СИСТЕМЫ КЛАССА MRPII

Составной частью планирования процесса обучения является адаптация. Адаптацию в АОС можно определить как процесс изменения учебных воздействий на ученика, основанный на его текущей модели, с целью оптимального перевода ученика в требуемое состояние.

Задача адаптации контролирующих воздействий. При организации адаптивного тестирования процесс тестирования можно рассматривать, как эксперимент, который необходимо спланировать таким образом, чтобы при минимальном числе тестовых заданий получить достоверную информацию о знаниях ученика. Более подробно адаптивные модели контроля знаний будут рассмотрены в следующих лекциях.

Адаптация формы представления информации. Основная цель адаптации формы представления информации (управления визуализацией) заключается в том, чтобы определить релевантные текущему профилю ученика объем, сложность и способ визуального представления учебной и иной информации.

Вывод: в рамках модели процесса обучения выделяют модель адаптации, которая призвана обеспечить решение следующих задач:

- принятие решения о необходимости адаптации формы представления информации (т.е. адаптируемости), а также содержания предоставляемой учебной информации или тестовых заданий;

- планирование действий, которые должны быть выполнены системой для реализации требуемой адаптации и индивидуализации обучения, под которым понимается обучение в темпе и на уровне трудности, выбранными самим учеником.

СИСТЕМЫ КЛАССА MRPII

1.1. ПЛАНИРОВАНИЕ ПОТРЕБНОСТЕЙ В МАТЕРИАЛАХ MRP

В начале 60-х гг. в связи с ростом популярности вычислительных систем возникла идея использовать их возможности для планирования деятельности предприятия, в том числе производственных процессов. Необходимость планирования обусловлена тем, что основная масса задержек в процессе производства связана с запаздыванием поступления отдельных комплектующих, в результате чего, как правило, параллельно с уменьшением эффективности производства на складах возникает избыток материалов, поступивших в срок или раньше. Кроме того, вследствие нарушения баланса поставок комплектующих возникают дополнительные осложнения с учетом и отслеживанием их состояния в процессе производства, т.е. фактически невозможно было определить, например, к какой партии принадлежит данный составляющий элемент в уже собранном готовом продукте.

С целью предотвращения подобных проблем, была разработана методология планирования потребности в материалах MRP (Material Requirements Planning).

Реализация системы, работающей по этой методологии,

· позволяет оптимально регулировать поставки комплектующих в производственный процесс,

· контролировать запасы на складе,

· контролировать саму технологию производства.

Главной задачей MRP является обеспечивание гарантии наличия необходимого количества требуемых материалов-комплектующих в любой момент времени в рамках срока планирования наряду с возможным уменьшением постоянных запасов.

Материалами являются сырье и отдельные комплектующие, составляющие конечный продукт.

Статус материала является основным указателем на текущее состояние материала: имеется ли данный материал в наличии на складе, зарезервирован ли он для других целей, присутствует ли в текущих заказах или заказ на него только планируется. Таким образом, статус материала однозначно описывает степень готовности каждого материала быть пущенным в производственный процесс.

Страховой запас материала необходим для поддержания процесса производства в случае возникновения непредвиденных и неустранимых задержек в его поставках.

Потребность в материале в MRP-программе представляет собой определенную количественную единицу, отображающую возникшую в некоторой момент времени в течение периода планирования необходимость в заказе данного материала. Различают понятия полной потребности в материале, которая отображает то количество, которое требуется отпустить в производство, и чистой потребности, при вычислении которой учитывается наличие всех страховых и зарезервированных запасов данного материала. Заказ в системе автоматически создается по возникновению отличной от нуля чистой потребности.

Процесс планирования включает в себя функции автоматического создания проектов заказов на закупку и/или внутреннее производство необходимых материалов-комплектующих. MRP-система оптимизирует время поставки комплектующих, тем самым уменьшая затраты на производство и повышая его эффективность.

