Информационные системы управления производством

      Информационные  системы управления производством

Новая экономическая ситуация ставит перед  предприятиями ряд задач, которые  ранее ими не рассматривались. Среди  наиболее важных задач, стоящих перед  промышленными предприятиями в  современных условиях, можно выделить: повышение конкурентной борьбы, требование выпускать продукцию в соответствии с текущими заказами покупателей, а  не с долгосрочными перспективными планами, необходимость оперативного принятия решений в сложной экономической  ситуации, укрепление связей между  поставщиками, производителями и  покупателями.  

В конкурентной борьбе побеждает только тот, кто  быстрее других реагирует на изменения  в бизнесе и принимает более  верные решения. Именно информационные технологии помогают руководителям  промышленных предприятий в решении  этих сложных задач. Страны рыночной экономики имеют большой опыт создания и развития информационных технологий для промышленных предприятий. Одним из наиболее распространенных методов управления производством  и дистрибуции в мире является стандарт MRP II (Manufacturing Resourse Planning), разработанный в США и поддерживаемый американским обществом по контролю за производством и запасами - American Production and Inventory Control Society (APICS). APICS регулярно издает документ "MRP II Standart System", в котором описываются основные требования к информационным производственным системам. Последнее издание этой системы промышленных стандартов вышло в 1989 г. 

Глава 1. Автоматизированные информационные системы 

1.1 История  развития АИС 

1950-1960 годы  характеризовались появлением первых  информационных систем. В эти  годы они были предназначены  для обработки счетов и расчета  зарплаты, а реализовывались на  электромеханических бухгалтерских  счетных машинах. Это приводило  к некоторому сокращению затрат  и времени на подготовку бумажных  документов. 

В 1960-1970 года средства вычислительной техники  получили дальнейшее развитие: появляются операционные системы, дисковая технология, значительно улучшаются языки программирования. Развитие вычислительной техники обусловило появление новых возможностей в  автоматизации различных видов  деятельности, например, подготовки отчетной документации. Изменяется отношение  к информационным системам. Информация, полученная с их помощью, стала применяться  для периодической отчетности по многим параметрам.

В 1970-1980 года информационные системы продолжают активно развиваться. В это время  появляются первые микропроцессоры, интерактивные  дисплейные устройства, технология баз  данных и дружественное по отношению  к пользователю программное обеспечение (средства, позволяющие работать с  программой, не изучая специальных  языков программирования). Эти достижения создали условия для появления  систем бизнес - аналитики (BI). Появились первые системы класса MRP. 

1980-1990 года  характеризовались появлением настольных  персональных компьютеров и резким  скачком производительности, как  оборудования, так и программного  обеспечения. В это время появляются  MRP II и CRM системы. Этот период характеризуются еще и тем, что информационные системы начали претендовать на новую роль в организации: компании открыли для себя, что информационные системы являются стратегическим оружием.

В 1990-2000 годы появился Интернет. С возникновением глобальной сети появилась возможность  получать сразу заказы от клиентов, что способствовало появлению электронной  экономики (e-business). С объединением функций планирования материальных и финансовых ресурсов появились ERP системы, возможности обновления информации через интернет способствовали развитию систем нормативно-справочной информации. Общая цель использования ИТ - обеспечение конкурентоспособности организации. 

Начало  XXI века характеризуется попытками объединить все сложившиеся системы в одну, а так же шагнуть за рамки предприятия к совместному предпринимательству (c-commerce), когда одна АИС используется несколькими предприятиями, что должно способствовать увеличению скорости принятия заказов и отправки продукции потребителю.

1.2 Преимущества  от использования 

При внедрении  компьютерных информационных технологий в организацию преследуется две  взаимосвязанные основные цели:

-сокращение затрат в организации;

-увеличение отдачи, повышение производительности.

Эти эффекты, как правило, достигаются за счет:

1. Повышения  производительности труда. Она  имеет отношение к скорости, стоимости  и качеству выполнения рутинных  задач. Для повышения производительности  труда в организациях применяют  компьютерные системы справочно-нормативной  информации, документооборота, CRM, BI, ERP - позволяющие менеджерам и служащих осуществлять за несколько минут те действия, на которые ещё несколько десятилетий назад требовались дни и недели.

2. Увеличения  конкурентоспособности. Например, в  70-х гг. один крупный дистрибьютор  журналов и газет начал фиксировать  информацию о еженедельных поставках  и возврате печатной продукции  от каждого продавца. После этого  он использовал программу, которая  определяла доход от единицы  площади каждого издания для  каждого продавца, затем - сравнивал  полученные результаты, группируя  их по экономически и этнически  подобным районам. После этого  дистрибьютор сообщал каждому  из продавцов оптимальный для  его района ассортимент изданий.  Это позволило увеличить доход  дистрибьюторам и розничным торговцам.

