Инновационные технологии в производстве
Содержание
Введение
Системы автоматизации управления производством
Система MRP (Material Requirements Planning) – планирование потребности в материалах
Система MRP II (Manufacturing Resource Planning) – планирование производственных ресурсов
Система APS (Advanced Planning and Scheduling) – усовершенствованное планирование
Система JIT (Just In Time) – точно в срок
ERP-системы
Заключение
Словарь основных используемых терминов
Список литературы
Введение
ЭВМ прочно вошли в
производственную деятельность, и в
настоящее время нет необходимости
доказывать целесообразность использования
вычислительной техники в системах
управления технологическими процессами,
проектирования, научных исследований,
административного управления, в
учебном процессе, банковских
расчетах, здравоохранении, сфере обслуживания
и т.д. Бурное развитие информационных
технологий за последние десятилетия
обусловлено высокой
Введение систем автоматизации в производстве помогает значительно сократить количество наемных рабочих, отдав предпочтение нескольким специалистам в области информационных технологий, которые будут способны решать большинство проблем производства. В большинстве случаев такой подход позволяет добиться существенной экономии средств, несмотря на высокий уровень зарплат подобных специалистов. По всем показателям автоматизированное производство выигрывает, так что современному специалисту важно не только знать о существовании систем автоматизации, но и уметь с ними работать в совершенстве.
Целью данной работы является
ознакомление с существующими
В ходе работы будут рассмотрены принципы информационных систем по автоматизации производства, а также некоторые программные средства для их реализации. Таким образом, можно будет выделить несколько наиболее удачных и наиболее часто используемых систем на сегодняшний день.
Системы автоматизации управления производством
Успешное производство всегда
зависит от не менее успешного
управления. Именно на плечах управляющих
лежит высокая ответственность
за организацию производственных процессов,
которые будут приносить
Система MRP (Material Requirements Planning) – планирование потребности в материалах
Данная система была разработана в США в 1950-х годах, но только через 25 лет, когда произошел бурный скачок в развитии вычислительной техники, она получила известность и последующее повсеместное распространение. К концу 1980-х годов MRP использовали большинство фирм в США и Великобритании. На сегодняшний день использование системы планирования потребности в материалах не актуально из-за возраста системы, но именно она является базой для большого количества ныне существующих систем автоматизации.
В середине XX века многие производители
сталкивались с достаточно серьезными
проблемами несвоевременной поставки
ресурсов, что приводило к снижению
производственных показателей и
скоплению большого количества материалов
на складах. Главной задачей MRP является
то, чтобы каждый элемент производства,
каждая комплектующая деталь были в
нужное время в нужном количестве.
Это обеспечивается формированием
такой последовательности производственных
операций, которая позволяет соотносить
своевременное изготовление продукции
с заложенным планом выпуска. Такой
подход также призван обеспечить
минимальное количество запасов
на складе. В упрощённом виде исходную
информацию для MRP-системы представляют
календарные планы
• по данным календарного плана производства определяется количество конечных изделий для каждого периода времени планирования;
• к составу конечных изделий добавляются запасные части, не включённые в календарный план производства;
• для календарного плана производства и запасных частей определяется общая потребность в материальных ресурсах в соответствии с ведомостью материалов и составом изделия с распределением по периодам времени планирования;
• общая
потребность материалов корректируется
с учётом состояния запасов для
каждого периода времени
• осуществляется формирование заказов на пополнение запасов с учётом необходимого времени опережения.
Результатом работы MRP-системы
является план-график снабжения материальными
ресурсами производства (потребность
каждой учётной единицы материалов
и комплектующих для каждого
периода времени). Для реализации
план-графика снабжения
Возраст этой системы накладывает
определенные недостатки, которые в
ее рамках решать было нецелесообразно.