Основными преимуществами использования подобной системы в производстве являются:

гарантия наличия требуемых комплектующих и уменьшение временных задержек при их поставке, и, следовательно, увеличение выпуска готовых изделий без увеличения числа рабочих мест и нагрузки на производственное оборудование;

уменьшение производственного брака в процессе сборки готовой продукции, возникающего из-за использования несоответствующих технологии комплектующих;

упорядочивание производства ввиду контроля статуса материалов, позволяющего однозначно отслеживать весь конвейерный путь, начиная от создания заказа на данный материал до его положения в уже собранном готовом изделии. Достигается полная достоверность и эффективность производственного учета.

Основная цель MRP-системы формировать, контролировать и при необходимости изменять моменты заказов таким образом, чтобы все материалы, требуемые для производства, поступали одновременно.

На практике MRP является информационной системой, которую логически можно представить с помощью диаграммы (рис. 1). Здесь отображены основные информационные элементы MRP-системы.

Рисунок 1.1 - Входные элементы и результаты работы MRP-системы

Описание состояния материалов (Inventory Status File) является основным входным элементом MRP-программы. В нем должна быть отражена максимально полная информация обо всех материалах, необходимых для производства конечного продукта. В этом элементе указывается статус каждого материала участвующего в производственном процессе.

Программа производства (Master Production Schedule) представляет собой оптимизированный график распределения времени для производства необходимой партии готовой продукции за планируемый период или диапазон периодов. Сначала создается пробная программа производства, впоследствии тестируемая на выполнимость дополнительным прогоном через CRP-систему (Capacity Requirements Planning), которая определяет достаточно ли производственных мощностей для ее осуществления. Если производственная программа признана выполнимой, то она автоматически формируется в основную и становится входным элементом MRP-системы.

Это необходимо, потому как рамки требований по производственным ресурсам являются прозрачными для MRP-системы, которая формирует на основе производственной программы график возникновения потребностей в материалах. Однако, в случае недоступности ряда материалов или невозможности выполнить план заказов для поддержания реализуемой с точки зрения CRP производственной программы, MRP-система в свою очередь указывает о необходимости внести в нее корректировки.

Перечень составляющих конечного продукта (Bills of Material File) - это список материалов и их количество, требуемое для производства конечного продукта. Таким образом, каждый конечный продукт имеет свой перечень составляющих. Кроме того, здесь содержится описание структуры конечного продукта, т.е. полная информация по технологии сборки. Чрезвычайно важно поддерживать точность всех записей в этом элементе и соответственно корректировать их всякий раз при внесении изменений в структуру и/или технологию производства конечного продукта.

В настоящий момент MRP-системы реализованы на самых разнообразных аппаратных платформах и включены в качестве модулей в большинство финансово-экономических систем.

Цикл работы MRP состоит из следующих основных этапов:

· Система, анализируя принятую программу, определяет оптимальный график производства на планируемый период.

· Материалы, не включенные в производственную программу, но присутствующие в текущих заказах, включаются в планирование как отдельный пункт. На этом шаге, на основе утвержденной программы производства и заказов на комплектующие, не входящие в нее, для каждого отдельно взятого материала вычисляется полная потребность в соответствии с перечнем составляющих конечного продукта.

· На основе полной потребности, учитывая текущий статус материала, для каждого периода времени и для каждого материала вычисляется чистая потребность по указанной формуле. Если чистая потребность в материале больше нуля, то системой автоматически создается заказ на него.

· Все заказы, созданные ранее текущего периода планирования, рассматриваются и в них при необходимости вносятся изменения, чтобы предотвратить преждевременные поставки и их задержки.

Таким образом, в результате работы MRP-программы производится ряд изменений в имеющихся заказах и при необходимости, создаются новые для обеспечения оптимальной динамики хода производственного процесса. Эти изменения автоматически модифицируют описание состояния материалов, так как создание, отмена или модификация заказа, соответственно влияют на статус материала, к которому они относятся. В результате работы MRP-программы создается план заказов на каждый отдельный материал на весь срок планирования, обеспечение выполнения которого необходимо для поддержки программы производства.

Основными результатами MRP-системы являются следующие:

План заказов (Planned Order Schedule) - определяет, какое количество каждого материала должно быть заказано в каждый рассматриваемый период времени в течение срока планирования. План заказов является руководством для дальнейшей работы с поставщиками и, в частности, определяет производственную программу для внутреннего производства комплектующих при наличии такового.

