Планирование производства в 1С

В системах комплексной автоматизации производственного учета на базе 1С, наиболее сложными с точки зрения реализации являются задачи расчета себестоимости и планирования процесса производства готового изделия. Ниже мы расскажем о вариантах реализации задач планирования процесса производства продукции в системе 1С ERP Управление предприятием и недавних изменениях в механизмах планирования, добавленных в тиражное решение, начиная с версии 2.2.3.

Общие сведения

Каждая область производства уникальна, и подход к планированию полностью соответствующий требованиям одного производственного процесса может быть совершенно не применимым для другого.

В нашей статье мы рассмотрим подход к планированию характерный для производства технически сложных изделий. Классическим примером области, для которой характерно производство сложных выходных изделий, является тяжелое машиностроение. Именно на этом примере мы и будем изучать подходы к планированию производства готовой продукции, реализованные в 1С ERP.

Рис.1 1С ERP

Проблемы планирования производства технически сложных изделий

Когда речь идет о сложных изделиях, важно определить, что же это такое. Давайте договоримся, что для сложных изделий соблюдаются следующие условия:

1. У изделия сложный состав. Состав таких изделий можно представить в виде дерева, в вершине которого само изделие, которое разбирается на крупные составные части – агрегаты. Каждая из частей в свою очередь разбирается на менее крупные и так далее вплоть до самого основания, где находятся исходные материалы, которые, как правило, не производятся, а закупаются предприятием у сторонних поставщиков. У сложных изделий такое дерево может иметь несколько уровней, а количество узлов может достигать тысяч или даже десятков тысяч штук.
2. У сложных изделий длительные циклы производства (полгода, год).
3. Для сложных изделий характерны долгие сроки поставки материалов. Часть материалов может даже производиться под заказ поставщиками.
4. У сложных изделий сложная техническая документация. Как следствие бывает, что к началу производства изделия документация готова не в полном объеме и может актуализироваться и дополняться в процессе производства готового изделия. На практике это означает, что спецификация изделия может изменяться уже после начала производства.
5. Производство технически сложных изделий, как правило, очень ресурсоемкое, требует существенных трудовых ресурсов, резервирования производственных мощностей, заблаговременного привлечения финансовых ресурсов.

Все вышеперечисленные особенности ставят задачи планирования по важности на самый высокий уровень.

Рис.2 Управление производственным предприятием

Планирование в 1С ERP

В 1С ЕРП планирование связано с двумя подсистемами:

• Подсистема Бюджетирования и планирования 1С ЕРП. Содержит такие инструменты, как Планы (продаж, производства, закупок, сборки), предназначенные в первую очередь для укрупненного, предварительного планирования. В значительной мере эти инструменты позиционируются для прогнозного планирования. Это означает, что мы используем эти инструменты, когда еще нет ярко выраженной потребности в производстве, но мы хотим упредить процесс производства для того, чтобы заранее подготовиться. Прогнозное планирование обычно делается по статистике прошлых периодов или по другим планам.
• Подсистема 1С ЕРП Производство также содержит в себе механизмы планирования, но производственное планирование предназначено исключительно для оперативного планирования и управления процессом производства. Подсистема содержит в себе заказы на производство, этапы производства и график производства как основной инструмент оперативного планирования.

Задачи производственного планирования

Основные задачи, которые стоят перед разработкой и внедрением автоматизированной системы на базе ERP в части планирования производственного процесса:

1. Своевременно обеспечить потребность в материалах:
   • Обеспечить финансы для закупки материалов;
   • Спланировать сроки заказа и закупки материалов;
   • Определить даты поступления материалов на склад компании.
2. Определить потребность в ресурсах, чтобы своевременно обеспечить их доступность в нужный момент.
3. Своевременно запустить процесс производства. Если производство сложное, состоит из большого количества компонентов, чтобы уложиться в нужные сроки выпуска готового изделия важно в правильном порядке запускать производство.

Бесплатная
консультация
эксперта Павел Алексанян Руководитель проектов Спасибо за Ваше обращение! Специалист 1С свяжется с вами в течение 15 минут.

Подход к планированию в версиях 1С ERP до 2.2.3

В более ранних решениях 1С ЕРП (до версии 2.2.3) были следующие варианты решения задач планирования производства:

1. Можно было построить дерево заказов на производство;
2. Можно было построить один большой заказ на производство;
3. Можно было использовать план производства и заказы на производство (но в этом случае необходимо было дублировать и разделять нормативно-справочную информацию, т.е. НСИ).

Вариант №1 Построение дерева заказов на производство

Принцип реализации заключается в формировании множества ресурсных спецификаций, описывающих готовое изделие. Полуфабрикаты описываются как обеспечиваемые (не производимые в процессе), соответственно мы формируем заказы на производство готового изделия последовательно: от заказа на производство готового изделия через заказы на производство полуфабрикатов к заказам на производство узлов, составляющих основу производимых полуфабрикатов.

Рис.3 Дерево заказов на производство

Чтобы получить потребность в материалах, нам придется сформировать все заказы на производство в той последовательности, в которой направлена стрелочка «Формирование документов». При этом хронологическое исполнение пойдет в обратном направлении: мы сперва будет исполнять заказ поставщику, затем делать мелкие детали и так далее до заказа клиента.

