (Т) Действия

Специалист по планированию

— Определить какой план наилучший и подготовиться к выпуску записей. (5)

Необходимо улучшить план?

- Приготовиться к выпуску записей

Рис. 2. Анализ плана, KPI и исключений

Обозначения на блок-схеме:

- бизнес процессы

Рабочее место плановика Ключевые показатели (Т) Действия

- навигация в ASCP

- роль пользователя и назначение шага процесса (номер шага)

- логическое условие

На рис. 3 показан пример формы для просмотра оценки KPI «Доставка в срок» и записей плана в папке «Межцеховой план» с расчётными датами запуска и выпуска, размером партии ТСЕ и приоритетом, которые специалист по планированию использует на шаге 1 процесса «Анализ плана, KPI и исключений планирования».

Рис. 3. Пример формы просмотра плана

Инновационный бизнес процесс планирования в ASCP, содержащий интерактивные действия пользователя для улучшения плана на основе сообщений об исключениях планирования и оценок KPI показан на рис. 4. Процесс выполняется во всех случаях, когда специалист по планированию располагает информацией о том, как можно улучшить определённый план межзаводского или заводского уровня. В режиме «Оперативное перепланирование» пользователь последовательно корректирует план с целью наилучшего выбора плана на этапе его расчета и принятия. Если же на шаге 1 процесса специалист по планированию выяснил, какие изменения следует произвести для получения наилучшего плана, то он может сразу перейти к шагу 10 для ввода изменений и затем запустить расчёт в режиме «Пакетное перепланирование». Как видно из приводимой блок-схемы, все шаги этого процесса выполняются в ASCP.

Практические рекомендации.

Необходимо отметить, что практика внедрений ERP систем на предприятиях сложного машиностроения свидетельствует о том, что APS системы планирования выдвигают ряд требований к производственно-технологическим данным сложных технических систем (далее, комплексов), которые ведутся в системах технологической подготовки производства:

• -    полная производственная спецификация готового изделия или поставляемого по кооперации отсека/крупного агрегата должна соответствовать графу дерево, что, возможно, потребует некоторых изменений в паспортах сборки;

• -    сквозные технологические процессы для ТСЕ следует разбить на последовательность из технологических карт цехозаходов, что позволяет выделять в едином плана заводского уровня согласованные по календарным срокам планы цехов основного производства;

• -    варианты последовательности операций для паспортов сборки, при необходимости, отражаются альтернативными техкартами и спецификациями;

• -    каждая производственная операция техкарт ТСЕ может использовать только персонал и оборудование определённого производственного участка, причём APS система при расчёте плана учтёт предусмотренные заимствования ресурсов данным участком;

Улучшение плана

Анализ плана, KPI\ и исключений планирования_

>1 ^B

Специалист по планированию

Специалист по планированию

Просмотреть план и определить, какие изменения моделировать. (1) > Рабочее место плановика

• >    (T) Действия

• >    Ключевые показатели

• >    Горизонтальный план

• >    (T) Организации

Изменить записи поступления, спроса, доступность ресурсов если это необходимо для моделирования и оценки изменений согласно выводам, полученным на шаге #1. (3)

Специалист по планированию

Разового перепланирования достаточно для улучшения плана?

Сохранить изменения в плане.

> (M) Файл > Сохранить

Д

Специалист по планированию

Запустить режим онлайн перепланирования.

Специалист по планированию

Перепланировать в режиме онлайн. (5)

> (M) План > Оперативное перепланирование

• >    (M) План > Запуск оперативного плановика

->

и исключений

\ планирования _/

Рис. 4. Улучшение плана

• -    для двух и более последовательных операций техкарты ТСЕ, при необходимости, назначается признак одновременного завершения или начала операций;

• -    основные ресурсы операций в техкартах ТСЕ, при необходимости, дополняются альтернативными ресурсами;

• -    основные компоненты в спецификациях ТСЕ, при необходимости, дополняются компонентами-заменителями;

• -    потребности в ТСЕ, которые дополнительно производятся для проведения приёмо-сдаточных испытаний (ПСИ) с разрушением, должны быть учтены как потери операции отбора на ПСИ сообразно заданным рациональным партиям ТСЕ и директивным нормам отбора;

• -    для комплексов с единичным типом производства необходимо определить применимость производственно-технологических данных высокоуровневых ТСЕ по номеру единицы.

Основные результаты исследования промышленных систем и их прототипов, созданных на основе компонентов планирования в системе

OeBS – SNO и ASCP, сведены в таблицу 1. Как следует из таблицы, рассмотренные задачи планирования всех уровней используют совокупный спрос, включающий все виды спроса на готовую продукцию и запчасти: клиентские заказы, графики (преддоговорная работа) и прогнозы спроса для корпорации, холдинга и завода, соответственно.

На стратегическом уровне планирования деятельности корпорации/холдинга для оптимального выбора авиационных программ используется наиболее укрупненное разузлование ВС на отсеки/крупные агрегаты и комплекты: двигательных установок, основных видов конструкционных материалов и ПКИ. Результаты стратегического планирования корпорации/ холдинга передаются на уровень межзаводского планирования в виде наборов назначений определённых источников позиций: заводов-производителей готовых изделий и отсеков/агрегатов, поставщиков закупаемых комплектов двигательных установок, материалов и ПКИ.