Самым главным недостатком MRP-систем
является большой объем обработки
входных данных по сравнению с
объемами информации в целом и
результатами. При стремлении перейти
на частые, но малые заказы, в рамках
MRP-систем вряд ли удастся найти оптимальный
план по расходам на обработку заказов
и транспортировку, так как система
изначально разрабатывалась для
больших предприятий с
Популярным ПО для MRP-систем некогда служил Microsoft Business Solutions-Navision, разрабатываемый с начала 1980-х годов. На сегодняшний день программы комплекс перерос в Microsoft Dynamics NAV, где MRP-модуль является отдельным подключаемым модулем.
Система MRP II (Manufacturing Resource Planning) – планирование производственных ресурсов
На смену системе MRP пришла система планирования производственных ресурсов, названная MRP II, чтобы подчеркнуть связь систем. В новой системе было уделено внимание куда большему числу факторов, что позволило значительно расширить сферу применения и увеличить показатели. Переход от одной системы к другой был вызван не только видимыми недостатки в первоначальной MRP-системе, но и постоянно нарастающими мощностями ЭВМ. С течением времени расчеты более сложных и многоуровневых операций стали возможны на относительно дешевых компьютерах, что послужило возрастающим интересном к постоянным доработкам информационных систем. В отличие от MRP, в системе MRP II производится планирование не только в материальном, но и в денежном выражении, что позволяет охватить куда большее количество всевозможных показателей. MRP II и на сегодняшний день представляет собой метод для эффективного планирования всех ресурсов производственной компании. Некоторые производства до сих пор не отказались от использования схемы MRP II, считая ее оптимальной информационной системой. В идеале, выполняется операционное планирование в натуральных единицах измерения, финансовое планирование в стоимостных единицах измерения, и содержит в себе возможности моделирования для ответа на вопросы «а что будет, если…?». Модель состоит из множества процессов, каждый из которых связан с другими: бизнес-планирование, планирование производства (планирование продаж и операций), разработка главного календарного плана производства, планирование потребности в материалах, планирование потребности в мощностях и системы поддержки контроля исполнения по мощностям и материалам. Результат таких систем интегрируется с финансовыми отчетами, такими как бизнес-план, отчет о соглашениях по закупкам, бюджет отгрузки и прогноз запасов в стоимостном выражении». Как видно, разница между двумя моделями ощутима, так как MRP II оперирует куда большим количеством показателей.
Модель MRP II чувствительна к изменениям спроса в кратковременном периоде, что выгодно отличает ее от предшественницы. Стандарт программного обеспечения системы MRP II включает в себя 16 последовательных функций:
• планирование продаж и производства;
• управление спросом;
• составление плана производства;
• планирование потребностей в сырье и материалах;
• спецификации продукции;
• складская подсистема;
• отгрузка готовой продукции;
• управление производством на цеховом уровне;
• планирование производственных мощностей;
• контроль входа/выхода;
• материально-техническое снабжение;
• планирование запасов сбытовой сети;
• планирование и управление инструментальными средствами;
• финансовое планирование;
• моделирование;
• оценка результатов деятельности.
К преимуществам модели относят снижение запасов, улучшение обслуживания клиентов, приводящее к росту продаж, увеличение производительности труда рабочих, равномерное снижение затрат на закупку, уменьшение сверхурочных работ, уменьшение транспортных затрат по повышенному тарифу.
Система APS (Advanced Planning and Scheduling) – усовершенствованное планирование
Главной особенностью системы
APS является возможность быстрого составления
планов с учётом имеющихся ресурсов
и производственных ограничений (переналадки
оборудования, доступность оснастки,
связи между машинами и др.) и
быстрого перепланирования по заранее
составленным сценариям оптимизации.