К недостаткам такого подхода можно отнести:

1. Нам сначала необходимо сформировать все заказы на производство;
2. Необходимо сформировать этапы производства всех заказов;
3. Необходимо построить график производства всего массива заказов для того, чтобы получить потребность в материалах в разрезе дат использования этих материалов.

Другими словами, даже если мы выстроили дерево заказов (а на практике это могут быть даже не десятки, а сотни и тысячи заказов на производство), нам будет крайне сложно внести изменения в итоговые партии выпуска (планы производства и закупок нам не помогут, их практически невозможно синхронизировать с полученными изменениями на таких объемах). А необходимость изменений на практике возникает регулярно, например, изменилась спецификация в цепочке, внесли изменения в НСИ, что-то поправили, что-то оптимизировали.

Вариант №2. Планирование в рамках одного заказа на производство

При работе по схеме планирования в рамках одного заказа на производство готовой продукции, нам надо описать все изделие с использованием полуфабрикатов, производимых в процессе и всех материалов, т.е. фактически нужно будет создать одну очень большую и сложную ресурсную спецификацию.

В этом случае мы формируем один заказ на производство, который «разузловывается» этапами в полном объеме. В результате вполне может получиться несколько десятков тысяч этапов на производство всех компонент.

Зато сразу при формировании такого заказа и последующем формировании этапов по заказу мы получим искомую потребность в материалах и сможем сразу формировать заказы поставщику.

Недостатки варианта планирования в рамках одного итогового заказа на производство:

1. Наивысшие требования к качеству НСИ. Если мы сформировали огромный заказ на производство, уже начали выполнение заказа, а потом решили изменить часть ресурсных спецификаций, это может привести к печальным последствиям в виде огромных трудозатрат на актуализацию заказа или ошибкам при планировании.
2. Заказ на производство получается крайне громоздкий, выполнение такого заказа может занимать много времени (больше года), заказ включает в себя большое количество этапов, работать с таким заказом крайней некомфортно, а вероятность ошибок велика.
3. Использование планов производства, планов закупок в данной схеме практически бессмысленно.

Вариант 3. Раздельный набор спецификаций для планов и для заказов

Третий подход заключается в разделении ресурсных спецификаций, создаваемых для целей планирования (прогнозного обеспечения материалами) и спецификаций для производственного планирования:

1. Первый набор ресурсных спецификаций используется в планах производства. На основании созданных планов производства формируются планы закупок материалов, на основании которых, в свою очередь, формируются заказы поставщикам.
2. Второй набор ресурсных спецификаций создается с единственной целью – формирование заказов на производство.

Очевидные недостатки третьего варианта планирования производства:

1. Необходимость поддерживать актуальность и непротиворечивость двух комплектов НСИ.
2. Для того чтобы своевременно запустить производство, придется сформировать все заказы на производство, как в первом варианте, а значит, часть сложностей первого варианта реализации применима и для текущего.
3. Обеспечение материалами по такой схеме происходит не обособленно: материалы поступают на склад, под свободный остаток, и система не может гарантировать целевое использование таких материалов.

Дальнейшее развитие системы производственного планирования в 1С ERP начиная с версии 2.2.3

Во всех рассмотренных выше вариантах есть одна общая проблема: практически все планирование происходит с использованием системы управления производством, которая, как мы знаем, в большей степени предназначена для оперативного управления, а подсистема планирования фактически не используется.

В версии 2.2.3 фирма 1С постаралась устранить этот перекос посредством дальнейшего развития функционала системы планирования, добавив в нее новые возможности:

1. Возможность разузловать план производства до покупных материалов сквозь все полуфабрикаты;
2. Возможность планирования по назначению продукции;
3. Возможность в планах производства рассчитать срок запуска производства.

Еще раз вспомним, как раньше работали планы производства: при формировании плана производства указывалась ресурсная спецификация, далее система разузловывала эту продукцию до используемых в спецификации материалов. Например, если у нас есть ресурсная спецификация на готовое изделие, состоящее из нескольких полуфабрикатов (которые, тем не менее, производятся предприятием, а не закупаются), в плане потребления материалов будут именно полуфабрикаты и все, а разузлования до исходных материалов, которые требуются для производства этих полуфабрикатов, не происходит.

Суть доработки по 1С заключается в следующем: система по спецификациям, указанным в плане производства, выявляет материалы, из которых состоит готовая продукция, которые являются на самом деле не материалами, а производимыми полуфабрикатами, и разузловывает такой полуфабрикат дальше по всему дереву, определяя исходные материалы, из которых состоят такие полуфабрикаты. При разузловании система рассчитывает сроки производства (исходя из данных ресурсных спецификаций), а полученный результат сохраняет в плане производства с учетом расчетной датой запуска в производство. При этом потребность в полуфабрикатах из разных периодов может консолидироваться в один выпуск.

Рис.4 План производства, детализированный до исходных материалов

Благодаря этим доработкам в 1С ERP появилась возможность все предварительное планирование реализовать на базе планов производства.

Допустим, если раньше нельзя было заказы клиентов трансформировать в планы производства, теперь такая возможность появилась: можно, получив заказ клиента, сформировать по нему план производства.