3. Интегрирования  финансовой информации. Когда руководитель  пытается оценить работу компании, он может увидеть много разных  «версий правды». Финансовый отдел  предоставляет одну версию отчёта  о доходах, отдел продаж - другую. Остальные подразделения могут  показывать свои варианты того, каков их вклад в бизнес. Единая  система создает один окончательный  вариант правды, который не может  никем оспариваться, поскольку все  используют одну систему.

4. Быстрого  обслуживания заказов. В системе  ERP заказ проживает всю свою жизнь - от момента появления, до той минуты, когда товар отгружается клиенту, а бухгалтерия выписывает ему счет. Имея информацию в одной системе, а не «размазанной» по множеству различных приложений, компании легче отслеживать заказ и координировать производство, складирование и отгрузку по всем подразделениям одновременно.

5. Стандартизации  и ускорения процесса производства. Крупные производственные компании, особенно обладающие аппетитом  приобретать и сливаться, часто  обнаруживают, что многочисленные  подразделения компании делают  одно и то же, используя разные  методы и разные компьютерные  системы. ERP-системы приходят со стандартными методами автоматизации определенных шагов производственного процесса. Стандартизация этих процессов и использование единой интегрированной системы экономит время, увеличивает производительность и уменьшает головную боль.

7. Уменьшения  складских запасов. ERP-системы способствуют тому, что производственный процесс протекает более гладко, улучшается процесс исполнения заказа внутри компании. Компания теперь может запасать меньше сырья, необходимого для производства продукта, и хранить меньше готовой продукции на складах. Для того чтобы радикально улучшить всю цепочку поставок, может использоваться специальный модуль SCM (Supply Chain Management - управление цепочками поставок), который сегодня входит в стандартную конфигурацию большинства ERP-систем.

8. Стандартизации  информации по персоналу. В  компаниях с большим количеством  различных бизнес - единиц отделы  кадров часто не имеют единой  унифицированной методики отслеживания  рабочего времени персонала и  работы с ним. Это положение  может исправить HR модуль ERP.

Исходя  из этих преимуществ и выгод, которые  автоматизированные информационные системы  приносят иностранным компаниям, которые  уже не мыслимы без систем ИТ, отечественные организации начинают проявлять значительный интерес к этим системам.

Низкого уровня автоматизации отечественных  производств в настоящее время. В наши дни только 20% всех промышленных организаций имеют хоть какую  то ИТ систему, причём большинству установленных  систем требуется модернизация.

Сокращения  стоимости внедрения системы. Сегодня  норма прибыли для компаний занимающихся внедрением АСУ составляет в среднем 30%. В виду увеличения конкуренции на рынке, особенно с приходом очень крупного игрока - корпорацию Microsoft, которая сразу предложила высокое качество по низкой цене, конечные цены на автоматизацию поползут вниз. 

Совершенствования технологий. В самом ближайшем  будущем готовиться к приходу  на рынок новая технология RFID. Это будет означать замену штрих - кодов на радиочастотные датчики. В настоящее время эта технология уже создана, но дорога, чтобы сейчас же её применить на практике. Когда же она дойдет до потребителя, это скажется не только на работе супермаркетов, но и на управлении ресурсами организации, что потребует внедрение или модернизацию систем. 

1.3 Оценка  эффективности 

Внедрение корпоративных информационных систем, безусловно, положительно влияет на организацию  управления, однако стоят эти системы  дорого, и не всегда вложения в них  окупаются в полном размере. Для  крупных компаний затраты на АИС  исчисляются миллионами долларов США, а для сравнительно небольших  редко когда опускаются меньше чем 50000. По данным отечественных специалистов только для 50% компаний смогли вернуть  потраченные средства на внедрение  систем. 

Оценить же положительный эффект от внедрения  АИС достаточно сложно. Это связано  как и со сложностью подсчета затрат на систему, необходимо учитывать помимо прямых затрат на внедрение множество  косвенных расходов, так и с  определением результата функционирования системы, который выявить очень  непросто. 

Для оценки экономической эффективности инвестиций в АИС Цыгалов предлагает использовать следующие модели: 

оценка  совокупной стоимости владения (ТСО); 

оценка  возврата инвестиций (ROI); 

отдача  активов; 

цена  акционера; 

оценка  единовременных затрат на внедрение  и закупку АИС. 

