Начало  |   Аналитика/Публикации  |   e-finance  |   e-business  |   e-payments  |   Форум  |   Cсылки  |   О проекте  |

 

E-business - E-enterprise: современные информационные технологии внутри организации


 

Системы MRP (Material Requirements Planning, планирование потребности в материалах)


Введение

Успешный рост Интернет-экономики открывает для традиционных компаний новые возможности взаимодействия между собой и с конечными пользователями. Однако развертывание электронно-коммерческих проектов не может не затронуть офлайновой стороны бизнеса. Помимо организации Web-присутствия и устройства фронт-офиса, необходимо упорядочить внутренние бизнес-процессы компании, создать надежный бэк-офис:

  • оптимизировать работу подразделений компании, прописать до мелочей функции каждого подразделения, логично организовать взаимодействие;
  • откорректировать внутренние бизнес-процессы так, чтобы они вписывались в электронную коммерцию;
  • увязать внутреннюю систему планирования с электронно-коммерческими системами сбыта и снабжения.

И здесь на помощь приходят системы планирования корпоративных ресурсов (ERP-системы). Различные поколения этих систем возникали как ответ на извечно актуальную потребность достижения конкурентных преимуществ за счет повышения эффективности внутренних бизнес-процессов.

Наша первая публикация касается первого поколения корпоративных информационных систем - систем MRP (Material Requirements Planning, планирование потребностей в материалах). Мы планируем в скором времени поместить в данном разделе обзоры более поздних версий корпоративных информационных систем, а также осветить направления их дальнейшей эволюции, связанные с развитием Интернет и электронной коммерции.

В оглавление 


Методология MRP

MRP-системы - это компьютерные информационные системы поддержки оперативного планирования на предприятии. Внутренние алгоритмы этих систем реализуют методологию Material Requirements Planning (MRP), которая, как следует из названия, связана с управлением товарно-материальными запасами. Она направлена на достижение следующих целей:

  • минимизировать запасы сырья и готовой продукции на складах;
  • оптимизировать поступление материалов и комплектующих в производство и исключить простои оборудования из-за не прибывших вовремя материалов и комплектующих.

В соответствии с этим закупки материалов и комплектующих всего отрезка планирования распределяются по плановым периодам (например, дням), причем объем и время закупок рассчитывают так, чтобы в каждый плановый период на предприятие поступало именно столько материалов и комплектующих, сколько требуется производству в этом плановом периоде.

Таким образом, MRP-системы согласовывают действия сбытовых, снабженческих, складских и производственных структур предприятия:

С точки зрения архитектуры, MRP-системы должны включать в себя функциональный блок и внутреннюю базу данных, а также поддерживать одновременную работу многих пользователей.

В оглавление 


Алгоритм работы MRP-систем


Информация на входе и выходе

Теперь о внутреннем алгоритме работы MRP-систем. Для простоты речь ниже будет идти о дискретном производстве.

Как и всякая компьютерная программа, MRP-система обменивается с окружающей средой входной и выходной информацией:

Вход   Выход
1. Основной производственный план-график

2. Данные о состоянии запасов

3. Состав изделия
MRP-цикл 1. График заказов на закупку/производство
материалов

2. Изменения к графику
заказов на закупку/
производство материалов

MRP-системы используют следующие входные данные.

  • Основной производственный план-график (объемно-календарный план, Master Production Schedule) - документ, в котором расписано, сколько единиц конечного изделия будет производиться в каждый плановый период отрезка планирования.
  • Данные о состоянии запасов (книга учета запасов, Inventory Status File) - документ, максимально полно раскрывающий информацию о каждой учетной единице сырья, материалов, комплектующих, конечных изделий, включающую:
    • общее описание - идентифицирующий код, характеристика, размер, вес и пр.;
    • данные о запасах: единица запаса, расположение, размер запаса, статус (например, находится на руках, на складе, в текущих заказах), оптимальный запас, страховой запас и пр.;
    • данные по закупкам и продажам: единица закупки/продажи, основные поставщики/покупатели, цена, время доставки, реквизиты поставщиков/покупателей, дополнительная информация (например, возможные задержки поставок);
    • данные по производству (например, время производства и стандартная партия) и производственным заказам на закупку.
  • Состав изделия (Bill of Materials File) - документ, содержащий:
    • перечень сырья, материалов и комплектующих (с указанием их количества), необходимых для производства конечного изделия;
    • иерархическое описание структуры конечного изделия.

С технической точки зрения указанные входные данные представляются в виде таблиц внутренней базы данных MRP-системы. MRP-методология предъявляет повышенные требования к входной информации, поэтому данные указанных таблиц должны своевременно обновляться в случае каких-либо изменений.

Результатами работы MRP-системы являются следующие документы.

  • График заказов на закупку/производство материалов и комплектующих (Planned Order Schedule) - документ, расписывающий, какое количество сырья, материалов, комплектующих должно быть заказано в каждый плановый период в течение срока планирования. Этот документ определяет внутрипроизводственный план сборки комплектующих и план внешних закупок.
  • Изменения к графику заказов на закупку/производство материалов и комплектующих (Changes in planned orders) - документ, содержащий корректировки запланированных ранее заказов на закупку/производство комплектующих.