План производства разузловывается системой автоматически, на основании данных ресурсных спецификаций, в результате чего в плане производства фиксируется вся необходимая потребность в разрезе дат, а из полученного плана производства уже можно сформировать план закупок материалов.

Дальнейшая работа с планами заключается в исполнении полученных планов: формируются заказы (поставщикам, на производство), далее полученные заказы обрабатываются. Исполнение планов закупок заключается в формировании заказов поставщику, а далее, хронологически по мере наступления сроков запуска, формируются небольшие заказы на производство наших деталей, узлов, агрегатов и так далее, вплоть до заказов на производство готового изделия.

Все оперативное управление строится на простых заказах на производство, которые формируются по мере необходимости, причем источником данных о сроках планирования производства выступают планы производства, т.е. даже отсутствует необходимость использовать график производства.

Рис.5 Использование подсистемы планирования 1С ERP для построения заказов на производство

Преимущества нового подхода к планированию производства продукции через подсистему планирования:

1. Мы получаем более простую структуру документов, используемую в оперативной работе.
2. Как результат: больше гибкости, возможность реагировать на изменения НСИ, приоритетов, ресурсов.
3. Более полное использование подсистемы 1С ERP планирование, например, появляется возможность использовать возможности сценарного планирования.

Прочие доработки 1С ERP 2.2.3, не связанные непосредственно с задачами планирования

В 2.2.3 сделан еще ряд менее масштабных доработок, также нацеленных на решение задач управления производством, в том числе сложным:

1. Уточнение позиционирования заказов, производящих полуфабрикаты по потребности. Ранее, после формирования заказа на производство по потребности и добавления его в очередь заказов, полученный заказ всегда по умолчанию становился в конец очереди. Но такой подход мог приводить к коллизиям, ведь полученный заказ может быть предназначен для обеспечения потребности в полуфабрикатах ранее созданного (а значит стоящего «выше» в очереди) заказа. Такая коллизия приводит к конфликту за ресурсы: заказ, которому для выполнения нужны полуфабрикаты, производимые в рамках более позднего заказа, заблокирует ресурсы, которые нужны для изготовления этого полуфабриката.
2. Теперь система при планировании таких заказов определяет заказы, которые используют производимые полуфабрикаты и правильным образом встраивает его в нужное место очереди заказов, стараясь исключить конфликты за ресурсы.
3. Реализована возможность расчета потребностей в видах РЦ в планах производства без планирования графика по доступности ВРЦ.
4. Для этапов производства добавлена возможность устанавливать правило «Планировать не ранее».
5. Было снято ограничение в нумерации в 2 знака в этапе спецификации.

Полезные курсы по 1С Стань профессионалом в программе 1С:ERP

Обучим профессиональному владению программы на курсе — «Концепция прикладного решения 1С:ERP Управление предприятием 2»

Любой производственный процесс представляет собой совокупность материалов и/или услуг распределённых по этапам возникновения потребностей. На сегодняшний день самыми технологически сложными серийным производством является самолёт, которые содержат в себе до 6 млн деталей. Автомобили до 20 тыс.

В качестве простого примера возьму технологическую операцию прямо из-под руки и разложу чайный пакетик до материальных составляющих. Полученные данные я смоделирую в системе 1С ERP Управлением предприятием 2, версии 2.2, системы 1С Предприятие 8.

Разузлование чайного пакетика

Сразу оговорю допущения:

• я не знаком с фасовочным оборудованием, поэтому наличие тех или иных полуфабрикатов и переделов остаётся на моё усмотрение,
• цены указаны случайным образом,
• я использую разнообразные единицы измерения для обучающих целей их трансформации.

Опишем технологическую карту самого простого варианта, когда все материалы загружаются в одно оборудование (далее усложним), а на выходе — готовый чайный пакет и вторичный выпуск чая второй категории. За оборудованием и загрузкой материалов следит оператор.

Ресурсная спецификация в 1С ERP (одноэтапная)

Ресурсная спецификация в 1С ERP будет выглядеть следующим образом:

• закладка «Выходные изделия»

Описывать таблицу «Продукция по рассчитываемой стоимости» не считаю нужным. Всё понятно. Спецификация указана на 1000 шт. чайных пакетиков. Если выпускается несколько изделий, то можно задать «Долю стоимости» — в какой пропорции соотносить расходы по изделиям при расчёте себестоимости.

В таблице «Побочный и промежуточный выпуск по фиксированной стоимости» указываются, например, отходы. Если представить, что часть чая при расфасовке высыпается вне пакета, и при этом пригодно для повторного использования для продукции более низкого качества, то я должен указать чай чёрный второй категории.

• закладка «Материалы и работы» (на 1000 пакетиков)

Способ получения материала определяет производим или обеспечиваем со склада. Если необходимо всегда производить полуфабрикат, то указывается «Произвести по спецификации».

Значение «Обеспечивать» позволяет анализировать доступные остатки, а если их нет — производить. «Обеспечивать обособлено» использовать закреплённую за ней номенклатуру и партию. Производить полуфабрикаты будем чуть позже.

Статья калькуляции — объект аналитики в разрезе которых ведётся себестоимость продукции.

• закладка «Трудозатраты»

Определяем, что для оператора нормативное время производства 1000 пакетиков составляет 1 час. В виде работ указываем расценку работы, которая будет учитываться в себестоимости.