Концепция общей стоимости владения ИТ была выдвинута Gartner Group в конце 80-х годов. ТСО является ключевым показателем информационных технологий и информационных систем в компании, так как позволяет оценивать совокупные затраты на ИТ, анализировать их и, соответственно, управлять ИТ - затратами для достижения наилучшей отдачи. 

Оценка  совокупной стоимости владения это  методика расчета, созданная чтобы  помочь потребителям и руководителям  предприятий определить прямые и  косвенные затраты и выгоды, связанные  с любым компонентом компьютерных систем. Цель ее применения - получить итоговую картину, которая отражала бы реальные затраты, связанные с  приобретением определенных средств  и технологий, и учитывала все  аспекты их последующего использования. 

Например, когда принимается решение о  приобретении компьютера и при этом используется анализ совокупной стоимости  владения, то высокая цена компьютера может рассматриваться как аргумент в пользу более дешевого варианта. Но если к стоимости компьютера добавить затраты, которые могут возникнуть в процессе его эксплуатация, то может оказаться, что общая сумма  затрат на покупку и эксплуатацию "дешевой" техники оказывается  выше. 

В основу модели ТСО положены две категории  затрат: прямые и косвенные. 

Прямые  расходы включают в себя: 

Косвенные расходы связаны с плохой работой  или проектировании АИС. Это выражается во временной неработоспособности, а так же непроизводительными усилия конечного пользователя системы.капитальные затраты -- аппаратное и программное обеспечение; 

расходы на управление АИС; 

расходы на техническую поддержку; 

расходы на разработку программного обеспечения  внутренними силами; 

расходы на аутсорсинг; 

командировочные расходы; 

расходы на услуги связи. 

Общая стоимость владения информационными  технологиями -- это качественная ключевая характеристика, отображающая экономические аспекты состояния АИС в компании и показывающая эффективность их работы. 

Показатель  совокупной стоимости владения АИС  рассчитывается суммированием всех прямых и косвенных затрат (формула 1): 

TCO = П + К; (1) 

где П - прямые расходы, К - косвенные расходы 

Оценка  возврата инвестиций предполагает расчет коэффициента ROI. Анализ этого показателя рассматривается, как способ продемонстрировать необходимость вложения средств в информационные технологии. 

Для оценки доходной части, как правило, сначала  анализируют те направления бизнеса, те цели, которые нужно достичь  путем внедрения информационного  проекта либо с появлением каких-то новых продуктов, дающих принципиально  новую информацию. Берут измеримые  показатели бизнеса (например, сокращение операционных расходов, поддержка конкурентоспособного состояния, улучшение внутреннего  контроля) и по ним делают оценки эффекта. Далее согласно методике рассчитывается коэффициент возврата инвестиций в  инфраструктуру предприятия по формуле 2: 

ROI = Эф / И; (2) 

где Эф -- эффект от внедрения ИТ; И -- инвестиции в ИТ. 

Отдача  активов - метод, в котором доходы от внедрения АИС сравниваются с  упущенными выгодами. Эффективность  использования капитала оценивается  исходя из ставки альтернативной доходности (например, информационная система  дает большую отдачу, чем вложения в высокодоходные акции). Для этого  рассчитывают коэффициент превышения ставки доходности ИТ над ставкой альтернативной доходности (формула 3): 

К = СдИС / Сдальт; (3) 

где К - коэффициент превышения ставки доходности ИТ над ставкой альтернативной доходности; 

СдИС - ставка доходности информационной системы; 

Сдальт - ставка альтернативной доходности. 

Цена  акционера - метод является перспективным  для применения в промышленности. В недалеком будущем стоимость  акций компаний и привлечение  новых акционеров будет определяться квалифицированностью компании в вопросах электронного бизнеса и широкого использования всех ИТ - услуг, предлагаемых рынком. Собственники компании будут оценивать инвестиции в информационные технологии и ИТ - услуги как вложения в повышение капитализации своих компаний. Тогда актуальной станет оценка эффективности затрат в расчете на привлечение одного акционера и рост стоимости акций. В этих целях производят расчет эффективности инвестиций в ИТ на привлечение одного акционера и коэффициента роста стоимости акции по формулам: 

Эфакц = Эф / (Q1акц - Q0акц) ; (4) 

где Эфакц - эффективность инвестиций в ИТ на привлечение одного акционера; Эф - эффект от внедрения ИТ; Q0акц - количество акционеров до внедрения ИТ; Q1акц - количество акционеров после внедрения ИТ; 

Какц = С1акц / С0акц ; (5)  

где Какц - коэффициент роста стоимости акции; С0акц - стоимость акции до внедрения ИТ; С1акц - стоимость акции после внедрения ИТ. 

