Опубликовано №6 (95) декабрь 2019 г.

АВТОРЫ:  ГЕРАСИМОВА М.М., МЕДВЕДЕВ С.О., МОХИРЕВ А.П., РУКОМОЙНИКОВ К.П. 

РУБРИКИ:   Корпоративная логистика промышленных компаний Логистика производства Оптимизация и экономико-математическое моделирование

 

Аннотация 

 При лесозаготовительном процессе возможно выстроить технологическую цепочку различными вариантами. При транспортировке древесины с лесосеки может использоваться водный или сухопутный виды транспорта. Применение лесных складов и обработка на них древесины также увеличивают число различных конфигураций логистических каналов. Выполнение операций в различных природно-производственных условиях отличается производительностью и материальными затратами. От выбора технологии лесозаготовительных работ в динамических природно-производственных условиях зависит эффективность производства. В предыдущих публикациях авторами была представлена графоаналитическая модель и методика для решения поставленной задачи. Предлагаемые математические зависимости позволяют осуществить поиск максимального материального потока минимальной стоимости в логистической сети предприятия. Кроме динамической составляющей, методика отличается учетом дохода предприятия от реализации товарной продукции. Цель настоящего исследования – с использованием данной методики совершенствовать логистическую сеть лесозаготовительных предприятий с учетом комплекса транспортных, погрузочно-разгрузочных и обрабатывающих операций в динамических природно-производственных условиях. Решение рассматриваемой задачи основывается на алгоритме определения потока минимальной стоимости в транспортной сети Басакера-Гоуэна. Он модифицирован с учетом того, что при прохождении потока по какой-либо из дуг пропускная способность дуг, отражающих подобные операции в том же периоде, уменьшается. Тем самым учитывается снижение производительности машин и оборудования, задействованных на разных участках логистической сети. Найденный таким образом заданный поток минимальной стоимости является оптимальным, если в сети с модифицированными дуговыми стоимостями не существует отрицательных циклов. В представленных исследованиях рассматривается численный пример решения данной задачи для условий Красноярского края. Численный пример показал работоспособность методики нахождения рационального логистического канала выполнения лесозаготовительных работ в динамических природно-производственных условиях.

Электронная версия

Ключевые слова: управление процессом, теория графов, графическая модель, технологическая цепочка, логистическая сеть, динамические природно-производственные условия, эффективность

Опубликовано № 6 (65) декабрь 2014 года

АВТОРЫ: Солодовников В.В.Конвичка Д.

РУБРИКА Логистика производства, Корпоративная логистика промышленных компанийИнформационные технологии в логистике и SCM

Аннотация 

Статья посвящена ключевому для сталелитейных компаний компоненту процесса выполнения заказов – составлению графиков выплавки и разливки. Формализована общая постановка этой задачи. Определены главные цели оптимизации процесса составления графиков выплавки и разливки, включающие: минимизацию преждевременного выполнения заказов, а также минимизацию запаздывания по выполнению заказов; максимизацию коэффициента полезного использования промежуточного ковша; минимизацию смен марок стали в течение жизненного цикла промежуточного ковша и минимизацию изменений ширины кристаллизатора; минимизацию накопления избыточных запасов; минимизацию разливки более качественных марок сталей, чем оговорено в заказах; управление запасами жидкого чугуна.   Проанализированы ключевые проблемы, связанные с решением задачи составления графиков выплавки и разливки в прошлом. Среди основных проблем отмечены: недостаточное развитие алгоритмов оптимизации и недостаточные аппаратные мощности.

На основании приведенного анализа предложены основные положения нового метода составления графиков выплавки и разливки,  позволяющего значительно повысить качество планирования и включающего три основных этапа: распределение производственных мощностей, комбинирование заказов в плавки, создание детальной последовательности выплавки, очистки и разливки сталей. Сформулированы несколько ключевых требований к программному решению на базе данного метода, включающих: высокую скорость расчетов, возможность ручных корректировок графиков, возможность просмотра ключевых показателей эффективности графиков в режиме реального времени, возможность настройки приоритетности целей оптимизации, масштабируемость. На примере чешского производителя стали приведен успешный опыт разработки и внедрения этого программного решения.

В заключении дано описание достигнутых результатов в чешской компании – производителе сталей, приведены рекомендации по внедрению улучшений. 

Ключевые слова: оптимизация планов оперативное планирование логистика производства управление заказами производственные мощности


Кризис 2008 года стал важной вехой для многих металлургических компаний всего мира. Это был предельно жесткий и объективный тест на выживаемость. Компании с эффективным процессом управления своими цепями поставок смогли не только удержать свои позиции, но и найти новые для себя ниши на рынке. Компании, которые не отличались эффективностью, встали перед выбором закрытия/продажи активов либо внедрения кардинальных преобразований процесса управления.

Анализ успешных сталелитейных компаний того времени показывает, что ключевым элементом повышения конкурентоспособности этих предприятий стало улучшение процесса выполнения заказов [3,4,11] и в частности повышение эффективности процесса составления графиков выплавки и разливки. Важность получения качественных (исполнимость, сбалансированность, точность) графиков выплавки и разливки объяснятся рядом причин. 

Во-первых, выплавка и разливка (доменное производство, производство и разливка стали) является местом, где создается основная ценность продукции в металлургическом бизнесе. Это место, где сырье преобразовывается в сталь [1,12]. Именно здесь сокрыт наибольший потенциал для повышения эффективности деятельности металлургических компаний.

Во-вторых, полуфабрикаты, получаемые на данном этапе, разветвляются на тысячи различных позиций готовой продукции. Следствием этого является тот факт, что выплавка и разливка задают ритм всей последующей производственной цепочке. Качество клиентского сервиса, объем незавершенного производства,  запасы продукции и даже выход годного во многом определяются эффективностью работы этого этапа производства.

В-третьих, ресурсы выплавки и разливки являются наиболее дорогостоящими по сравнению со всеми остальными ресурсами металлургического производства, что означает высокую стоимость производственных операций. Как правило, эти ресурсы также являются узкими местами производства [2]. Повышение эффективности этого этапа производства, значительно снижает общие затраты металлургической компании.