Экономическая модель предприятия

Итак, с чего начнем? А начнем мы с того, как в обоих решениях описывается экономическая модель предприятия.

В 1С:УПП мы имеем параллельное независимое ведение управленческого и регламентированного учета. Для этого в документах мы указываем соответствие управленческого подразделения и подразделений организации, а также флагами «Отражать в» регулируем, в каком виде учета должны быть отражены документы. Таким образом, производится синхронное параллельное отражение данных в разных видах учета.

Принцип построения в конфигурации 1С:ERP иной. Вся хозяйственная деятельность отражается в рамках оперативного учета. Четко разделяется понятие хозяйственной деятельности и принцип ее финансовой оценки. При этом финансовая оценка может даваться по любым стандартам (РСБУ, МСФО или любые принятые внутренние стандарты предприятия). Причем эта финансовая оценка делается методом отложенного проведения.

Как это сказывается на структуре предприятия? Прежде всего, подразделения и подразделения организаций разделены по решаемым задачам. Организационная структура организаций отражается в списке «Подразделения», этот справочник решается задачи исключительно кадрового учета.

Структура предприятия – используется для оперативного отражения учетных документов в системе и для ведения учета затрат как для целей управленческого, так и бухгалтерского учета. Состав таких подразделений определяется целями управления, поэтому в некотором смысле оперативные и управленческие подразделения образуют единое целое.

В оперативном учете отражаются все операции. Это позволяет управлять предприятием и принимать решения на основе анализа всех данных. Если какую-то операцию необходимо отразить только для целей регламентированного учета, для этого для документов предусмотрены определенные операции, которые в них указываются, и документ отражается только для регламентированного учета. В результате информация по таким документам не повлияет на оперативные управленческие данные.

1С:ERP целесообразно использовать для тех предприятий, где принципы ведения учета для управления и регламентированного учета коррелируются друг с другом.

Отражение торговой деятельности

Немаловажный для любой компании вопрос – отражение торговой деятельности.

В чем же основные отличия?

В 1С:УПП торговая деятельность с контрагентами ведется в рамках контрагента, договора. Взаиморасчеты можно детализировать до заказа, счета на оплату или расчетного документа.

В 1С:ERP введено понятие Партнер (новый справочник). Это справочник холдинговых единиц или группа компаний. Справочник же Контрагенты – это фактически справочник Юр. Лиц. К каждому партнеру можно определить одного или нескольких контрагентов. По партнерам можно отслеживать взаиморасчеты.

Основным инструментом 1С:УПП является заказ покупателя. В рамках заказа можно с помощью отчетов отслеживать объем поставок и сумму задолженности. А при расчетах по расчетным документам – число дней задолженности.

В 1С:ERP возможно отслеживание заказов по состоянию: согласован, утвержден, к отгрузке и т.д. И что важно, появились бизнес-процессы согласования заказов. Расширены механизмы визуализации состояния заказа в списке заказов (пиктограммы отражающие важность заказов, цветовые маркеры, получение расшифровок по заказам нажатием одной кнопки), что позволяет пользователю быстро оценивать ситуацию. Появились удобные механизмы подсказок работы с заказом: если по заказу предусмотрен обязательный аванс, перевести его к выполнению нельзя до регистрации оплаты, соответственно в рабочем месте формирования реализаций данный заказ не отразится. Все это снижает ошибочное формирование документов без соблюдения условий поставки.

В 1С:УПП для отслеживания условия по договору (обязательства реализовать определенную продукцию или произвести продажу на сумму) задание условий производится документом «Условия по договорам», а контроль соответствующим отчетом. Автоматического отслеживания соответствия конкретной реализации условиям или заказу в функционале нет.

В 1С:ERP добавлены новые инструменты – типовое и индивидуальное соглашение. Для партнеров может быть назначено одно условие продажи, единые скидки/наценки, что закрепляется типовым соглашением. И данные показатели будут действовать для всех Юр.лиц (Контрагентов), входящих в холдинг или группу компаний.

Для отдельного контрагента может быть установлено отдельно индивидуальное соглашение.

Реализован механизм контроля соответствия реализации или поставки определенному для партнера или контрагента соглашению. Контроль производится по объему поставки, цене и условиям (аванс, назначенные скидки и т.д.)

В 1С:УПП назначение скидок и наценок можно производить для контрагента, для номенклатуры, или ценовой группы номенклатуры, на объем, по периодам.

В 1С:ERP значительно расширен механизм назначения и расчета скидок/наценок, условий назначения скидок/наценок с помощью механизма вытеснения (одна скидка/наценка вытесняет другую, если наступает условие для ее применения).

Также, многим пользователям очень удобно, что в 1С:ERP реализован механизм загрузки цен из Excel.

Складской учет

В 1С:УПП склады – это обязательный разрез учета. Необходимость ведения учета по характеристикам и сериям задается для каждой номенклатуры. Можно вести ордерный склад (использовать приходный и расходный складской ордер, где кладовщик указывает только контрагента, поступившую/выбывшую номенклатуру и количество, ценовые же показатели оформляются бухгалтерией). Будет или нет использоваться ордерный склад, определяется на предприятии регламентно. Кроме того, решение оформлять или не оформлять ордера принимается в каждом отдельном случае, таким образом системного контроля, что после реализации необходим ордер или при поступлении кладовщик создал ордер – нет.