Систему APS можно разбить на две
части, которые тесно связаны
с другими информационными
Первая часть метода APS похожа на алгоритм MRP II. Существенное отличие заключается в том, что в системе APS согласование материалов и мощностей происходит не итеративно, а синхронно, что резко сокращает время перепланирования. Системы типа APS позволяют решать такие задачи, как "проталкивание" срочного заказа в производственные графики, распределение заданий с учетом приоритетов и ограничений, перепланирование с использованием полноценного графического интерфейса. Это особенно актуально для позаказного производства, а также в случаях жесткой конкуренции в сроках выполнения заказа и необходимости точного соблюдения этих сроков. Вторая часть метода APS - диспетчеризация производства, с возможностью учета различного рода ограничений, с элементами оптимизации. Функции APS, присущие производственным ERP-системам, пока являются относительно новыми. Тем не менее, считается, что со временем алгоритмы APS станут общепринятыми для многих производственных предприятий.
Основными компонентами системы являются: прогнозирование сбыта и спроса, основной производственный план и общее планирование загрузки производственных мощностей, планирование производства и детальное планирование загрузки производственных мощностей. Первый модуль отвечает за прогнозирование на основе истории системы. Пользователь может вносить свои корректировки в виде условий изменений рынка. В отличие от MRP II, на этом этапе возможно добиться значительного повышения скорости планирования, так как планирование возможно с одновременным учетом ограничений по мощностям и ресурсам. На практике выигрыш во времени зачастую оказывается значителен. Компонент составления производственного плана и планирования нагрузки оказывается полезен при схемах производства «на заказ», «на склад» и при непрерывном производстве. Сравнение данных по производственному плану и данных, полученных в реальном времени, позволяет выявить «узкие места» производства. Так же компонент позволяет произвести сравнение нескольких производственных планов для выявления оптимальной загрузки объектов производства. Третий компонент позволяет учитывать динамику и реальное состояние дел, чтобы формировать календарные графики в соответствии с доступностью ресурсов (оборудование, рабочая сила, хранилища, источники энергии, основные материалы). Оптимизация в системах APS базируется на эвристиках и/или на сложных математических моделях, которые создаются для конкретной отрасли (например, металлургия, прокат — оптимизация изменений толщин листов), конкретного предприятия. При этом тонкая настройка алгоритмов оптимизации может быть осуществлена непосредственно самими пользователями.
APS-системы являются
Одной из наиболее распространенной в мире универсальной системой планирования, полностью отвечающей критериям APS систем является продукт фирмы SAP AG Advanced Planning & Optimization или APO (в настоящее время входящий в состав программного продукта SAP SCM).
Система JIT (Just In Time) – точно в срок
Одной из широко распространенных в мире информационных моделей является модель «точно в срок» (just-in-time, JIT). Основная ее идея заключается в следующем: если производственное расписание задано, то можно так организовать движение материальных потоков, что все материалы, компоненты и полуфабрикаты будут поступать в необходимом количестве, в нужное место (на сборочной линии - конвейере) и точно к назначенному сроку для производства или сборки готовой продукции. Благодаря этому компоненты с предыдущей операции (обработка или доставка от поставщика) попадают в производство тогда и только тогда, когда в них появляется необходимость. В отличие от MRP, рассчитанной на предприятия с масштабным производством, JIT более применим для производства среднего масштаба, где происходит постоянный и непрерывный процесс производства небольших партий, что требует постоянных поставок материалов в небольшом количестве. Плюсом данного подхода можно назвать отсутствие необходимости в страховых запасах и иммобилизующих денежных средствах, но стоит сделать оговорку, что это верно для предприятий среднего и малого уровня. Данная система является успешной альтернативой MRP с определенными условиями. Простота процедур планирования поставок не совместима с крупными производствами, где планирование и контроль процессов производства находится на более высоком уровне, так как в конечном счете это негативно отразится на показателях.
Концепция «точно в срок» тесно связана с составляющими логистического цикла. В идеальном случае материальные ресурсы или готовая продукция должны быть доставлены в определенную точку логистической цепи (канала) именно в тот момент, когда в них есть потребность, что исключает излишние запасы, как в производстве, так и в дистрибьюции. Многие современные информационные системы, основанные на данном подходе, ориентированы на короткие составляющие логистических циклов, а это требует адекватной реакции звеньев информационной системы на изменения спроса и соответственно производственной программы.