Таким образом, по всем вышеперечисленным причинам эффективность управления металлургическими процессами выплавки и разливки оказывает значительное влияние на конкурентные преимущества компании и во многом определяет  финансовые показатели ее деятельности. Перманентно усиливающаяся интенсивность конкурентной борьбы сталелитейных компаний на фоне роста неопределенности на рынке черных металлов определяет актуальность разработки и внедрения новых подходов к решению задачи составления качественных графиков выплавки и разливки. 

Задача составления оптимальных графиков выплавки и разливки относиться к классу сложности NP [5,9]. В действительности, это даже комплекс проблем, которые на протяжении долгого времени были трудноразрешимыми. Работами в области разработки новых методов составления графиков выплавки и разливки зачастую занимались сами металлургические предприятия совместно с партнерами. В качестве партнеров выступали научно исследовательские институты и ведущие поставщики программного обеспечения. Большинство попыток разработать специализированные решения самостоятельно или с помощью партнеров не принесли желаемых результатов или потерпели фиаско, несмотря на значительные инвестиции финансовых и людских ресурсов. К основным причинам можно отнести недостаточное развитие алгоритмов оптимизации и недостаточные аппаратные мощности. Последние достижения в этих областях позволили специалистам ЛОГИС разработать метод и решение, которое дает возможность создавать качественные графики выплавки и разливки для реального использования их в производственной деятельности крупных сталелитейных предприятий. 

В рамках настоящей статьи сформулированы основные положения нового метода составления графиков выплавки и разливки, позволяющего значительно повысить качество планирования. На примере чешского производителя стали приведен успешный опыт разработки и внедрения программного решения на базе данного метода.

Материалы статьи структурированы следующим образом:

  1. Описание чешского производителя стали.
  2. Общая постановка задачи составления графиков выплавки и разливки.
  3. Основные положения нового метода.
  4. Информационная система составления графиков.
  5. Описание достигнутых результатов.
  6. Выводы.

Описание чешского производителя стали

Чешский производитель стали является одним из ведущих промышленных производителей в Европе. Его сортамент продукции включает в себя: катанку, арматуру, рельсы, листовой прокат, бесшовные трубы и различные профили. Компания производит сотни различных марок сталей. Годовой объем выпуска стали достигает 2,4 млн. тонн. Численность сотрудников компании составляет около 5500 человек. Производственная цепь поставок компании включает в себя интегрированные мощности по производству чугуна и стали (см. рисунок 1).

Рисунок 1 Схема производственно-логистической цепи поставок

При этом сталь производиться как конвертерным способом (КЦ – конверторный цех), так и в электросталеплавильных печах (ЭСПЦ – электросталеплавильный цех). Разливка стали осуществляется на машинах непрерывного литья заготовок (МНЛЗ), а также в изложницы. В зависимости от метода разливки и профилеразмера заготовки передаются на станы следующих этапов производства. Как видно из схемы этап выплавки и разливки является ключевым этапом производства. Именно поэтому задача составления графиков этого этапа является столь важной для компании.   

Старый процесс составления графиков выплавки и разливки был организован следующим образом. Исходные данные для процесса составления графиков готовили в ручном режиме 5 человек, которые на основании запланированных заказов прокатных станов готовили требования по отгрузке заготовок с участка разливки. На основании этих требований специалисты подготавливали график выплавки и разливки. Этот график имел достаточную точность на горизонте 4-7 дней. За этим горизонтом точность графика существенно снижалась. Составление графика занимало много времени и требовало значительных усилий. Изменения требований прокатных станов или отклонения по исполнению графика выплавки и разливки в большинстве случаев приводили к его перерасчету. Часто из-за высокой трудоемкости перерасчет выполнялся, в том числе, по окончании рабочего дня и в выходные дни. Отсутствие детальной информации по требованиям прокатных станов за пределами 1-2 недельного горизонта значительно снижало эффективность принимаемых планировщиками решений. Также учет на производстве оставлял желать лучшего. В цеховых системах отлеживались только общие объемы производства без разбивки по плавкам (отсутствие учета серийности) и без привязки объемов к конкретным заказам.

В результате всего этого предприятие страдало от высокого уровня незавершенного производства, низкой дисциплиной производства в срок. Логично стал вопрос о реорганизации процесса составления графиков, повышении его эффективности.    

Общая постановка задачи составления графиков выплавки и разливки

Графики выплавки и разливки обычно обновляются, по крайней мере, один раз в день. Это делается для тысяч заказов. При этом ответственный за это планировщик пытается найти решение, удовлетворяющее одновременно нескольким конкурирующим целям. Рассмотрим эти цели более подробно.

Наиболее важная цель - выполнения заказов вовремя, т.е. минимизация преждевременного выполнения заказов, а также минимизация запаздывания по выполнению заказов (см. рисунок 2). 

Рисунок 2  Распределение дат производства заказов

Требуемое время производства для каждого заказа в сталелитейном производстве, как правило, определяется на более высоком уровне календарного производственного планирования, на котором осуществляется балансировка мощностей всей производственно-логистической цепочки предприятия.  Используя данные календарного производственного плана, планировщик должен создать максимально соответствующий график. Если заказы произведены слишком рано, образуются избыточные запасы. Если заказы произведены слишком поздно, может пострадать качество клиентского сервиса и могут потребоваться дополнительные затраты на ускорение процесса доставки.

Вторая по приоритетности цель составления графика выплавки и разливки это максимизация коэффициента полезного использования промежуточного ковша (см. рисунок 3).

Рисунок 3  Схема МНЛЗ

Количество последовательно разливаемых плавок через один промежуточный ковш отличается в зависимости от марки стали. Когда коэффициент полезного использования ковша максимален, ковш используется наиболее эффективно и сталь поступает в кристаллизатор непрерывно продолжительное время. При этом затраты на тонну выплавляемой стали уменьшаются. Доля переходных начальных и конечных зон в слябах в общем объеме производства также снижается, что приводит к улучшению показателя выхода годного. У чешского производителя стали есть несколько машин непрерывного литья заготовки (МНЛЗ). Часть заказов при этом имеет альтернативы по производству на этих машинах. Коэффициент полезного использования промежуточного ковша может быть улучшен путем наиболее эффективного распределения таких заказов по альтернативным МНЛЗ.

Третьей целью является минимизация смен марок стали в течение жизненного цикла промежуточного ковша и минимизация изменений ширины кристаллизатора [7]. Минимизация смен марок сталей улучшает выход годного, так как уменьшается доля переходных начальных и конечных зон в слябах (см. рисунок 4).

