Начинаю публиковать статьи, обещанные после «Лин без галстуков - 2013». Первая: короткое описание особенностей построения системы планирования (дискретного) производства: коммерческие APS-алгоритмы vs. SCMo1.

«Продвинутые» коммерческие APS2 состоят, как правило, из 2 частей. Первую условно можно назвать APS–synchronizer’ы, их задача – рассчитать (синхронизированные и оптимизированные) планы по всему «дереву» изделия (далее – СИ  - Состав Изделия) или заказа, и/или для всего производства-снабжения-цепочки поставок. Вторая - APS-scheduler’ы., задача которых – оптимизация по какому-либо критерию прохождения производственных, несвязанных между собой заданий через группу оборудования. Первые, как правило, при планировании рассматривают все ресурсы (материалы, производственные ресурсы,…), вторые, как правило (есть исключения), – только производственные. APS-scheduler’ы под разными названиями выступают в качестве «планировщиков» в MES3-системах.

 

APS–synchronizer

 

Что есть сущность APS-synchronizer’ов? Это – могучие «калькуляторы», которые могут, с теми или иными допущениями, быстро составить детализированный и точный (на момент расчета!) производственный план. Во многих случаях - и с элементами оптимизации по различным критериям. В этом - их большой плюс и возможность их легкой продажи: "вот она, та самая волшебная кнопка, которая будет мне считать реальный (реально выполнимый) план"! Но будет ли?...

Возьмем очередные плюсы APS: не планирует в прошлое, планирует с учетом загрузки ресурсов (люди, машины, инструменты, ...), каждый раз создает реально выполнимый план, и т.п.

А теперь "темная сторона силы". И прежде всего: да, планирует, но какой ценой? Цена:

1) наличие точного пооперационного техпроцесса и точная ресурсная (люди, машины, …);

2) организация точного и оперативного учета (точность – не хуже, чем «до смены»);

3) мощная аппаратная платформа;

4) цена (деньги и трудозатраты на администрирование)...

Плюс условие: APS будет работать только в том случае, если все производство работает по APS-планам.

Далее. Недостатки алгоритма при использовании в реальных условиях:

1) при несоблюдении п 1) выше - неточный план, не попадающий в "окно запуска" - рабочие стоят...

2) при несоблюдении п 2) выше - план сдвигается вправо. И так  - каждый день…

3) многономенклатурное производство сложной продукции и проблемы по п.3. выше – большое время отклика системы.

Плюс, еще интересные особенности:

1) избыточная сложность и «тяжесть» алгоритмов, многократный overkill для большинства прикладных «наших» производственных задач, и при этом, почти полная невозможность решить следующие, «маловажные» задачи;

2) APS не могут жестко резервировать запасы и производственные задания (ожидаемые приходы) за каким-либо головным заказом. При каждом перепланировании APS будет «отнимать» резервы как мощности, так и запасов под заказы, ставшие более приоритетными. Отсюда – чрезвычайно «нервный», постоянно меняющийся план. Более того, в сложном машиностроении/приборостроении, в производстве любят (и это действительно надо, почему – отдельный разговор) жестко резервировать запасы НзП и материалов под конкретные головные изделия (под серийный номер выпускаемой «машины»). Но APS про это не хочет ничего знать;

3) не смотря на то, что большинство дискретных APS - позаказные, при каждом перепланировании они «забывают» про планы прошлого заказа, и строят новый. В жестком позаказном производстве, где нужны жесткие связки заказа от головного изделия до материала это неприменимо;

4) APS строят Мега-точные и оптимизированные планы. Каждый раз – новые. Каждый раз – с «крайней», сдвинутой вправо новой датой выполнения заказа. И если еще ничего не запущено, даже будут показывать отклонения первоначального плана от нового. Но, если многое уже запущено, т.е. есть производственные задания, и среди них есть отстающие, APS почти никак на это не среагирует – даст сигнал запустить новое или сдвинет всю сеть заказа. Не показав, какие и на сколько ПЗ отстают. Для наших «традиционных» и даже уходящих от «традиционности» производств, имеющих склонность выполнять заказ под конец периода это неприемлемо;

5) есть и еще особенности, например: крайне трудно, если вообще возможно с APS реализовать "TOC-MTA" управление, со скользящим расчетом «прогноза» достижения красного уровня общих, "НзП + готовые изделия" запасов;

6) цитируя близко к тексту Голдратта («Необходимо но недостаточно») и отдавая дань уважения Жаринову: из своей жесткости в точности и детализации планирования APS «классно» распространяют локальные «возмущения» на все производство, всю сеть заказов…

7) и еще и еще… Спрашивайте…

Совсем ли APS безнадежны? Нет, также, как и ERP4. С тем условием, что вы будете подходить к APS как к «простому» калькулятору, или, что лучше - почти прямая аналогия, - как к процессору. Если вам нужно собрать компьютер, под определенные условия, вам нужен процессор. Но еще много-много-много чего… И при этом - будьте готовы – потребуется «слегка влезть» в процессор, подправить некоторые особенности алгоритмов под вас…  А это, в случае процессора и весьма квалифицированного сборщика,– практически невозможно. С APS– теоретически возможно, практически - … Но, если знаете, как это сделать (и собрать и «подпилить»), тогда  - удачи (и это без шуток). Если нет – готовьте себе прокрустово ложе APS. А это будет пострашнее, чем «холодная и костлявая рука ERP» «из коробки»…