Схема цикла

Ниже на рисунке приведен пример, иллюстрирующий логическую схему MRP-цикла. Собственно MRP-цикл состоит из следующих шагов.

  1. Составляется таблица общих потребностей в материалах и комплектующих. Последовательность ее создания такова.
    • Древовидная структура состава изделия разворачивается в линейный список материалов и комплектующих (1а):
      • узловые элементы различных уровней сборки кодируются - корневому элементу присваивается код 0, элементам самого верхнего уровня сборки - код 1 и т.д. по уровням;
      • если некоторый элемент встречается на различных уровнях, ему присваивается код самого нижнего из этих уровней (и, таким образом, в линейном списке этот элемент встретится только один раз);
      • разузлование состава изделия происходит последовательно по уровням - сначала обрабатывается уровень 0, затем уровень 1, и т.д.

      В приведенном ниже примере изделию A будет присвоен код 0, узлу C - код 1, узлам D и B - код 2. Узел B встречается на более высоком уровне сборки, но учитывается на нижнем уровне.

    • Из книги учета запасов переносятся данные о материалах и комплектующих, необходимых для производства конечного изделия, и, в частности, данные о времени их поставки/производства (1б).
    • Переносятся плановые показатели выпуска конечного изделия из основного план-графика производства (1в).
    • По каждому материалу и узлу для каждого планового периода разворачиваются брутто-потребности; при этом используются данные состава изделия (количество каждого материала/узла, необходимое для производства конечного изделия или промежуточного узла) и информация о времени поставки/производства материалов и комплектующих.

      В приведенном ниже примере брутто-потребность в элементе В во втором плановом периоде (она равна 400) получается так: потребность производства А в элементе В в третьем плановом периоде - 200 элементов (100·2), потребность производства С в элементе В в третьем плановом периоде - тоже 200 элементов. С учетом того, что время поставки/производства элемента В - один плановый период, заказ элемента В записывается во второй плановый период в количестве 400 единиц (200+200). Аналогично рассчитываются остальные ячейки таблицы.

  2. Материалы, не используемые для производства конечного изделия, но присутствующие в текущих заказах, включаются в планирование как отдельный пункт.
  3. По каждому материалу на каждый плановый период считается нетто-потребность. При этом используются данные о состоянии запасов. Нетто-потребность считается по формуле:

    нетто потребность = брутто-потребность - (текущие запасы + активные заказы - страховой запас)

    О страховом запасе. В идеале MRP-система не должна создавать страховых запасов. Однако в реальности случаются непредвиденные и неустранимые срывы поставок материалов. Для поддержания процесса производства в подобных ситуациях создают страховой запас. Его размер определяется заранее компетентными лицами и зависит от конкретных условий производственного процесса.

  4. По ненулевым нетто-потребностям формируется график заказов на закупку/производство материалов и комплектующих. При его создании учитывается время выполнения каждого заказа.
  5. Просматриваются заказы, сгенерированные ранее текущего периода планирования. В случае необходимости система пересчитывает сроки и размер заказа и вносит корректировки в сформированный ранее план-график закупок. Эти изменения автоматически регистрируются в базе данных о состоянии запасов (поскольку создание, отмена или модификация заказа влияет на статус соответствующего ему материала).

Представленная схема работы MRP-цикла очень упрощена. В реальности необходимо учитывать огромный спектр особенностей конкретного производственного процесса (например, широкий ассортимент производимых товаров, конструктивную сложность конечных изделий, территориальную разбросанность складов, регулярные сбои поставок комплектующих). Поэтому MRP-системам приходится просчитывать огромное количество информации, и длительность MRP-цикла может измеряться часами даже на современном уровне развития вычислительной техники.

В оглавление 


Недостатки концепции MRP

Даже такой поверхностный обзор концепции MRP обнаруживает ее "узкие" места.

  • Отсутствие контроля выполнения плана закупок и механизма корректировки этого плана в случае возникновения ситуаций, мешающих его нормальному исполнению. Даже самый совершенный график закупок материалов не может гарантировать, что, например, служащие чего-нибудь в нем не напутают, или что в нужный момент на счету у предприятия будут деньги для оплаты поставок. Поэтому сгенерированные MRP-системой заказы могут оказаться нереализованными, что потребует корректировки сформированного ею плана. Но ни фиксация сбоев в выполнении плана поставок, ни соответствующая корректировка плановых заданий в MRP-систему не заложены. Запускать MRP-цикл заново каждый раз при обнаружении нарушений неэффективно, так как это занимает много времени и требует больших ресурсов.
  • Ограниченный учет производственных факторов. Одно лишь детальное планирование материальных потребностей не может обеспечить эффективное выполнение производственного плана. Необходимо еще оценить, хватит ли для этого производственных мощностей, трудовых и финансовых ресурсов. Помимо этого, для управления себестоимостью продукции (одна из целей разработки MRP-методологии) только материального учета мало: нужно проанализировать и другие факторы производственного процесса.