Рисунок 4 Смена марок стали и ширин

Слябы с переходными марками стали, как правило, мало востребованы рынком и зачастую идут на переплавку. Уменьшение числа и интенсивности изменений ширины кристаллизатора очень важный вопрос для  производителей листового проката, так как улучшение этого показателя ведет к: снижению износа оборудования станов разливки и прокатки, снижению риска поломок, потенциальному увеличению выхода годного.    

Четвертой целью является минимизация накопления избыточных запасов. По мере того, как производственные заказы комбинируются в плавки, а из плавок в свою очередь создаются серии, возникают избыточные запасы, создание которых продиктовано кратностью плавок или целями по максимизации продолжительности жизни промежуточного ковша (см. рисунок 5). Производство в запас, как правило, является тратой драгоценного времени производства, так как отсутствует возможность получить доход с  произведенного продукта сразу.  

Рисунок 5 Производство в запас

Пятая цель это минимизация разливки более качественных марок сталей, чем оговорено в заказах (см. рисунок 6). Для максимизации полезного использования промежуточного ковша, а также для минимизации смен марок сталей, металлургические компании иногда разливают более качественные марки сталей, чем оговорено в заказах. Графики выплавки и разливки, которые минимизируют разливку более качественных марок сталей, чем оговорено в заказах, тем самым уменьшают затраты на дорогостоящие ферро материалы.

Рисунок 6 Качество сталей

Для интегрированных металлургических компаний, имеющих в своем производственном цикле выплавку чугуна в домнах, существует шестая цель – управление запасами жидкого чугуна.

На таких  металлургических заводах чугун из доменных печей [14] доставляется в железнодорожных цистернах на участок производства стали (см. рисунок 7).

Рисунок 7 Управление запасами чугуна

Как правило, количество цистерн ограничено. Данные цистерны, по сути, представляют собой запасы жидкого чугуна для сталелитейного производства. Загрузка сталеплавильного производства, а соответственно и потребность в чугуне, определяется графиком выплавки и разливки. Так как быстрое изменение объемов производства домен затруднительно, графики выплавки и разливки должны постоянно отслеживаться и корректироваться для оптимизации уровня запасов чугуна «на колесах». Это помогает избежать дорогостоящих, а также экологически вредных методов хранения жидкого чугуна.  

Для тех металлургических заводов, на которых возможен значительный объем горячего всада, две дополнительных цели определяют качество графиков выплавки и разливки: температура сляба на входе нагревательных печей и загрузка мощностей горячего проката. Загрузка сляба, без потери тепла при вынужденном хранении, сокращает затраты на разогрев и увеличивает пропускную способность нагревательных печей. Загрузка мощностей горячего проката улучшается, когда каждая кампания стана горячей прокатки имеет максимальную длину, т.е. минимизируются переналадки.

Все вышеописанные цели находятся в сложной взаимосвязи между собой (см. рисунок 8).

Рисунок 8 Шесть ключевых целей составления графиков выплавки и разливки

Минимизация запаздывания и опережения в исполнении заказов улучшает показатели качества клиентского сервиса, но может привести к снижению коэффициента использования промышленного ковша и увеличить производственные затраты. В свою очередь максимизация коэффициента полезного использования промежуточного ковша снижает производственные затраты, но при этом может привести к увеличению запасов и к разливке более качественных марок сталей, чем оговорено в заказах. Максимизация горячего всада может уменьшить коэффициент загрузки промышленного ковша и т.д.

Сложности балансировки вышеуказанных целей с учетом специфичных технологических ограничений и правил долгое время мешало компаниям добиваться эффективных результатов по составлению графиков выплавки и разливки. Существующие методы, как правило, были направлены на решение только одной из целей. Не существовало метода для комплексного и эффективного решения проблемы балансировки вышеуказанных целей. Необходимость разработки такого метода была очевидна и для специалистов чешского производителя стали.

Основные положения нового метода

Сложность проблемы составления графиков выплавки и разливки определяет необходимость применения к ней метода декомпозиции. Данный научный метод позволяет,  используя структуру задачи, заменить решение одной большой задачи решением серии меньших взаимосвязанных и более простых задач [11,15].

В рамках нового метода составления графиков выплавки и разливки производиться: а) декомпозиция общей задачи на подзадачи или слои б) применение наиболее подходящего к каждому слою алгоритма оптимизации с) обмен данными между различными слоями в процессе нахождения решения с требуемыми характеристиками.

Предложенный новый метод составления графиков решает проблему, используя три слоя оптимизации (см. рисунок 9).

 

Рисунок 9 – Декомпозиция задачи составления графиков выплавки и разливки

  1. На первом слое осуществляется распределение производственных мощностей. На этом слое заказы распределяются по времени, определяются общие требования к датам разливки, моделируется уровень загрузки ресурсов с учетом ключевых ограничений по мощностям, выбираются маршруты производства с учетом имеющихся альтернатив.
  2. На втором слое осуществляется комбинирование заказов в плавки с учетом доступных производственных мощностей, правил по совместимости марок сталей. При этом решения принятые на первом уровне не должны быть нарушены.
  3. На третьем слое создается детальная последовательность выплавки, очистки и разливки сталей, осуществляется управление запасами жидкого чугуна. При этом учитываются детальные производственные ограничения.

Итерации расчета и взаимодействие между слоями продолжается до тех пор, пока заданный баланс по всем ключевым показателям не будет достигнут. Общая последовательность шагов следующая: выполняется расчет первого слоя, результаты передаются на следующие слои. Если при расчете выявляются несоответствия на более детальных уровнях, результаты возвращаются наверх для корректировки предшествующих уровней. Итерации продолжаются до достижения баланса по всем ключевым показателям эффективности. 

Благодаря декомпозиции исходной задачи составления графиков на несколько слоев и использования лучших комбинаций оптимизационных алгоритмов для каждого слоя обеспечивается наилучшая эффективность расчета. 

Информационная система составления графиков

Разработанный новый метод составления графиков выплавки и разливки был взят за основу при разработке промышленного решения для чешской производственной компании. Также специалистами чешской компании совместно с проектной командой ЛОГИС были сформулированы несколько ключевых требований к новому решению.