В 1С:ERP ведение складского учета включается опционально. Таким образом, если на небольшом предприятии не выделяются склады (склад единый), нет необходимости разделять по территориям хранения, то ведение складского учета можно отключить. Это не означает, что отчеты о складских остатках нельзя получить – они формируются штатным образом. В них только нет информации на каком складе этот остаток, т.к. склады не важны.

Сохранено ведение по характеристикам и сериям, но эти параметры задаются для вида номенклатуры. По сериям учет можно вести информативно (справочно, только для выписки документа) или полноценно (с получением остатков по каждой серии).

Ведение ордерной схемы в 1C:ERP включается опционально для каждого склада. Кроме того, можно определить по каким операциям требуются ордера – например, только при списании со склада. У кладовщика выписанный документ реализации является распоряжением на оформление ордера, который отражается в его рабочем столе системы.

Также разделены операции отгрузки с одного склада и принятия на другой склад. Это удобно, когда склады удалены друг от друга и надо понимать, что с одного склада ТМЦ уже отгружены, а на другой склад они еще не поступили.

В 1С:ERP реализован ячеистый склад. Можно вести учет в пределах склада по помещениям и рабочим участкам.

Хранить товар в ячейках можно 2 способами:

• способом справочного размещения – при этом товар учитывается в разрезе склада (помещения), остатки товаров в каждой ячейке не контролируются, определяется только конкретное место хранения товара.
• способом адресного хранения – при этом товаров учитывается в разрезе ячеек, производится контроль товаров в ячейках.

Первый способ позволяет просто быстро найти товар при отгрузке, и ячейку при поступлении. Второй способ нацелен именно на автоматизацию и оптимизацию процессов размещения и отбора товаров с учетом различных стратегий, позволяет контролировать вес, объем, наполненность ячейки и др. параметры.

Организация оперативного управления в производстве

Поскольку системы ERP-класса предназначены, в первую очередь, для решения задач производственных предприятий, то и вопросы, связанные с организацией оперативного управления в производстве, вызывают наибольший интерес. В чем же основные различия 1С:УПП и 1С:ERP?

В 1С:УПП все процессы отталкиваются от структуры изделия. Для использования механизмов планирования обязательно задание в системе спецификации для изготавливаемой продукции. Из-за этого система предъявляет очень высокие требование к детализации НСИ, вплоть до каждой технологической операции, выполняемой на каждом технологическом рабочем центре. Такое подход обеспечивает только строго последовательное выполнение заказа: сначала мы должны выполнить полную разработку технологической документации, и только потом приступить к изготовлению интересующей нас продукции.

В 1С:ERP подход другой. Фактически делается упор на управление производственными процессами. Представлено двухуровневое управление, т.е. межцеховое планирование и управление внутри цеха.

Межцеховое планирование – это определение и планирование выполнения этапов производства, к этому моменту достаточно описать изделия по выполняемым этапам. Для каждого этапа можно указать выходные изделия, материалы и услуги, которые потребуются на этом этапе, а также трудозатраты, которые требуются для его исполнения. Это есть описание производственного процесса. При его описании можно учесть те факторы, которые явно не обозначены в технологической документации, и указать максимально реалистичный по длительности срок исполнения.

А непосредственное выполнение внутри этапа каждой операции делегируется на уровень цеха и детальная технологическая документация по выполнению каждого этапа может выдаваться к началу его выполнения. Это позволяет организовать параллельную работу над изделием, с момента начала производственного процесса дорабатывать технологическую документацию на последующие этапы.

Для управления на уровне цеха появился инструмент – маршрутный лист (для режима производственного учета 2.1) или этап производства (для режима производственного учета 2.2), в котором в пределах этапа выполнения и определяются конкретные выполняемые операции.

График производства в 1С:УПП — это пооперационный график производства, который планируется на непрерывную временную ось. При его создании оценивается доступность рабочих центров. Такой график очень чувствителен к отклонениям, которые могут происходить при фактическом его исполнении, а также предъявляются высокие требования к оперативности обратной связи для организации перепланирования.

В прикладном решении 1С:ERP график производства строится по интервалам. Т.е. планирование производится на дискретную временную ось, которая разбита на интервалы планирования, которые задаются индивидуально для каждого подразделения. Контроль доступности при составлении графика выполняется для рабочих центров и материальных ресурсов. Такой подход означает изначально привнесенную временную избыточность. Однако в совокупности с оперативным отражением выполнения маршрутных листов/этапов производства, где фиксируются отклонения при выполнении этапов, позволяет снизить число случаев, когда требуется перепланирование. Люфт свободы локального диспетчера позволяет выполнить программу в планируемый период.

Материал подготовлен специалистами ERP-Департамента 1С:Апрель Софт

Существует множество различных методологий планирования производства с точки зрения расчета потребностей в выпуске изделий и их компонент. В этом разделе мы кратко охарактеризуем наиболее употребительные концепции, так как это будет способствовать лучшему пониманию предметной области.

В первую очередь, необходимо разделять системы «проталкивающего» и «вытягивающего» типа. Данная классификация определяется принципиальными различиями двух подходов к координации многоэтапного производственного процесса.

