Особенности развития ERP-систем

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 требова-

ниями 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.2.9 показаны 4 шага модели APS.

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-пла- нирование, 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 кр;п косрочных материальных потребностей. Производственное планирование выполняет также функцию регулирования для более высокого уровня с тем, что-

бы скорректировать сроки и количества при реализации материальных потребностей внутри предприятия и от смежников. Оценка возможности выполнения (available-to-promise — ATP) — 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 производ-

ственного 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 ядро своих систем типа ERP или вступают в кооперацию с ведущими производителями.

Таким образом, концепции MRP-2/ERP постоянно эволюционируют и совершенствуются. В каждый момент времени в них можно выделить, условно говоря, три слоя. В первом слое находятся те методы и средства, которые проверены практикой и закреплены в виде стандартов. Стандарты в первую очередь определяют требования к функциональной насыщенности систем управления, методам и результатам получения отчетности о финансовом состоянии контрактов. Фирмы-производители базовых систем тщательно следуют этим стандартам. Именно по этой причине сравнительный анализ различных базовых систем (особенно крупномасштабных) может потребовать значительных усилий, поскольку на первый взгляд функциональные возможности практически не отличаются.

Второй слой составляют достаточно устойчивые, часто применяемые методы и приемы, которые, однако, не носят обязательного характера. Эти методы и приемы можно обнаружить при более глубоком анализе функциональных структур. В качестве примеров можно привести методологию скользящего планирования в MPS/MRP, алгоритмы образования партий в MRP, правила приоритетов в SFC и многое другое. Этот слой, жестко не регламентируемый, тем не менее представляет собой довольно стройную систему взаимосвязанных идей и методов.

К третьему слою идей и методов MRP-2/ERP следует отнести то новое, что вносят в свои базовые системы фирмы — производители программных продуктов. Реализованные на их основе новые информационные технологии представляют собой «know-how» фирм-азработчиков. Как правило, именно в этом слое можно обнаружить значительные отличия продуктов различных фирм. Некоторые из новых технологий в состоянии оказывать серьезное влияние на эффективность построения крупных информационных систем. К ним относится, например, «Система динамического моделирования» (Dynamic Enterprise Modeling — DEM) фирмы BAAN, которая представляет собой проблемно-ориентированную CASE-технологию проектирования систем управления предприятиями. Наличие мощной инфраструктуры и методологии построения систем способствует достижению высокого уровня эффективности при внедрении систем управления типа MRP-2/ERP на промышленных предприятиях. По некоторым оценкам, внедрение подобных систем способно привести к сокращению запасов до 30%, росту производительности труда до 25%, возрастанию количества заказов, выполненных в срок до 20%.