  1. Для целей сценарного анализа и для отражения изменившихся условий на производственной площадке требуется высокая скорость расчетов графиков без ущерба для качества.    
  2. Ни одна модель, как она не была бы сложна, не может воспроизвести всей сложности реальных физических процессов. Именно поэтому пользователям необходимо предоставить возможность ручных корректировок графиков.Инструмент должен обладатьнаглядным интерфейсом для отслеживания влияния ручных корректировок на качество графиков.  
  3. Качество графиков оценивается на основании набора ключевых показателей эффективности, которые, как правило, соответствуют целям оптимизации. Планировщик должен иметь возможность оперативного просмотра этих ключевых показателей эффективности после каждого перерасчета графика, внесения ручных корректировок.
  4. Цели оптимизации для составления графиков выплавки и разливки могут иметь различные приоритеты, которые могут изменяться с течением времени. К примеру, когда цены на легирующие материалы высоки, особенно важным становиться для металлургического предприятия минимизация разливки более качественных марок сталей. Планировщик должен иметь возможность настраивать приоритетность каждой из целей оптимизации составления графиков выплавки и разливки.
  5. Структура активов предприятия изменяется с течением времени: добавляются новые мощности, появляются новые продукты, изменяются коммерческие приоритеты и т.д. Решение по составлению графиков выплавки и разливки должно позволять планировщикам вносить необходимые изменения в модель без необходимости перепрограммирования. Ограничения в модели должны быть представлены как исходные данные и добавление или изменение ограничений должно определяться исходным набором данных.

Для реализации описанных выше требований специалистами ЛОГИС было разработано собственное программное решение. В этом решении, в рамках проекта внедрения, была настроена модель составления выплавки и разливки. Пример интерфейса пользователя с диаграммой Гантта выплавки и разливки приведен на рисунке 10.

 

Рисунок 10 -  Диаграмма Гантта выплавки и разливки

Для решения сложной проблемы в первую очередь необходимо наглядное ее представление. Представление структур данных, ограничений и графика самого по себе является критичным для удобства работы с приложением. Разработанное решение содержит в себе набор стандартных отчетов для анализа качества графика, включая представления: о коэффициенте использования промежуточного ковша и величине использования более качественных марок сталей, об объемах производства в запас, о запаздывании и опережении исполнения заказов (см. рисунок 11).

Рисунок 11 – Представление потока материалов через МНЛЗ 

Решение разработано в программной среде C++ и использует архитектуру, которая подразумевает выполнение всех основных расчетов непосредственно в оперативной памяти компьютера без обращения к жесткому диску, что обеспечивает высокую производительность. Для целей моделирования разработанная система использует настраиваемые алгоритмы Программирования Удовлетворения Ограничений  (Constraint Satisfaction Programming - CSP), которые включают в себя, в том числе, линейное и целочисленное программирование, методы поиска на основе ограничений (Constraint-Based Search), эвристику и другие алгоритмы исследования операций [6,8,13,16].

Основными результатами применения разработанной системы являются:

  • значительное ускорение расчетов (расчет занимает минуты вместо часов);
  • повышение точности графиков благодаря учету детальных правил и ограничений выплавки и разливки, применению современных оптимизационных алгоритмов  и удобному интерфейсу планировщика для внесения ручных корректировок.

Описание достигнутых результатов

Благодаря внедрению нового решения у чешского производителя стали процесс составления графиков выплавки и разливки там претерпел кардинальные изменения. На сегодняшний день требования к участку разливки автоматически генерируются на основании актуального календарного плана производства. Это позволяет планировщику выплавки и разливки работать на полном горизонте календарного производственного плана – вплоть до 4-ех месяцев. На текущий момент график выплавки и разливки составляется на 40 дней, при этом первые 14 дней горизонта планируются особенно тщательно. График ежедневно обновляется с учетом реальной ситуации на производстве. Наглядность графиков и расширение горизонта планирования существенно повысили  экономическую и технологическую обоснованность принимаемых планировщиками решений.

Результатом внедрения нового процесса стало повышение эффективности как этапов выплавки и разливки в отдельности, так  и всего предприятия в целом. Одним из ключевых показателей эффективности сталелитейного производства является недозагрузка промежуточного ковша на МНЛЗ. Улучшению этого показателя сопутствует снижение затрат и повышение производительности участка разливки. Сложность поддержания низких значений показателя недозагрузки промежуточного ковша состоит, прежде всего, в необходимости реализовать большое количество сортов стали со специфическими требованиями к плавке в разрезе конкретных заказов и высокая доля заказов малого объема по сравнению с объемом одной плавки, и тем более по сравнению с объемом всей серии. Этот показатель чешская компания рассчитывает как разницу между теоретическим и планируемым значениями количества плавок в серии для конкретного промежуточного ковша. При этом значение теоретической серии принимается равной максимально возможной длине серии для рассматриваемой технологии производства. Планируемая серия определяется графиком выплавки и разливки. Статистика недозагрузки промежуточного ковша на разливке, начиная с 2003 года, приведена на рисунке 12.

 

Рисунок 12 – Статистика недозагрузки промежуточного ковша

В 2007 году, с момента ввода системы в промышленную эксплуатацию, компании удалось достичь улучшения показателя недозагрузки промежуточного ковша на 60% по сравнению с 2006 годом. Несмотря на кризис в 2008 году, улучшение показателя относительно 2006 года составило более 70%. Следует отметить, что применение специализированного решения в кризисный период позволило компании, используя полученные дополнительные конкурентные преимущества, занять лидирующие позиции на рынке в своем сегменте. Таким образом, эффект от внедрения решения был ощутим даже в сложный период, когда предложение на рынке металлов значительно превышало спрос.    

В целом для предприятия интеграция нового процесса составления графиков выплавки и разливки в процесс планирования удовлетворения заказов оказало существенное влияние на повышение качества клиентского сервиса. В 2007 году компании удалось достичь дисциплины выполнения заказов с точностью до дня в 91% при поддержании высокой эффективности производства. В дальнейшем этот показатель только улучшался, несмотря на значительное расширение сортамента продукции, увеличения количества разливаемых марок сталей (см. рисунок 13).

 

Рисунок 13 – Распределение дат исполнение заказов относительно требуемой даты

На сегодняшний день дисциплина отгрузок в компании составляет 98,5%. Это является беспрецедентным результатом для производителей стали. Не случайно проект внедрения нового решения по планированию был удостоен ряда международных наград.