Несмотря  на все усилия аналитиков, консультантов  и специализированных изданий, большинство  предпринимателей и управленцев  в России до сих пор интересуются только оценкой единовременных затрат на закупку и внедрение АИС. Основным мотивом для принятия решения  о покупке является стоимость  предложения поставщика - видимые  затраты. В этих целях рассчитывают единовременные затраты на закупку  и внедрение программно-аппаратных комплексов. Здесь не учитываются  расходы, которые могут возникнуть в процессе эксплуатации системы. 

Глава 2. Системы управления ресурсами  на предприятии 

2.1 Эволюция  MRP II 

В последние  десятилетия промышленное производство усложнялось, росли требования клиентов к качеству продукции и уровню обслуживания, сокращалось время  вывода новых продуктов на рынок. Появилась необходимость совершенствования  методологии и технологии управления. Следовало, с одной стороны, систематизировать  существующие подходы, а с другой -- ускорить решение стоящих перед предприятием задач. Возникла необходимость разработки соответствующих стандартов. Одним из них явился стандарт планирования ресурсов предприятия -- MRP II. 

2.1.1 С чего все начиналось 

На первом этапе развития стандарта решалась следующая задача: сформировать календарную  программу потребности в комплектующих  изделиях, сырье и материалах, деталях  и сборочных единицах на основе зарегистрированной потребности в готовой продукции, с учетом наличного складского запаса. В начале 60-х эта задача обрела компьютерное решение, получившее название MRP (Material Requirements Planning) -- планирование потребности в материалах. Термин был введен в употребление Орлицки. Следует отметить, что этот подход использовался на нескольких предприятиях в Европе еще до начала Второй мировой войны, но не в компьютерном варианте. Орлицки же первым осознал возможности вычислительной техники для решения задачи управления производственными запасами. Схема решения задачи приведена на рис. 1 из работы Робина Гудфеллоу. 

Рис. 1. Планирование потребности в материалах (Material Requirements Planning) 

Приведем  входные данные для задачи. 

1) Данные  о потребности в изделиях независимого  спроса: заинтересованность в получении  тех или иных номенклатурных  позиций проявляет непосредственно  потребитель продукции предприятия,  которому эта продукция отгружается.  Примерами таких номенклатурных  позиций могут быть готовые  изделия, запасные части, продаваемые  на сторону полуфабрикаты и  комплектующие и т. п. Потребность  может быть представлена или  прогнозом продаж, или уже имеющимися  в наличии заказами покупателей,  или и тем и другим одновременно. Информация о прогнозах продаж  и заказах на продажу является  основанием для формирования  главного календарного плана  производства (Master Production Schedule, MPS), охватывающего все включаемые в план производства номенклатурные позиции. MPS формируется как в объемном, так и в календарном исполнении. В отечественной терминологии соответствующий документ имеет название «Главный план-график производства». 

2) Данные  о запасах продукции, сборочных  единиц и материалов, а также  информация об открытых заказах.  При решении задачи учитываются  не только запасы готовой продукции,  отгружаемой на сторону, и сырья,  закупаемого у поставщиков, но  и запасы номенклатурных позиций  всех промежуточных стадий производства  продукции (полуфабрикаты собственного  изготовления, сборочные единицы,  узлы и т. п.). 

3) Данные  о составе изделий и нормах  расхода сырья, материалов и  компонентов на единицу измерения  готовой продукции. В теории  MRP эта информация получила название BOM (Bill of Material), что является аналогом отечественного термина -- «спецификация». 

На основании  данной информации формируется описание потребности предприятия в производимых и закупаемых номенклатурных позициях, выраженное в виде календарного плана. MRP формирует два массива сообщений: плановые заказы (planned orders) и рекомендации (action messages). 

Плановые  заказы предлагают размер заказа, дату запуска (release date) и дату выполнения заказа (due date) как результат работы MRP в том случае, когда MRP встречается с наличием нетто-потребности (net requirements). Рекомендации -- это результат работы системы, определяющий тип действий, необходимых для устранения текущих или потенциальных проблем. Примерами рекомендаций в системе MRP могут служить «запустить заказ», «перепланировать заказ», «отменить заказ». 