Дело в том, что в многоэтапных (иногда говорят – многопередельных) производствах потребность в некотором изготавливаемом изделии приводит к потребности в компонентах – в другом изготавливаемом изделии или исходных материалах. Потребность в компонентах приводит в свою очередь к потребности в других компонентах. И так вниз по иерархической структуре продукта, до исходных материалов. Соответственно, чтобы получить готовую продукцию к требуемой дате – необходимо обеспечить своевременный выпуск компонент. И в обеспечении этой своевременности возможны варианты.

В системе «проталкивающего» типа график производства, как график передачи результатов работ между подразделениями, рассчитывается заранее. Источником потребности в выпуске изделий для каждого подразделения является график производства по предприятию в целом. Диспетчер предприятия как бы поэтапно «проталкивает» изготовление каждой компоненты в назначенный срок – от первого до последнего этапа производства, от подразделения к подразделению. Каждое подразделение при этом вправе полагать, что выполняя свои этапы по глобальному графику, оно своевременно обеспечит своими компонентами другие подразделения. Связываться напрямую с потребителями и поставщиками – смежными подразделениями – в общем случае ему не требуется. К проталкивающему типу относятся такие методологии планирования, как MRP, APS, MES, TOC.

В системе «вытягивающего» типа потребности в выпуске определяются в режиме «on-line» непосредственно подразделениями и рабочими местами – потребителями.

Например, чтобы выпустить определенный компонент изделия в подразделении «N» – ему нужно заранее получить предшествующий компонент от другого подразделения. Диспетчер подразделения сам определяет, когда какие компоненты-материалы ему понадобятся – и сообщает о своей потребности подразделениям-поставщикам. Можно сказать, что выпуск «вытягивается» подразделениями-потребителями компонент из подразделений-поставщиков (которые, в свою очередь, будут потребителями компонент предшествующих этапов – и так до исходных материалов).

Таким образом, источником потребности являются сигналы, передаваемые между подразделениями. В роли сигналов, например, могут быть карточки. Типичный пример использования сигнальных карточек – система «Канбан». В соответствии с сигналами о потребностях, как по командам, подразделения передают результаты своей работы подразделениям-потребителям, от которых получены сигналы. Диспетчер подразделения постоянно держит связь с диспетчерами – смежниками. Такие системы часто называют «Точно в срок» (Just-In-Time), поскольку:

• Сроки всех поставок по предприятию определяются не графиком, рассчитанным заранее, а реальными текущими потребностями, определенными в режиме «on-line».
• Если точно в срок в соответствии с сигналом необходимые компоненты для производства не будут получены – работа потребителя компонент будет остановлена. Поэтому работа такой системы возможна только при поставке компонент точно в срок по сигналу потребителя. И надо сказать, что столь высокие требования на практике делают «вытягивающую» концепцию сложно применимой в существующих на большинстве производств условиях.

Алгоритмы планирования этапов в УП2 базируются преимущественно на «проталкивающих» методиках, поэтому охарактеризуем системы этого класса чуть подробнее.

MRP (Manufacturing resourse Planning)

MRP-система — самый известный и старый тип систем планирования. Используется простой алгоритм расчета графика производства, который заключается в следующем. На вход алгоритма подается график выпуска готовой продукции.

А откуда берется этот исходный график? Он может быть составлен на основе прогнозов отдела сбыта, например, для серийного производства. Или может быть образован предварительными заказами клиентов – для позаказного типа производства. Отметим, что в любом случае в MRP график на входе является «потребностью как намерением»: то есть в некие даты мы хотим изготовить намеченное количество продукции, но еще не факт, что мы точно можем этот график выполнить.

По каждому плановому выпуску продукции (количеству в некоторую дату), определяется по спецификации потребность в компонентах и их количестве, дата (время) потребности. Определяется также подразделение – изготовитель компонент.

Или если компонент закупается, то для него «подразделением-изготовителем” будет служба снабжения.

Далее для подразделения-изготовителя компонента в график записывается выпуск и подача компонента подразделению-потребителю в необходимом количестве в требуемую дату.

Для каждой компоненты в цехе-изготовителе в свою очередь определяются по ее спецификации необходимые для ее изготовления компоненты более нижнего уровня, и планируется аналогично выпуск и подача компонент более нижнего уровня.

Данный процесс разузлования спецификаций выполняется в MRP до тех пор, пока дерево изделия не развернется до закупаемых компонент – материалов.

В процессе разузлования, если имеются данные об операциях по каждой спецификации и потребном времени работы оборудования и персонала, строится график потребностей во времени работы оборудования и персонала. График потребностей можно сравнить с доступным временем и определить, выполним график производства или нет. Если невыполним – то исходный график выпуска продукции «прореживается», то есть заказы клиентов смещаются на более поздние даты, и расчет графика производства выполняется заново. После этого график производства опять выполняется на выполнимость. Может быть выполнено несколько таких итераций, пока график производства не будет выполнимым.

Очевидно, что для исключения большого количества итераций расчета необходимо, чтобы график выпуска продукции изначально соответствовал мощностям производства.

Преимущество стандарта MRP:

• простой алгоритм с прозрачными и понятными результатами.