Выводы

Качество графиков выплавки и разливки оказывает значительное влияние на конкурентные преимущества сталелитейной компании и во многом определяет  финансовые показатели ее деятельности. Ограничения, связанные с выплавкой и разливкой, целесообразно рассматривать в рамках процесса планирования выполнения заказов, особенно в случае, если предприятие имеет в сортаменте сотни и тысячи марок сталей.

Предложенный метод и разработанное на его основе программное решение позволяют планировщикам эффективно решать проблему составления качественных  графиков выплавки и разливки в короткие сроки. Этот метод и решение  прошли апробацию на ряде международных промышленных предприятий, доказали свою эффективность и рекомендованы к внедрению на предприятиях рассматриваемого класса. 

Список литературы 

  1. Degner M. and others. Steel Manual. – Dusseldorf:Steel Institute VDEh, 2008. – 185 p.
  2. Goldratt, Eliyahu M. Theory of Constraints. [Great Barrington, MA]: North River Press. – 159 p. ISBN 0-88427-166-8.
  3. Keely L. Croxton. The Order Fulfillment Process. - International Journal of Logistics Management, Vol. 14 Iss: 1, 2003. - pp.19 - 32
  4. Lambert D. Supply Chain Management: Processes, Partnerships, Performance. 3rd Edition. – Supply Chain Management Institute, 2008. – 431 p.
  5. Абрамов С. Лекции о сложности алгоритмов. – М.:МЦНМО, 2012. – 248 с.
  6. Бережная Е.В. и Бережной В.И. Математические методы моделирования экономических систем. М.:Финансы и Статистика, 2006. – 432 с.
  7. Буланов Л.В., Корзунин Л.Г., Парфенов Е.П. и др. Машины непрерывного литья заготовок. Теория и расчет. - Уральский центр ПР и рекламы – «Марат», 2004. – 319 c.
  8. Вентцель Е.С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. — М.: Наука, 1988. 206 с.
  9. Громкович Ю. Теоретическая информатика. Введение в теорию автоматов, теорию вычислимости, теорию сложности, теорию алгоритмов, рандомизацию, теорию связи и криптографию. – СПб.:БХВ-Петербург, 2010. – 334 с.
  10. Джонс Дж.К. Методы проектирования. — М.: Мир, 1986. 326с.
  11. Конвичка Д., Солодовников В.В. Повышение качества клиентского сервиса и производственной эффективности производителя спецсталей благодаря улучшению процессов планирования удовлетворения заказов. – Логистика и управление цепями поставок, №4(63), 2014.
  12. Ойкс Г.Н. Производство стали. - М.: Металлургия, 1974. - 440 с.
  13. Таха Х. Введение в исследование операций. 7-е издание.  М.: Вильямс,  2005. -912 с.
  14. Улахович В.А. Выплавка чугуна в мощных доменных печах. М.: Металлургия, 1991. – 172 с.
  15. Хорошев А.Н. Введение в управление проектированием механических систем: Учебное пособие. — Белгород, 1999. — 372 с.
  16. Шимко П.Д. Оптимальное управление экономическими системами. СПб.: Бизнес-пресса, 2004. -240 с.

Опубликовано № 4 (63) август 2014 года

АВТОРЫ: Солодовников В.В.Конвичка Д.

РУБРИКА Логистика производстваПланирование в цепях поставокКорпоративная логистика промышленных компаний

Аннотация 

В рамках настоящей статьи сформулированы рамки новой методологии планирования удовлетворения заказов, включающие процессы приемки заказов, подбора материалов, производственного календарного планирования и составления графиков работы оборудования. На примере американского производителя специальных сталей приведен успешный опыт внедрения данной методологии.

Ключевые слова клиентский сервис эффективность производства планирование заказов календарное планирование загрузка оборудования производственные мощности


Выход на мировые рынки, приобретение активов в различных частях планеты, слияния и поглощения являются общим трендом для промышленных компаний всего мира. Все эти процессы происходят на фоне кризисных явлений финансового рынка, падения цен и спроса на продукцию, повышения требований клиентов к качеству сервиса, повышения стоимости сырья, ввода в эксплуатацию новых избыточных мощностей. Также отдельно следует отметить стремительно меняющуюся конъюнктуру на российском рынке. Вступление России в ВТО, планы правительства по модернизации логистической инфраструктуры страны – все это говорит  о скором переходе конкуренции в нашей стране на качественно новый высокий уровень.

В таких жестких условиях конкурентной борьбы для промышленных компаний становиться жизненно необходимым повышения качества клиентского сервиса (высокая дисциплина отгрузок с точностью до дня, короткий производственно-логистический период исполнения, информационное сопровождение заказов) при обеспечении максимальной эффективности производственно-логистических процессов (высокая загрузка оборудования, высокая оборачиваемость запасов, высокий выход годного). Одним из ключевых факторов повышения конкурентоспособности в этом случае становиться разработка и внедрение новых методологических подходов к планированию удовлетворения заказов в цепи поставок. 

В настоящее время российские и зарубежные специалисты, занимающиеся планированием цепей поставок, сталкиваются с рядом проблем, связанных с недостаточным развитием методологии планирования удовлетворения заказов в части адаптации к современным условиям цепей поставок промышленных предприятий.

Во-первых, это технологическая специфика производства. Достаточно часто производство определяется одним основным этапом, который является основным узким местом [1]. Длительность производства налагает требования по поддержанию  оптимального уровня задела незавершенной продукции. Волатильность физического производства – выпуск несоответствующей спецификациям продукции создает сложности с поддержанием необходимого уровня дисциплины отгрузок и снижает производственную эффективность. Распределенная география поставок, в том числе транснациональные поставки, усложняют планирование логистических потоков. Уникальные правила и ограничения отдельных участков производства требуют индивидуального подхода к их планированию. Несмотря на высокий темп развития информационных технологий, совершенствование моделей и методов планирования требуется уточнение существующих моделей и алгоритмов и разработка новых для повышения эффективности принятия решений в данной области.

Во-вторых, требования комплексной среды планирования. В сложном производстве задача составления качественного плана становиться комплексной. Для такого производства требуется соответствующая комплексная среда планирования. В комплексной среде планирования является маловероятным сценарий, когда только один планировщик отвечает за создание качественного производственного плана, учитывает при планировании детальные ограничения и правила каждого производственного этапа, принимает во внимание их индивидуальную специфику. В такой среде обычным делом является работа большого числа планировщиков. В этом случае процесс планирования должен обеспечивать максимально эффективную совместную работу планировщиков, обеспечивать возможность оценки вклада каждого планировщика в результирующий план. Данные вопросы слабо освещены в современной научной и бизнес литературе и требуют дальнейшего изучения и формализации.  