Недостатки концепции MRP определили направления ее дальнейшего развития. Были созданы новые концепции планирования, так или иначе использующие идеологию MRP: Closed Loop MRP (планирование потребностей в материалах в замкнутом цикле), CRP (Capacity Requirements Planning, планирование потребности в мощностях).

В оглавление 


Направления дальнейшего развития методологии MRP


Closed Loop MRP (планирование потребностей в материалах в замкнутом цикле)

Удешевление компьютеров, доступность систем реального времени и опыт работы с MRP позволили в конце 70-х годов создать расширенную модификацию MRP-систем - системы планирования материальных потребностей в замкнутом цикле.

Термин "в замкнутом цикле" отражает основную особенность новых систем - осуществление обратной связи по состоянию выполнения сформированных планов.

Помимо базовой функции планирования потребности в материалах, Closed Loop MRP-системы содержат дополнительную функцию - контроль фактического состояния производства и выполнения заказов на закупку материалов и комплектующих. Если система выявила значительные нарушения плановых показателей, она инициирует внесение корректив в ранее принятые планы. Модификация старых планов выполняется в режиме "MRP-цикл с учетом чистых изменений". Его отличие от обычного MRP-цикла заключается в том, что обрабатываются только те изменения, которые появились со времени последнего запуска MRP. Это позволяет быстро привести график закупок в соответствие с реальной ситуацией.


CRP (Capacity Requirements Planning, планирование потребности в мощностях)

Концепция CRP возникла в результате распространения принципов MRP на более широкий круг задач, чем управление материалами.

Основная задача методологии CRP - проверить выполнимость основного план-графика с точки зрения загрузки оборудования и, если он выполним, оптимизировать загрузку производственных мощностей.

CRP-модули используют следующую входную информацию.

  • Составленный MRP-модулем график заказов на закупку/производство материалов и комплектующих (Planned Order Schedule).
  • Данные о производственных мощностях - документ, максимально полно раскрывающий информацию о каждом рабочем центре, включающую:
    • общую информацию - идентифицирующий код, название, описание структуры рабочего центра, его мощность и пр.;
    • состав производственного оборудования - список машин и механизмов данного рабочего центра с указанием идентифицирующих кодов, обслуживающего персонала и нормативной мощности;
    • производственные операции, выполняемые в привязке к оборудованию, и требуемое для них рабочее время.
  • Технологическая схема изготовления конечного изделия (Routing Plan) - документ, описывающий все операции, необходимые для изготовления конечного изделия, с указанием для каждой производственной операции:
    • содержания операции;
    • рабочего центра, в котором она должна выполняться;
    • оборудования этого рабочего центра, используемого для выполнения операции;
    • привлекаемого персонала;
    • времени операции в человеко-часах, включая вспомогательное время (например, на переналадку оборудования).

Плановый механизм CRP принципиально похож на плановый механизм MRP. На основе анализа исходной информации CRP-модуль считает необходимые для выполнения производственного план-графика мощности, сравнивает их с имеющимися на предприятии и, в зависимости от результата, формирует на выходе следующие данные.

  • превышения/недостатка производственных мощностей. В этом случае плановикам следует изменить производственную программу и повторить процесс сначала.
  • Если мощностей хватает, составляются следующие документы.
    • План загрузки производственных мощностей - документ, для каждой единицы производственных мощностей показывающий степень ее загрузки в каждый плановый период.
    • План загрузки рабочего персонала - документ, аналогичный предыдущему. Определяет величину занятости каждого производственного рабочего в каждый плановый период.
    • План-график производственных работ - документ, определяющий последовательность и характеристику операций, совершаемых на каждой производственной единице в каждый плановый период. По этому документу впоследствии строится вся работа предприятия по производству конечного изделия. В виду важности документа ниже приведена типовая структура представляемой в нем информации для каждой производственной единицы.

      Список операций для производственной единицы № (название),
      обслуживаемой рабочими (перечень) на (плановый период)
      номер производ- ственного заказа содержа- ние операции номер материала кол-во материала кол-во единиц выпуска кол-во часов обработки
                 

Следует отметить, что, несмотря на близость плановых механизмов, техническая реализация CRP гораздо сложнее, чем реализация MRP. В CRP требуется учесть большее количество параметров: в MRP каждому уровню сборки конечного изделия сопоставляются однородные характеристики - материалы и комплектующие, тогда как в CRP каждому уровню изготовления конечного изделия сопоставляются неоднородные характеристики - операции (различаются, помимо содержания, рабочими центрами, машинами, трудовыми ресурсами, привлекаемыми для их совершения). При этом окончательный результат работы CRP содержит, помимо оценки необходимых мощностей, распределение работ по времени. Это очень ресурсоемкая вычислительная задача.

Объединение принципов MRP, Closed Loop MRP, CRP в рамках единой концепции привело к созданию новой идеологии планирования - MRPII. О ней будет рассказано в следующих обзорах.

В оглавление 

Обратно к разделу "E-enterprise"

 

 

 

 

Design, constructed and supported by Mike.Ramz