Недостаток MRP-систем:

• обычно требуется выполнение нескольких итераций (зачастую – множества итераций) для получения выполнимого графика,
• неполная загрузка мощностей согласно графику, в том числе рабочих центров – «узких мест», ограничивающих пропускную способность производства.

APS (Advanced Planning & Scheduling, или «синхронное планирование»)

В отличие от MRP, при APS-планировании сразу в процессе расчета графика производства учитываются те или иные производственные мощности – оборудование, либо оборудование и рабочий персонал. Задания на выполнение операций назначаются только на те смены (дни), где обнаружены свободные производственные мощности. График производства в общем случае содержит расписание работы и переналадок рабочих центров на всех этапах производства, при этом операции в расписании назначаются сразу с учетом фонда доступного времени рабочих центров.

В алгоритме расчета реализуются различные критерии оптимизации – например, минимизация времени переналадки, минимизация времени пролеживания деталей и пр.

APS – алгоритмы поддерживают планирование не только «назад» во времени, но и планирование «вперед». Например, если в процессе расчета расписания выявляется отсутствие доступного времени оборудования для какой-либо операции, находится ближайшее незанятое время в будущем и от него выстраивается расписание операций «вперед» по времени, тем самым определяется дата выпуска готовой продукции по заказу. Таким образом, рассчитывается минимально возможная, реальная дата выполнения заказа.

На схеме показан пример, когда одна из операций для изготовления промежуточного компонента изделия (выделена диагональным штрихом) была бы назначена системой на вторник, чтобы весь последующий производственный цикл позволил выпустить готовую продукцию к намеченному сроку. Однако система сразу при попытке назначения обнаруживает, что необходимое для этой операции оборудование до конца вторника уже занято (показано красным). Поэтому система сдвинет эту операцию вперед на один день (когда рабочий центр уже освободится) – и сама сдвинет вперед и все последующие операции, включая при необходимости и дату выпуска конечного изделия.

В APS-системе все заказы клиентов могут обрабатываться в последовательности в соответствии с приоритетом заказов. Более приоритетные заказы, вставляемые в график производства в первую очередь, в результате первыми захватывают доступные мощности и меньше вероятность, что система передвинет время их выполнения на более поздний срок, чем того требует заказ.

Преимущества APS:

• планирование в соответствии с мощностями производства, что позволяет сразу получить выполнимые планы,
• возможность определить дату выполнения заказа,
• возможность быстрого перепланирования всех расписаний, то есть актуализации графика в соответствии с отклонениями в ходе производства или изменениями в заказах.
• максимальное использование пропускной способности производства, что очень важно, когда именно производство является ограничением бизнеса, а не рыночный спрос.

Недостатки APS:

• необходимость формализации большого количества производственных параметров, так как при недостаточной формализации исполнимость построенного графика является теоретической, а на практике требует постоянной корректировки и перепланирования;
• возможные отклонения от графика в производстве требуют периодического (например, ежесуточного) перепланирования, что приводит к нестабильности графика («нервозности» производства) и периодическому изменению плановых дат выпуска по заказам.

MES (Manufacturing Execution System)

MES предназначены для формирования расписаний работы оборудования и персонала, организации работ и контроля выполнения работ в рамках одного производственного подразделения, например цеха или участка. На вход MES-системы подается график выпуска изделий цехом, обычно сформированный MRP или APS системой. Такие системы работают с минимальными временными интервалами, измеряемыми минутами (иногда – секундами) и данные о фактических событиях – старте и остановке операций собирают в реальном режиме времени.

Соответственно, перепланирование «от достигнутого» может выполняться в любой момент времени с учетом текущей ситуации в цехе.

Применение MES-систем ограничено высокими требованиями к формализации производственных параметров, необходимостью сбора данных с оборудования в режиме реального времени, а также высокой специфичностью алгоритмов, их зависимостью от типа производства и применяемого оборудования. Наиболее работоспособными на практике оказываются MES-системы, интегрированные с технологическим оборудованием.

Внутреннее устройство алгоритмов MES весьма разнообразно, их реализация зависит от конкретного программного продукта, то есть не существует некой универсальной методики расчета графика внутри подразделений; поэтому в данном разделе описание какого-либо MES-алгоритма не имеет смысла.

Вообще следует сказать, что если, например, термин MRP задает определенную методологию, то под термином MES понимается не методология и алгоритмы, а тип систем планирования.

УП2 не претендует на отнесение ее к классу MES, хотя инструменты внутрицехового управления в это решение включены

ББВ («Буфер-барабан-веревка”)

Этот способ планирования базируется на так называемой «Теории Ограничений систем» (ТОС).

В основе метода ББВ лежит допущение, что производство не может быть полностью синхронным – всегда есть рабочие центры – «узкие места», которые ограничивают пропускную способность. Поэтому необходима концентрация на управлении рабочим центром – «узким местом», а остальным рабочим центрам не стоит уделять внимание в той мере, как это делают системы MRP, APS, MES.

Названия элементов ББВ взяты из приводимого создателем Теории Ограничений (Э. Голдрат) примера-иллюстрации: отряд школьников идет в поход, к цели они должны прийти все вместе, скорость продвижения всей колонны при этом определяется скоростью самого медленного участника – ему и выдали барабан, чтобы он задавал темп движения (иначе, если дать барабан тому, кто пошустрее – более медленные участники отстанут, и колонна развалится). «Буфер» и «Веревка» задействованы Голдратом в той же книге в других иллюстрациях.