Данная модель характеризуется следующими основными чертами:
• минимальными (нулевыми) запасами материальных ресурсов, незавершенного производства, готовой продукции;
• короткими производственными циклами;
• небольшими объемами производства готовой продукции и пополнения запасов (поставок);
• взаимоотношениями по закупкам материальных ресурсов с небольшим числом надежных поставщиков и перевозчиков;
• эффективной информационной поддержкой;
• высоким качеством готовой продукции и сервиса поставок материалов.
Концепция «точно в срок»
способствует усилению контроля и поддержанию
уровня качества продукции в разрезе
всех составляющих структуры производства.
Внедряемые информационные системы, основанные
на данном подходе, связанном с синхронизацией
всех процессов и этапов поставки
материальных ресурсов, производства
и сборки, поставки готовой продукции
потребителям, предполагают высокую
точность информации и прогнозирования.
Этим объясняются, в частности, и
короткие составляющие производственных
циклов. Для эффективной реализации
технологии JIT должны работать с надежными
телекоммуникационными
Развитие некрупных
Основной целью информационной системы JIT II является максимальная интеграция всех логистических функций фирмы для минимизации уровня запасов в интегрированной информационной системе, обеспечение высокой надежности и уровня качества продукции и сервиса для максимального удовлетворения запросов потребителей. Системы, основанные на идеологии JIT II, используют гибкие производственные технологии выпуска небольших объемов готовой продукции группового ассортимента на базе раннего предсказания покупательского спроса.
Ярким примером реализации информационной системы JIT является микро-система KANBAN, ставшая одной из первых попыток практического внедрения концепции «точно в срок».
В этой системе сочетаются особенности системы «точно в срок», в частности, малый размер запаса, и отдельные производственные единицы. Системы наиболее применимы для изделий, выпускаемых в больших объемах на регулярной основе. Они гораздо менее применимы для дорогих или крупных изделий, расходы за хранение которых на складе или доставку велики; системы менее применимы отношении нечасто и нерегулярно используемых изделий или на предприятия обрабатывающей промышленности, которые не делятся на малые производственные единицы.
Микро-система KANBAN ощутимо уменьшает запасы материальных ресурсов на входе и незавершенное производстве на выходе, позволяя выявлять «узкие места» в производственном процессе. Когда проблема решена, объем буферных запасов снова снижается, пока не обнаружится следующее «узкое место». Таким образом, система KANBAN позволяет установить баланс в цепи поставки путем минимизации запасов на каждом этапе.
Практическое использование системы KANBAN, а затем ее модифицированных версий позволяет значительно улучшить качество выпускаемой продукции: сокращается логистический цикл, существенно повышается оборачиваемость оборотного капитала фирм, снижается себестоимость производства, а страховые запасы практически исключаются и значительно уменьшается объем незавершенного производства. Анализ мирового опыта применения микрологистической системы KANBAN многими известными машиностроительными фирмами показывает, что она дает возможность уменьшить производственные запасы на 50%, товарные - на 8% при значительном ускорении оборачиваемости оборотных средств и повышении качества готовой продукции.
Микро-система KANBAN была разработана и впервые в мире реализована фирмой «Тойота». В 1959 году эта фирма начала эксперименты с этой информационной системой и в 1962 году начала процесс перевода всего производства на этот принцип. В основе организации производства фирмы «Тойота» лежит годовой план производства и сбыта автомобилей, на базе которого составляются месячные и оперативные планы среднесуточного выпуска на каждом участке, основанные на прогнозировании покупательского спроса (период упреждения — 1 и 3 месяца). Суточные графики производства составляются только для главного сборочного конвейера. Для цехов и участков, обслуживающих главный конвейер, графики производства не составляются (им устанавливаются лишь ориентировочные месячные объемы производства).