Изменения к плану заказов (Changes in Planned Orders) - представляют модификации к ранее спланированным заказам. Ряд заказов может быть отменен, изменен или задержан, а также перенесен на другой период. Также MRP-система формирует некоторые второстепенные результаты в виде отчетов, целью которых является обратить внимание на «узкие места» в течение планируемого периода, т.е. те промежутки времени, когда требуется дополнительный контроль за текущими заказами, а также чтобы вовремя известить о возможных системных ошибках, возникших при работе программы. Итак, MRP-система формирует следующие дополнительные результаты-отчеты:

Отчет об «узких местах» планирования - предназначен для того, чтобы заблаговременно проинформировать пользователя о промежутках времени в течение срока планирования, которые требуют особого внимания, и в которые может возникнуть необходимость внешнего управленческого вмешательства. Типичными примерами ситуаций, которые должны быть отражены в этом отчете, могут быть непредвиденно запоздавшие заказы на комплектующие, избытки комплектующих на складах и т.п.

Исполнительный отчет - является основным индикатором правильности работы MRP-системы и имеет целью оповещать пользователя о возникших критических ситуациях в процессе планирования, таких, как, например, полное израсходование страховых запасов по отдельным комплектующим, а также о всех возникающих системных ошибках в процессе работы MRP-программы.

Отчет о прогнозах - представляет собой информацию, используемую для составления прогнозов о возможном будущем изменении объемов и характеристик выпускаемой продукции, полученную в результате анализа текущего хода производственного процесса и отчетах о продажах. Отчет о прогнозах также может использоваться для долгосрочного планирования потребностей в материалах.

Таким образом, использование MRP-системы для планирования производственных потребностей позволяет оптимизировать время поступления каждого материала, тем самым значительно снижая складские издержки и облегчая ведение производственного учета.

1.2. ИСТОРИЯ СИСТЕМ MRPII

Метод MRP следует двум важнейшим принципам:

· логике «зависимого спроса», т.е. если есть потребность в конечном изделии, значит есть потребность во всех его компонентах;

· обеспечивать требуемые компоненты как можно позднее, чтобы уровень запасов был минимальным.

Чтобы следовать этим двум принципам, системе требуется большой объем информации. Для расчета потребностей в компонентах нижнего уровня требуется «спецификация» на каждое конечное изделие - по которой определяются компоненты, время начала и завершения работ, этапы производства - и данные о «состоянии запасов» - чтобы определить, сколько требуемых компонентов имеется в запасе и в незавершенном производстве. В результате автоматизированных вычислений очень быстро формируется план потребностей. Этот план потребностей является стержнем в системах MRPII.

В конце 70-х годов, достигнутый уровень развития ВТ, позволил создать систем MRP-систем работающие в замкнутом цикле, которые нашли в настоящее время широкое применение.

Термин замкнутый цикл означает, что функционирование системы происходит с учетом обратной связи от одной функции к другой. Здесь уже другие требования к планированию материалов. Информация передается обратно через вычислительную систему, но при этом никакие действия не предпринимаются. Принятие решения о корректировке плана остается за человеком.

В системе планирования по замкнутому циклу важное значение отводится контролю за ходом выполнения, чтобы, планы на будущее соответствовали тому, что происходило до этого на самом деле.

В 80-x годах принципы MRP в замкнутом цикле были распространены за пределы управления материалами. Планирование производственных ресурсов предполагает планирование всех ресурсов, включая оборудование, людские ресурсы, материальные запасы и денежные средства. Данный метод позволяет воспользоваться преимуществами одной системы всем службам предприятия от отдела сбыта до службы маркетинга, отдела снабжения, финансового отдела, конструкторского отдела, а также на производстве.

Ключевыми возможностями систем MRPII являются обратная связь по фактическому состоянию производства и заказов на закупку, более тщательная проверка выполнимости основного плана производства и внесение изменений в производственный план посредством приблизительного планирования мощности, анализа «что-если» и выполнения алгоритма MRP с учетом частых изменений. MRPII становится главной частью любой интегрированной вычислительной системы на производственных предприятиях.