Рабочий центр — узкое место — называется «Барабаном». Как и в примере Э. Голдрата, барабан «отбивает такт» всего производства, и все остальные рабочие центры должны обеспечивать наиболее эффективную загрузку барабана. Простаивание барабана – это простаивание всего предприятия, поэтому перед барабаном следует поддерживать очередь работ (и запас необходимых для обработки на барабане материалов или полуфабрикатов), чтобы этот рабочий центр был всегда загружен.

Под непрерывностью работы имеется в виду непрерывность на периоде для выполнения одного или нескольких заказов (либо для определенных серийных выпусков). То есть мы не рассматриваем случай, когда на плановом периоде потребности в продукции нет – и соответственно все производство, включая барабан, недозагружено.

Чтобы обеспечить упомянутую выше очередь работ перед барабаном, используется буфер, задающий длительность накопления материалов до барабана. Веревка «связывает» запуск барабана и запуск самой первой операции всего графика. Соответственно, запускающая операция отстоит по времени от барабана на длину веревки.

Важно, что длина веревки не равна, а больше, чем общее время предшествующих барабану операций!

Почему? Это необходимо для защиты барабана от простоев вследствие возможных непредвиденных отклонений на операциях перед ним.

Можно сказать иными словами: параметр «буфер» задает время, за который должны пройти все операции, предшествующие барабану. И при этом буферное время обязательно превышает суммарное время операций до барабана. Чем больше разница между буфером и суммарным временем операций, тем длительнее процесс производства, но тем меньше риск простоя барабана из-за «обнуления» очереди перед барабаном. На практике обычно длина буфера первоначально устанавливается равная утроенному времени операций, а далее подбирается сбалансированная оптимальная длительность буфера.

Для каждого заказа или партии деталей, которые еще не поступили в очередь к барабану, в любой момент времени можно определить «цвет зоны» буфера, в которой находится заказ, партия:

• «Зеленая зона» – партия еще не выбрала время буфера, равное суммарному времени операций. Эта партия не требует внимания.
• «Желтая зона» — партия выбрала суммарное время операций, например, это может быть 1/3 буфера. Такая партия уже требует внимания, так как ее операции запаздывают.
• «Красная зона» — партия выбрала некоторую критичную долю буфера, например 2/3, что означает, что партия требует немедленного вмешательства, в противном случае есть риск, что партия не выйдет к «барабану» вовремя согласно расписанию и появляется риск простоя барабана.

Правило установки длины зеленой зоны, равной суммарному времени операций, весьма условно. Длина зеленой зоны в общем случае должна соответствовать «нормальному» выполнению процесса, который не требует вмешательства диспетчера.

На следующей схеме показано распределение зон в буфере, когда длина буфера равна утроенному суммарному времени операций.

Подход по зонам «светофора» может использоваться без барабана, согласно методике «УББВ» – «Упрощенный буфер-барабан-веревка». В этой методике барабан отсутствует, а буфер занимает весь производственный цикл. По зонам ведется контроль прохождения партии (заказа) всего производственного цикла. В УББВ принимается допущение, что ограничением является потребитель, а мощности производства превышают потребительский спрос. В этом случае основной такт производства задают плановые операции передачи продукции потребителю.

Организация контроля производства по зонам очень удобна, поскольку позволяет сконцентрироваться на проблемах и не обращать внимания на процессы, проходящие в нормальном режиме.

Двухуровневая модель планирования

В продолжение приведенного выше обзора основных концепций – обозначим, до того как погрузиться в детальное рассмотрение УП2, положения двухуровневой модели планирования, также относящейся к базовым концепциям предметной области. Заключается эта модель в том, что на многих предприятиях, особенно в дискретных отраслях производства, можно выделить два уровня управления (и такой подход полностью поддерживается УП2):

1. Верхний уровень. Управление выполнением графика производства, исполнителями которого являются отдельные производственные подразделения. Это управление на межцеховом уровне. Функцию межцехового управления обычно исполняет Производственно-диспетчерский отдел предприятия (ПДО). Формируется график выполнения этапов производства подразделениями, без детализации операций внутри этапа. Ведется координация процессов передачи результатов этапов между подразделениями. При отклонениях от графика – выполняется перепланирование графика, потребители оповещаются о срыве сроков.
2. Нижний уровень. На этом уровне организуется исполнение графика производства в отдельном подразделении – обособленной зоне ответственности диспетчера подразделения (цеха, участка). Для исполнения графика диспетчер формирует Маршрутные листы, которые являются основным объектом управления в подразделении и отображают запланированный этап производства в процессе его исполнения. Диспетчер формирует расписание выполнения Маршрутных листов на Рабочих центрах, организует и контролирует выполнение этого расписания.

В дальнейшем верхний уровень управления (функции диспетчера предприятия) будем называть уровнем «глобального» диспетчера». Нижний уровень (функции диспетчера подразделения) будем называть уровнем «локального диспетчера».

Именно такие термины использованы в УП2, в том числе в документации (хотя далеко не на всех предприятиях они в ходу), во избежание путаницы здесь будем придерживаться их и мы.