В-третьих, требования по снижению инерционности планирования производственно-логистических цепей поставок. Анализ тенденций развития современных производственно-логистических технологий позволяет сделать вывод о том, что процесс управления деятельностью предприятий стремиться в пределе к режиму реального времени. Рынок требует от цепей поставок промышленных предприятий максимального снижения инерционности, повышения их гибкости к требованиям клиентов [2,6,8,13]. Все это налагает новые требования к методологии планирования цепей поставок, а именно переходу от традиционного регламентированного планирования (один раз в календарный месяц, один раз в неделю) к концепции непрерывного планирования. Анализ передовых российских и зарубежных промышленных предприятий позволяет сделать вывод о том, что подобная концепция в той или иной мере уже применяется на практике, однако она до сих пор не формализована.

Необходимость решения этих проблем определяет актуальность проведения исследований в данной области.

В рамках настоящей статьи сформулированы рамки новой методологии планирования удовлетворения заказов, на примере американского производителя специальных сталей приведен успешный опыт внедрения данной методологии.

Материалы статьи структурированы следующим образом:

  1. Рамки новой методологии планирования удовлетворения заказов
  2. Описание компании-производителя специальных сталей
  3. Процессы планирования удовлетворения заказов
  4. Информационная система планирования
  5. Описание достигнутых результатов

Рамки новой методологии планирования удовлетворения заказов

В рамках настоящей статьи рассматривается практическая методология планирования удовлетворения заказов, ориентированная на решение практических проблем. Практическая методология - это программа (алгоритм), набор приёмов и способов того, как достичь желаемой практической цели и не погрешить против истины, или того, что считается истинным знанием. Качество (успешность, эффективность) метода при этом проверяется практикой, решением научно-практических задач — то есть поиском принципов достижения цели, реализуемых в комплексе реальных дел и обстоятельств [9, 11, 14].

Рассмотрим рамки методологии планирования удовлетворения заказов для промышленных предприятий, используя следующую широко распространенную в практике структуру:

  1. Основание методологии.
  2. Логическая структура деятельности.
  3. Характеристики деятельности.
  4. Временная структура деятельности.

Основание методологии

Методологические положения планирования удовлетворения заказов основаны на фундаментальных и прикладных разработках отечественных и зарубежных ученых в области  экономической теории, теории управления, теории логистики и управления цепями поставок, методах математического моделирования, методологии моделирования бизнес-процессов, системного анализа, исследования операций и методов экспертных оценок.

Логическая структура деятельности

Субъектом деятельности являются бизнес подразделения предприятий, занимающиеся планированием удовлетворения заказов в производственно-логистических цепях поставок промышленных предприятий.

Объектом деятельности являются бизнес-процессы в производственно-логистических цепях поставок промышленных предприятий.

Предметом деятельности являются процессы планирования удовлетворения заказов, а именно: прием заказов, подбор материалов, календарное производственное планирование, составление графиков работы оборудования.

Формой деятельности являются согласованные субъектами деятельности плановые показатели процесса удовлетворения заказов в производственно-логистических цепях поставок промышленных предприятий.

Средствами деятельности являются современные информационные технологии.

Методы деятельности определяются исходя из основания методологии.

Результатом деятельности являются реалистичные, отвечающие заданным политикам компании, сбалансированные планы удовлетворения заказов в цепях поставок промышленных компаний.

Характеристики деятельности

Особенностями деятельности является необходимость привлечения больших иерархических команд планирования, комбинирование толкающей и тянущей философии планирования, учет специфики производства.

Ключевым принципом деятельности является следующая установка: максимизация качества клиентского сервиса и обеспечение максимальной производственной эффективности.

Основными условиями деятельности являются регулярное изменение внешних и внутренних условий, повышение требований к качеству клиентского сервиса, повышение давления со стороны конкурентов, снижение цен реализации, расширение и усложнение ассортимента.

Ключевой нормой деятельности является следование ключевому принципу деятельности.

Временная структура деятельности

Временная структура деятельности включает уровень оперативного планирования. Оперативное планирование имеет горизонт 1 месяц и более/1 неделя и период 1 день/1 минута.

Для целей обеспечение высокой адаптивности к изменяющимся внешним и внутренним условиям работы цепей поставок промышленных компаний обеспечивается непрерывность деятельности по планированию.

Разработанная методология планирования была опробована на ряде международных промышленных предприятий авиастроения, машиностроения, металлургии. В рамках статьи будет рассмотрен практический пример реализации разработанной методологии на примере американской металлургической компании – производителе специальных сталей.

О компании-производителе специальных сталей

Американская металлургическая компания производит под заказ сортовые заготовки, слитки, трубы и высокотехнологичную продукцию из специальных марок стали, которые отличаются высоким качеством и непревзойденными эксплуатационными характеристиками. Продукцию компании можно найти в подшипниковых узлах; в буровых установках; в двигателях ветряных мельниц; в крановых установках и в оборудовании многих других отраслей.

Рисунок 1 - Схема производственно-логистической цепи поставок

Производственно-логистическая цепь поставок компании (см. рисунок 1) включает в себя три производственные площадки. На первых двух осуществляется выплавка и разливка стали как на МНЛЗ, так и путем разливки в изложницы сифонным способом. Третья отвечает за дальнейшие переделы, а именно производство бесшовных труб, термическое отделение. Перед отгрузкой продукция проходит финальные стадии подготовки продукции.

Клиенты компании относятся к аэрокосмической и автомобильной отрасли, энергетике, добыче полезных ископаемых, к железнодорожной отрасли. Компания поставляет свою продукцию предприятиям, которые работают в очень жесткой конкурентной среде. Скорость, надежность и эффективность производственно-логистических цепей поставок в этом случае является значительным конкурентным преимуществом. 

Помимо качества продукции, одними из ключевых ценностей, которые компания может предложить своим клиентам, являются возможность отгрузки продукции на заданную дату с высоким уровнем надежности, быстрая и гибкая реакция на запросы клиентов, а также хороший информационный сервис. Именно поэтому компания систематически работает над улучшением качества своего клиентского сервиса наряду с улучшением качества продукции. Уровень качества клиентского сервиса зависит в первую очередь от того, насколько эффективно в компании выстроены процессы планирования удовлетворения заказов.