Таблица 1. Границы задач APS компонентов

Данные спроса	Используемый компонент OeBS	Планируемые позиции	Порядок числа используемых критических ресурсов завода корпорации/ холдинга	Используемые     результаты	Направление использования результатов моделирования/ онлайн перепланирования
Сводный спрос на готовые изделия по годам периода планирования (включая клиентские заказы, графики и прогнозы спроса)	SNO	Готовые изделия и отсеки/а грегаты, производимые в авиационной кооперации программ, а также закупаемые комплекты двигательных уста новок, материалов и ПКИ	10	Потенциальный годовой выпуск готовых изделий, выбор заводов-производителей готовых изделий и отсеков/агрегатов, выбор поставщиков закупаемых комплектов двигательных установок, материалов и ПКИ	Оптимальный выбор: а виационной кооперации программ ОАО "ОАК", рационального типажа комплексов, поста вщиков комплектов двигательных установок, материалов и ПКИ. Сцена рный анализ устойчивости выбранной авиационной кооперации и типажа комплексов при факторах риска.
Клиентские заказы, графики и прогнозы спроса	ASCP	Готовые изделия, отсеки/а грегаты, критические ТСЕ*, критические материалы и ПКИ	10	Запланированные даты выпуска/сдачи готовых изделий, отсеков и а грегатов, даты завершения критических ТСЕ на определённом а виа ционном заводе и даты поставок критических материалов и ПКИ	Расчёт слотов выпуска комплексов определённого типа, уточнение решений: производить отдельные критические ТСЕ на определённом заводе или на ином заводе холдинга/корпора ции, формирова ние графиков поста вок отсеков/а грегатов и критических ТСЕ по авиационной кооперации, а также формирование прогнозов поставок критических материалов и ПКИ для отпра вки поставщикам
Клиентские заказы, графики и прогнозы спроса	ASCP	Готовые изделия, отсеки/агрегаты, ТСЕ, фа нтомные сборки, материалы и ПКИ	100	Сообщения об исключениях для оценки реальности и улучшения пла на определённого завода, плановые заказы и рекомендации по изменению незакреплённых зада ний на изготовление готовых изделий, отсеков/агрегатов, ТСЕ и за казов на закупку материалов и ПКИ, а также заказов на транспортировку отсеков/агрегатов и критических ТСЕ из авиационных заводов. Выделенные из единого пла на завода согласованные по срокам текущие производственные планы: по зада ниям для межцехового и по опера циям для цехового уровней.	Единый реальный пла н выпуска/сдачи, производства и закупок определённого завода, который является источником для созда ния и допустимых корректировок производственных заданий, заявок и заказов на закупку материалов и ПКИ, за казов на транспортировку из авиационных заводов. Переда нные новые записи пла на в части производства и корректировки ранее созданных производственных заданий являются основным источником формирования сменно-суточных заданий.

Примечание: * - критическими являются все ТСЕ, которые используют критический ресурс или содержат в себе закупаемый критический компонент

На уровне межзаводского планирования с ограничениями разузлование ВС доходит до уровня критических ТСЕ, материалов и ПКИ. При этом критическими являются все ТСЕ, которые используют ресурс из заданной группы критических ресурсов. В дополнение, назначение признака «критический компонент» для ряда закупаемых материалов и ПКИ приводит к учёту ограничений по доступности ресурсов для всех уровней ТСЕ, которые их содержат.

Результаты межзаводского планирования предназначены для:

• – расчёта слотов (интервалов) выпуска ВС определённого типа;

  – уточнения решений: производить отдельные критические ТСЕ на определённом заводе или на ином заводе холдинга/корпорации;

  – формирования графиков поставок отсе-ков/агрегатов и критических ТСЕ по авиационной кооперации;

  – формирования прогнозов поставок критических материалов и ПКИ для отправки внешним поставщикам.

На уровне заводского планирования с ограничениями разузлование ВС доходит до нижнего уровня: все ТСЕ, фантомные сборки (если используются), материалы и ПКИ. При этом учитываются все ограничения по доступности ресурсов и материалов, включая ТСЕ, материалы и ПКИ с учётом оценок производительности внешних поставщиков, а также циклы и ограничения транспортировки. Результаты планирования заводского уровня предназначены для:

– формирования единого реального плана выпуска/сдачи, производства и закупок определённого завода;

– служат источником для создания и допустимых корректировок производственных заданий, заявок и заказов на закупку материалов и ПКИ, заказов на транспортировку из авиационных заводов кооперации;

– переданные новые записи плана в части производства и корректировки ранее созданных производственных заданий являются основным источником формирования сменносуточных заданий по производственным участкам.

Выводы: практика использования компонентов SNO и ASCP свидетельствует об эффективном решении задач управления цепочкой поставок в условиях расширенной кооперации и о согласованном оперативном управлении производством машиностроительного холдинга на межзаводском, заводском и цеховом уровнях при использовании одних производственнотехнологических данных с разным объемом ограничений по доступности на уровнях:

• -    межзаводской - выделенная группа наиболее критических ресурсов, использующие их ТСЕ и все уровни ТСЕ, содержащие критические материал или ПКИ;

• -    заводской - все экземпляры ресурсов, ТСЕ, материалы и ПКИ.

Понятно, что любой иной способ моделирования деятельности холдинга на межзаводском уровне, использующий отличные производственно-технологические данные, приводит к несогласованности с планами заводского уровня.