Чем отличается применяемый нами, Райтстеп подход, реализуемый при построении производственных систем с SCMo? Простотой. Реализовав основные возможности APS (сетевое позаказное планирование, загрузку мощностей, и некоторые другие) и устранив указанные выше недостатки, мы строим концепцию планирования на одновременном существовании в системе двух видов планов: «директивного» («идеальный» «точно вовремя» план) и «расчетного». Которые постоянно сравниваются между собой, с учетом и ситуации в производстве в т.ч., с запущенными производственными заданиями. Таким образом давая производственным руководителям то, чего им больше всего не хватает: не супер-точного плана, но отклонений - «узкие места» как в производстве, так и в «сети» заказа. Наш девиз: «План не должен быть точным, он должен быть достоверным!» И рабочим. Что еще особенного у нас? Интерфейсная часть (экранные формы) и обязательная «подгонка» (иногда и с подгонкой «ядра») алгоритмов расчета под особенности производственной системы предприятия; бОльшая, по сравнению с равнозначными APSскорость вычисления и пр.

Что с таким подходом мы потеряли? Мега-оптимизацию, т.е. составление плана с учетом всех и всяческих, разных-преразных ограничений. Ощутимо это? Пока, и в ближайшей перспективе - нет, т.к. все эти «мелочи» – суть внутрицехового управления. И потом - зачем нам «ловить блох» в пооперационном планировании станочного парка, если выпуск цеха/участка слабо синхронизирован с выпуском остальных «партнеров»? (это, кстати, типичный подход многих продавцов: MES–оптимизация внутрицеховой работы, без оглядки на остальных). А если планы по производственной цепочке синхронизированы, не проще ли управлять «внури цеха» Lean-инструментарием?

 

APS–scheduler

 

Они-же - «машинки» планирования MES. Их место – внутрицеховое планирование. Оно возможно и оправдано тогда и только тогда, когда производственная цепочка синхронизована. В этом случае, при наличии явно выраженных и сложно-планируемых вручную «узких мест» они могут применяться. Прежде всего, для определения последовательности в очереди на обработку перед конкретным участком/станком или последовательными группами оборудования. В силу этого APS–scheduler'ы «начинали свою жизнь» как sequencer’ы

Если у вас позаказное производство, каждый заказ – существенно отличается по параметрам наладки и обработки оборудования, заказов/вариантов прохождения и обработки – много, нельзя заранее задать правила их размещения – да, в этом случае  эта часть APS может вам помочь. С учетом того, что вы готовы заплатить указанную выше цену (не все «особенности» APS–scheduler’ов указаны). И с учетом следующего комментария: если «муда», генерируемая этой частью APS меньше, чем «муда» без его использования. Первая муда – это неизбежное нормативное увеличение циклов выполнения заказа, необходимое для задания «окна оптимизации», в котором scheduler будет по своему усмотрению «тасовать» производственные задания, и, связанный с эти рост НзП; вторая – потери на переналадках, потери пропускной способности узкого места, риск срыва сроков выполнения заказа. В моей практике, в дискретных производствах, крайне редко APS–scheduler необходим. Многие задачи внутрицехового управления решаются примитивными Lean и/или ТОС инструментами, а так-же, «простой», через ИТ методы, визуализацией происходящего.

 

«Непрерывка»

 

Использование «правильных» APS/MES в «непрерывке» («где все течет»), металлургии, пищёвке, и для решения некоторых других узко-специфических задач в производствах, где оборудование (его использование) – критично для процесса – не обсуждается. Они (системы) там должны быть.

 

Сокращения

 

1SCM, SCMo: Supply Chain Management и Supply Chain (Planning) and Monitoring – управление производственными цепочками, Планирование и Мониторинг Производственных цепочек. Набор базирующихся на классической MRP-II концепции  методов и автоматизированных систем, позволяющий планировать производство и закупки синхронно, с учетом существующих и будущих материальных и производственных ресурсов. Как в рамках отдельного предприятия, так и для распределенных систем (производственно-логистических цепочек).

2APS - Advanced Planning and Scheduling, «Продвинутое» Планирование или, ближе к смыслу, синхронное планирование и оптимизация. Класс информационных систем – планировщиков производства и запасов, в которых, вычисляющих планы производства и/или уровни запасов с использованием оптимизационных алгоритмов.

3MES - Manufacturing Execution System, система производственного управления. Класс информационных систем, предназначенных для детального планирования и управления производством, как правило, на уровне оборудования и операций. В ряде случаев с использованием интеграции с оборудованием. Принципиально отличаются для разных типов производства.

4ERP - Enterprise Resource Planning – планирование ресурсов предприятия. Маркетинговый термин и широко определенный класс информационных систем позволяющих интегрировано автоматизировать некоторые области деятельности предприятия, как правило, без областей планирования, бюджетирования, ведения состава изделия и некоторых других.

5MRP-II - Manufacturing Resource Planning, Планирование Производственных Ресурсов – западная 1970х гг прошлого века концепция управления производством и операциями. Планирование производства и запасов в которой выполняется по MRP (Material Requirements Planning) и CRP (Capacity Requirements Planning) алгоритмам.

Комментарии   

#1 Сергей Жаринов 21.02.2014 08:56
Сергей, отличное начало. С нетерпением жду продолжения.