Таким образом, MRPII системы объединяют процедуры обработки заказов на продажу, бухгалтерского учета, закупок и выписки счетов-фактур с производством на основе одной базы данных реального времени.

В то же время, MRPII системы не контролируют конструкторские разработки, составление сметы, кадры, сбыт и распределение продукции, обслуживание, т.е. подразделения не объединены в одну систему. Этот круг вопросов рассматривался разработчиками систем в 90-х годах, чтобы обеспечить полностью интегрированные системы для управления производственными предприятиями, в основе которых были заложены принципы MRPII, и был реализован в системах ERP.

1.3. СТРУКТУРА MRPII

MRPII Standart System содержит описание шестнадцати групп функций системы:

1. Планирование продаж и производства (Sales and operation planning);

2. Управление спросом (Demand management);

3. Составление плана производства (Master production scheduling);

4. Планирование материальных потребностей (Material requirement planning);

5. Спецификации продуктов (Bill of materials);

6. Управление складом (Inventory transaction subsystem);

7. Плановые поставки (Scheduled receipts subsystem);

8. Управление на уровне производственного цеха (Shop flow control);

9. Планирование производственных мощностей (Capacity requirement planning);

10. Контроль входа/выхода (Input/output control);

11. Материально-техническое снабжение (Purchasing);

12. Планирование распределения ресурсов (Distribution resourse planning);

13. Планирование и контроль производственных операций (Tooling planning and control);

14. Управление финансами (Financial planning);

15. Моделирование (Simulation);

16. Оценка результатов деятельности (Performance measurement).

Рис. 1.2 – Иерархическая последовательность планов в MRPII

Стандартная комплектация MRPII-систем функциональными модулями включает:

1. Планирование развития бизнеса (Составление и корректировка бизнес-плана)

2. Планирование деятельности предприятия

3. Планирование продаж

4. Планирование потребностей в сырье и материалах

5. Планирование производственных мощностей

6. Планирование закупок

7. Выполнение плана производственных мощностей

8. Выполнение плана потребности в материалах

9. Осуществление обратной связи

Модуль планирования развития бизнеса определяет миссию компании: её нишу на рынке, оценку и определение прибылей, финансовые ресурсы. Фактически, он утверждает, в условных финансовых единицах, что компания собирается произвести и продать, и оценивает, какое количество средств необходимо инвестировать в разработку и развитие продукта, чтобы выйти на планируемый уровень прибыли. Таким образом, выходным элементом этого модуля является бизнес-план.

Модуль планирования продаж оценивает (обычно в единицах готового изделия), какими должны быть объем и динамика продаж, чтобы был выполнен установленный бизнес-план. Изменения плана продаж, несомненно, влекут за собой изменения в результатах других модулей.

Модуль планирования производства утверждает план производства всех видов готовых изделий и их характеристики. Для каждого вида изделия в рамках выпускаемой линии продукции существует своя собственная программа производства. Таким образом, совокупность производственных программ для всех видов выпускаемых изделий, представляет собой производственный план предприятия в целом.

Модуль планирования потребности в материалах (или видах услуг) на основе производственной программы для каждого вида готового изделия определяет требуемое расписание закупки и/или внутреннего производства всех материалов комплектующих этого изделия, и, соответственно, их сборку.

Модуль планирования производственных мощностей преобразует план производства в конечные единицы загрузки рабочих мощностей (станков, рабочих, лабораторий и т.д.)

Модуль обратной связи позволяет обсуждать и решать возникающие проблемы с поставщиками комплектующих материалов, дилерами и партнерами. Тем самым, этот модуль собственно и реализует знаменитый «принцип замкнутой петли» (closed loop principle) в системе. Обратная связь особенно необходима при изменении отдельных планов, оказавшихся невыполнимыми и подлежащих пересмотру.

Рисунок 2.3. Взаимодействие модулей в MRPII-системе

На рис. показаны входные и выходные параметры для MRPII-системы. Параметры практически совпадают с параметрами для MRP-системы, но к обычной линейной последовательности операций добавляются две петли обратной связи: петля обратной связи по доступным материалам для производства, и петля обратной связи по доступным производственным мощностям.