Процессы планирования удовлетворения заказов

Схематическое изображение ключевых процессов планирования удовлетворения заказов приведено на рисунке 2.

Рисунок 2 Ключевые процессы планирования удовлетворения заказов

В ходе жизненного цикла заказ клиента проходит две стадии. На первой стадии это заявка, которая направляется службой закупки клиента в службу сбыта металлургической компании. В случае подтверждения возможности производства заявка становиться согласованным заказом, поступая в систему планирования и резервируя производственные мощности. В ходе ежедневного перепланирования планировщики отслеживают статус исполнения заказов и вносят необходимые корректировки.

Давайте более подробно рассмотрим каждый из процессов планирования удовлетворения заказов.

Прием заказов

До момента поступления заявки на вход системы планирования, она проходит подготовительную технологическую фазу. В рамках этой фазы специалисты металлургической компании подбирают подходящие технологические маршруты для типовой продукции и разрабатывают технологию изготовления для уникальной продукции. После того как технология изготовления продукции определена, служба сбыта проводит оценку возможности производства продукции в заданные сроки. Достаточно распространенным способом определения даты исполнения заказа является использование статистики. Данный подход хорошо работает в случае стабильного спроса и низкой вариативности заказов. Однако в современных условиях разница между статистическими оценками длительности производства и фактически возможными является недопустимой. Качество клиентского сервиса значительно ухудшается в значительной степени и из-за некорректной первоначальной даты обещания исполнения заказа. Именно поэтому в металлургической компании было принято решение о внедрении новой методологии планирования, в рамках которой оценка возможности исполнения заказов осуществляется на основании актуальной модели производственно-логистической цепи. В рамках этой методологии заявка проходит несколько этапов оценки, включая подбор материалов, производственное планирование и составление графиков работы оборудования. В результате проверки службы сбыта получает информацию о том, что заявка может быть выполнена в полном объеме к требуемой дате, выполнена в полном объеме раньше/позже требуемой даты, не может быть выполнена вообще. Таким образом, уже на первом этапе служба сбыта имеет возможность предоставить клиентам реалистичную дату исполнения и возможные альтернативные варианты.

Как только заявка согласована с клиентом, ее статус меняется и она становиться полноценным заказом. С этого момента заказ становиться доступным для системы планирования и находится там до момента его отгрузки клиенту. В системе планирования для каждого заказа производиться предварительное резервирование производственных мощностей согласно его производственному маршруту. При этом учитываются все ограничения и правила, которые заложены в модель производства (производительности ресурсов, календарь доступности ресурсов, план кампаний и т.д.).  

Подбор материалов

Хотя большая часть продукции компании производиться под заказ, и только относительно небольшая часть продукции производиться в запас на основании прогнозного спроса от аффилированных компаний (это делается с целью сокращения времени доставки), тем не менее, не всегда возможно сгруппировать заказы до размера полных плавок. В результате этого, часть стали из плавок производится в запас и заготовки направляются на склад, где они ожидают подходящего открытого заказа. Для сопоставления характеристик свободного материала и требований открытых заказов существует отдельный процесс подбора материалов.

Процесс подбора материалов в компании разбит на несколько этапов. Для каждого этапа применяется специфичная логика по оценке потенциала сопоставления материалов и заказов. В большинстве случаев при подборе материалов рассматриваются полный перечень требуемых характеристик материала, включая допуски по весу.

Как правило, анализируются требования по: химическому составу, тестам, профилю и размеру. Каждое сопоставление должно пройти отдельный этап утверждения, до того момента, когда материал поступит в производство.

Решения, принятые в рамках процесса подбора материалов, немедленно передаются как в цеховые системы, так и в систему производственного планирования. В системе производственного планирования исполнения заказов начинается не с самого начала, с момента выплавки и разливки, а  этапа, на котором находится в тот момент назначенный полуфабрикат.

Производственное планирование и составление графиков работы оборудования

Заказы, для которых не нашлось подходящего материала в запасах, поступают на вход процесса календарного производственного планирования и составления графиков выплавки и разливки.

Эффективная группировка заказов со схожими характеристиками в плавки и выстраивание последовательности разливки стали на МНЛЗ и в изложницы является очень важным аспектом производственного планирования в металлургической компании. Первоначальный план для этапа выплавки и разливки подготавливается в рамках общего процесса производственного планирования. Основная цель такого плана – грубая оценка доступных мощностей по выплавке и разливке и детальный анализ ограничений последующих этапов производства для формирования наиболее актуальных требований к сталеплавильному производству.  Требования к сталеплавильному производству из общего производственного плана детально анализируются в специализированном решении по составлению графиков выплавки и разливки.

Горизонт плана сталеплавильного производства разбит на несколько участков. На долгосрочном участке планирования заказы группируются в плавки на основании заданных правил. Эти плавки автоматически (без вмешательства планировщиков) пересчитываются каждый день, так как ситуация на долгосрочном горизонте достаточно изменчивая. На среднесрочном участке запланированные плавки сохраняются при повторных пересчетах. К плавкам могут добавляться новые заказы взамен свободного материала. Планировщики в основном работают именно с этим участком горизонта планирования. График выплавки и разливки на краткосрочном участке планирования в основном закрыт для изменений. На основании графика этого участка формируются производственные задания.

Ежедневно в процессе планирования в металлургической компании в обязательном порядке анализируются следующие ограничения:

  • плавки, технологические маршруты и последовательности разливки в сталеплавильном производстве;
    • доступные производственные мощности с учетом календаря доступности ресурсов;
    • ограничения, связанные с производственными кампаниями.

Хотя график выплавки и разливки готовиться на основании общего плана производства, иногда возникают ситуации, когда график в какой-то части может противоречить плану производства.  В этом случае график сталеплавильного производства должен быть синхронизирован с планом производства в рамках сессии планирования. При этом планировщики должны руководствоваться глобальными целями по дисциплине отгрузки клиентам, загрузке ресурсов и уровню запасов. В рамках детального планирования дальнейших переделов качество плана и графика производства продолжает повышаться (планирование производственных партий в термическом отделении, планирование альтернативных маршрутов и т.д.).    