ERP-системы
В соответствии со Словарем APICS (American Production and Inventory Control Society), термин «ERP-система» (Enterprise Resource Planning — Управление ресурсами предприятия) может употребляться в двух значениях. Во-первых, это — информационная система для идентификации и планирования всех ресурсов предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета в процессе выполнения клиентских заказов. Во-вторых (в более общем контексте), это — методология эффективного планирования и управления всеми ресурсами предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета при исполнении заказов клиентов в сферах производства, дистрибьюции и оказания услуг.
Аббревиатура ERP используется для обозначения комплексных систем управления предприятием (Enterprise-Resource Planning – планирование - ресурсов предприятия). Ключевой термин ERP является Enterprise – Предприятие, и только потом – планирование ресурсов. Истинное предназначение ERP - в интеграции всех отделов и функций компании в единую компьютерную систему, которая сможет обслужить все специфичные нужды отдельных подразделений.
Самое трудное – построить
единую систему, которая обслужит все
запросы сотрудников
Возьмем, к примеру, обработку
заказа. Обычно, когда клиент делает
заказ, тот начинает долгое путешествие
из одной папки для бумаг в
другую. При этом информация по заказу
попутно попадает то в одну компьютерную
систему, то в другую. Это неспешное
путешествие ведёт к
ERP заменяет старые разрозненные
компьютерные системы по
ERP-система автоматизирует
процедуры, образующие бизнес-
Сотрудники, работающие в
разных подразделениях, видят одну
информацию и могут обновлять
её в своей части. Когда один департамент
заканчивает работу над заказом,
заказ автоматически
Такова роль ERP-системы в идеале. Реальность несколько жестче. Вернемся к тем же папкам для бумаг. Этот процесс может быть и не эффективен, но зато он прост и привычен. Бухгалтерия делает свою работу, склад – свою, и если что-нибудь за стенами отдела не так, это - чужая проблема. C приходом ERP условия работы несколько меняются: теперь продавец не просто ищет клиента, набирая его данные, так как ERP-система делает из обычного продавца управляющего определенного уровня. Продавец переходит от кредитной истории клиента к ситуации на складе. Заплатит ли клиент вовремя? Сможем ли мы вовремя отгрузить? Таких решений продавцы никогда раньше не принимали, а от этих решений зависят клиенты, и зависят другие подразделения компании. И не одним только продавцам приходится проснуться – народ на складе, который раньше держал весь список товаров в голове или на клочках бумаги, теперь должен вводить его в компьютер. Если они не будут делать это регулярно и быстро, продавец скажет клиенту, что товара нет на складе, клиент отправится к другому поставщику, и компания потеряет деньги.
Ответственность, отчетность и унифицированные коммуникации никогда раньше не проверялись так жестко. Многие люди не любят перемены, даже если они нацелены на улучшения, а ERP требует изменения их стиля работы. Вот почему так трудно оценить эффект от ERP. Ценно не столько программное обеспечение, сколько перемены, которые компании должны провести в способах ведения бизнеса. Если просто устанавливать новое программное обеспечение, не изменяя принципов работы, руководство можете не увидеть никакого эффекта вообще. Наоборот, новое программное обеспечение затормозит дело –замена старой программы, которую все знают, новой, неизвестной никому. ERP является результатом сорокалетней эволюции управленческих и информационных технологий.

- Инновационные технологии в профессиональном образовании
- Инновационные технологии в процессе обучения и повышения квалификации персонала на предприятиях индустрии гостеприимства
- Инновационные технологии в ресторанном бизнесе
- Инновационные технологии в России, технопарки и малые инновационные предприятия
- Инновационные технологии в рыбной промышленности
- Инновационные технологии в сельском хозяйстве
- Инновационные технологии в сервисе
- Инновационные технологии в маркетинге
- Инновационные технологии в образовании
- Инновационные технологии в образовательном процессе и их влияние на формирование базовых компетенций
- Инновационные технологии возделывания льна
- Инновационные технологии в отрасли животноводства на примере в СПК “Демброво”
- Инновационные технологии в предприятиях связи
- Инновационные технологии в предпрофильном обучении химии