Рисунок 1.4 – Входы и выходы MRPII-системы

Важно обратить внимание на функции обратной связи (feedback) в MRPII-системе. Например, если поставщики не способны поставить материалы/комплектующие в оговоренные сроки, они должны послать отчет о задержках, сразу, как только они узнают о существовании этой проблемы. Обычно, стандартная компания имеет большое количество просроченных заказов с поставщиками. Но, как правило, даты этих заказов не отражают в достаточной степени дат реальной потребности в этих материалах. На предприятиях же, управляемых системами класса MRPII, даты поставки являются максимально близкими к времени реальной потребности в поставляемых материалах. Поэтому важно заранее поставить систему в известность о возможных проблемах с заказами. В этом случае система должна сгенерировать новый план работы производственных мощностей, в соответствии с новым планом заказов. В ряде случаев, когда задержка заказов далеко не является исключением, в MRPII-системе задаётся объем минимального поддержания запасов «ненадежных» материалов на складе (safety stock).

В настоящее время, системы MRPII класса прочно входят в жизнь крупных и средних производственных организаций. Основной и эффективной чертой этих систем является возможность планировать потребности предприятия на короткие промежутки времени (недели и даже дни) и осуществлять обратную связь (например, автоматически изменять ранее построенные планы производства при сбоях поставок или поломке оборудования) внося в систему данные о проблемах в реальном времени.

Алгоритм работы MRPII-системы нацелен на внутреннее моделирование всей области деятельности предприятия. Его основная цель - учитывать и с помощью средств обработки информации анализировать все внутрикоммерческие и внутрипроизводственные события: все те, что происходят в данный момент и все те, что запланированы на будущее. Как только в производстве допущен брак, как только изменена программа производства, как только в производстве утверждены новые технологические требования, MRPII-система мгновенно реагирует на произошедшее, указывает на проблемы, которые могут быть результатом этого и определяет, какие изменения надо внести в производственный план, чтобы избежать этих проблем или свести их к минимуму. Разумеется, далеко не всегда реально полностью устранить последствия того или иного сбоя в производственном процессе, однако MRPII-система информирует о них за максимально длительный промежуток времени, до момента их возникновения.

Таким образом, предвидя возможные проблемы заранее, и создавая руководству предприятия условия для предварительного их анализа, MRPII-система является надежным средством прогнозирования и оценки последствий внесения тех или иных изменений в производственный цикл.

Любая MRPII-система обладает определенным инструментарием для проведения планирования. Нижеперечисленные системные методологии являются фундаментальными рычагами управления любой MRPII-системы:

· Методология расчёта и пересчета MRP и CRP планов.

· Принцип хранения данных о внутрипроизводственных и внутрикоммерческих событиях, которые необходимы для планирования.

· Методология описания рабочих и нерабочих дней для планирования ресурсов.

· Установление горизонта планирования (planning horizon) - промежутка времени, на который составляется план на уровне отдельного предприятия.

· Горизонт планирования (planning horizon, time fence (временные рамки)) - период времени, в течение которого система планирования «видит» плановые показатели. Обычно горизонт планирования не выбирается меньше периода оборачиваемости средств или максимальной длительности производства продукции.

Эти методологии и принципы не являются универсальными и определяются исходя из постановки конкретной задачи, применительно к конкретному коммерческому предприятию.

Преимущества использования MRPII:

улучшить обслуживание заказчиков - за счет своевременного исполнения поставок;

сократить цикл производства и цикл выполнения заказа - следовательно, бизнес будет более гибко реагировать на спрос ;

сократить незавершенное производство - работа не будет выдаваться, пока не потребуется «точно ко времени» для удовлетворения конечного спроса;

значительно сократить запасы, что позволит более экономно использовать складские помещения и потребуется меньше средств на его хранение;

сбалансировать запасы - будет меньше дефицита и меньше устаревших запасов;

повысить производительность - людские ресурсы и материалы будут использоваться в соответствии с заказами с меньшими потерями; можно использовать анализ «что-если», чтобы проверить, соответствует ли производство задачам предприятия по получению прибыли;

создать скоординированную группу управления, которая сможет решать стратегические и оперативные вопросы и организовать работу в соответствии с выработанным основным планом производства.