Явным недостатком на данном этапе развития технологии MRP была невозможность обновить итоговую информацию, получаемую в ходе работы MRP, т. е. подстроиться под изменения, возникающие в случае открытых заказов. Из-за этого первые MRP-системы, как отмечают Ландватер и Грей, называли «запустил и забыл» (launch and forget). Однако возможность обновления очень важна, так как среда, в которой используется MRP, весьма динамична, а частые изменения размеров заказов и сроков их выполнения не являются редкостью. Отсюда вытекает необходимость отслеживать текущее состояние дел. 

Следует учитывать, что в то время преобладал пакетный тип обработки информации на удаленных вычислительных центрах (кустовых или корпоративных). Интерактивные  технологии еще не получили развития, и анализ «а что будет, если...»  практически не проводился. По сути, MRP просто фиксировала ситуацию в «развернутом» виде. 

Отметим, что иногда технологию MRP называют MRP I. 

2.1.2 Переход  к планированию ресурсов 

Очевидно, что по мере совершенствования средств  обработки данных присущие MRP ограничения перестали удовлетворять менеджеров и плановиков. Поэтому следующим шагом стала реализация возможности анализировать загрузку производственных мощностей и учитывать ресурсные ограничения производства. Эта технология известна как CRP (Capacity Requirements Planning). Она представлена на рис. 2. 

Рис. 2. Планирование потребности в мощностях. (Capacity Requirements Planning) 

Для работы механизма CRP необходимы три массива исходных данных. 

1) Данные  о календарном плане производства (MPS), содержащие сведения о производственных заказах. Они являются исходными и для MRP. Стоит отметить, что запуск CRP возможен только после того, как отработало MRP, потому что исходными данными для CRP являются также результаты работы MRP в виде плановых заказов по номенклатурным позициям зависимого спроса, а не только по номенклатурным позициям независимого спроса. 

2) Данные  о рабочих центрах. Рабочий  центр -- это группа взаимозаменяемого оборудования, расположенная на локальном производственном участке. Для организации планирования потребности в мощностях (CRP) и подробного календарного планирования он может рассматриваться как одна производственная единица. Для работы CRP необходимо предварительное формирование рабочего календаря рабочих центров с целью вычисления доступной производственной мощности. 

3) Данные  о технологических маршрутах  изготовления номенклатурных позиций.  В этих документах указываются  все сведения о порядке осуществления  технологических операций и их  характеристиках (технологические  времена, персонал, другая информация). Этот массив данных вместе  с первым формирует план загрузки  рабочих центров. 

CRP информирует обо всех расхождениях между планируемой загрузкой и имеющимися мощностями, позволяя предпринять необходимые регулирующие воздействия. При этом каждому изготавливаемому изделию назначается соответствующий технологический маршрут с описанием ресурсов, требуемых на каждой его операции, на каждом рабочем центре. Следует отметить, что CRP не занимается оптимизацией загрузки, осуществляя лишь расчетные функции по заранее определенной производственной программе согласно описанной нормативной информации. Как MRP, так и CRP -- плановые механизмы, позволяющие получать корректный и реальный план-график производства на основе использования опыта и знаний лиц, принимающих решения. Можно отметить, что налаженная технология MRP/CRP при наличии достаточных вычислительных мощностей позволяет, по сути, осуществлять моделирование ситуации. 

2.1.3 Динамическое  планирование с учетом результатов 

Следующим после MRP/CRP шагом по пути развития стандарта MRP стало создание технологии «Замкнутый цикл MRP» (Closed-loop MRP), предложенной в конце 70-х годов Оливером Уайтом, Джорджем Плосслом и другими. Основная идея данного усовершенствования технологии MRP заключается в создании замкнутого цикла путем налаживания обратных связей, улучшающих отслеживание текущего состояния производственной системы. Дополнительная реализация мониторинга выполнения плана снабжения и производственных операций позволила снять ограничения степени достоверности результата планирования, ранее присущие MRP I, которые существовали из-за невозможности отследить состояние открытых заказов. С добавлением указанных функций к MRP I/CRP был сформирован стандарт «Замкнутый цикл MRP». Отличие MRP I/CRP от Closed-loop MRP хорошо поясняется схемой на рис. 3. 

Рис. 3. Сравнение MRP 1/CRP и «Замкнутого цикла MRP» 

Взглянув  на рис. 3, мы увидим, что в случае с технологией «Замкнутый цикл MRP» в процесс планирования вовлечены только операции, связанные со снабжением и производством, а процессы сбыта (продаж) и финансового учета технологией не задействованы. Планирование продаж и операций (Sales & Operations Planning) в контур MRP I /CRP не входят и приведены лишь для иллюстрации связи MRP I/CRP с вышестоящими уровнями планирования.