Технические и временные аспекты организации процесса производственного планирования

Производственные заказы ежедневно анализируется в течение всего процесса планирования, а не в какие-то определенные моменты времени. Благодаря этому любые изменения производственной ситуации находят соответствующее отражение в плане заказов.

Изменения производственной ситуации (портфель заказов, мощности производства и прочее) требует обновления плана. В рамках производственного планирования это означает  создание  новой версии планов и графиков и синхронизация их между собой.

Подбор материалов также является частью ежедневного процесса обновления планов, так как он также может быть источником изменений. Назначение свободного материала из запасов заказу, который был изначально запланирован с этапа выплавки и разливки, может сократить время его производства и высвободить мощности ресурсов для других заказов.

Смежные с процессом производственного планирования процессы (приемка заказов, планирование заказов, подбор материалов, составление графиков выплавки и разливки) работают параллельно. В большинстве случаев пользователи могут работать с системой планирования в любое удобное для них время.

Процесс планирования удовлетворения заказов можно представить в виде последовательности шагов.       

Подготовка к процессу планирования в автоматическом режиме

Полное обновление входных данных  

Большая часть данных необходимых для планирования содержится в учетных системах компании. Каждое утро эти данные автоматически подготавливаются и передаются в систему планирования. Утреннее полное обновление данных  гарантирует то, что как минимум один раз в день наиболее актуальные данные поступают в систему планирования. 

Внутренний замкнутый цикл

Часть данных поддерживается и храниться только внутри системы планирования. Для этого используется внутренний замкнутый цикл передачи данных. При построении плана используются как данные из учетных систем, так и собственные данные системы планирования. При этом обеспечивается согласованность данных.

Исходный план

На первом шаге создается модель компании и рассчитывается исходный план для каждого клиентского заказа. Значительная часть календарного производственного плана восстанавливается из предыдущего дня. Это относиться в первую очередь к календарям доступности ресурсов, плана производственных кампаний и плана заказов на краткосрочном и среднесрочном горизонтах. Основная цель при этом обеспечить стабильность плана в тех областях, где портфель заказов стабилен и имеется возможность сохранить работу предыдущего дня. На следующем шаге для каждого планировщика создается отдельная версия исходного плана – домен планирования.

Сессии планирования

Работа с планом разбита на отдельные сессии планирования. В рамках этих сессий осуществляется автоматическое планирование и внесение ручных изменений в план. Рисунок 3 иллюстрирует график сессий планирования в рамках ежедневного процесса планирования.

Рисунок 3 Планирование в течение дня

Как видно на рисунке 3, между полуночью и 4 часами утра готовятся исходные данные для системы планирования. Эти данные включают в себя новые заказы, актуальные данные производства и информация о запасах продукции и незавершенного производства. 

Первая сессия планирования начинается рано утром и ее основная цель – обновление плана на краткосрочном и среднесрочном горизонте планирования. Первый план (П1) обычно подготавливается между 9-ю и 10-ю часами. 

В случае возникновения непредвиденных ситуаций, может быть создана дополнительная версия плана (П2).

Если ничего непредвиденного не случилось, после первого плана (утром) создается новая версия плана между 3-мя и 4-мя часами дня. (П3).

После полудня, когда главный планировщик обычно занят, для учета изменений производственной ситуации возможно создать дополнительные версии плана (П4). В любом случае, до начала подготовки данных для нового дня планирования, формируется окончательная версия производственного плана для текущего дня (П5). Эта версия учитывает все обновления данных, пришедших от смежных учетных систем,  а также ручные корректировки планировщиков. Зеленая линия показывает типовую интенсивность работы планировщиков в течение дня.

В рамках внедрения новой методологии планирования были осуществлены следующие ключевые изменения:

  • расширение горизонта планирования, переход к скользящему горизонту планированию, увеличение частоты обновления плана (несколько раз в день);
  • модернизация мотивационной схемы, внедрение новой системы ключевых показателей эффективности;
  • тесная интеграция процесса приемки заказов с процессами планирования производства;
  • учет специфичных ограничений сталеплавильного производства;
  • организация работы группы планировщиков в интегрированной среде планирования.

 Информационная система планирования

Специалистами американской компании совместно с проектной командой ЛОГИС были сформулированы несколько ключевых областей улучшений процесса планирования.  Впоследствии это стало ключевыми требованиями к новой системе инновационного планирования удовлетворения заказов. Эти требования включали следующее:

1. Учет всех ключевых ограничений при планировании

В случае если при планировании не учитывается какое-либо значимое ограничение или правило, с большой вероятностью это будет оказывать негативное влияние на качество плана.  Для компании сложность всегда вызывали следующие вопросы: загрузка ограниченных производственных мощностей, управление кампаниями, группировка заказов в плавки (с учетом специфичных требований каждого заказа к химическому составу).

Как было сказано выше американская компания является производителем специальных сталей. Их сортамент состоит из более 500 марок сталей, каждая со специфическими требованиями к химическому составу. Очевидно, что химический состав стали играет ключевую роль при составлении планов выплавки и разливки. В случае если план выплавки и разливки не был учтен при планировании всего производства, этот производственный план будет не реалистичным и потребуется дополнительный ручной труд планировщиков для формирования его окончательной версии.

2. Создание среды для планирования в команде

На крупных металлургических производствах с несколькими переделами невозможно обойтись одним планировщиком. В этом случае требуется командная работа группы планировщиков.  Для командной работы группы планировщиков необходимо иметь соответствую среду. В соответствии с проведенными исследованиями, существующие на сегодняшний день системы планирования почти не имеют инструментов для решения этой очень важной задачи планирования [5,7,10,12].

3. Обеспечение оперативности расчетов

Проблема планирования удовлетворения заказов сложна по своей природе, при этом время на ее решение в течение дня ограничено. Именно поэтому одним из ключевых требований к новой системе планирования было обеспечение оперативности расчетов - обеспечение возможности пересчитывать планы несколько раз в день за приемлемое для планировщиков время. Высокая скорость вычислений обеспечивает планировщика временем для изучения альтернативных решений существующих проблем планирования и выбора плана, который наилучшим образом соответствует текущим потребностям.

Для реализации описанных выше требований специалистами ЛОГИС было разработано собственное программное решение. В этом решении, в рамках проекта внедрения, была настроена модель производственно-логистической цепи поставок металлургической компании. На сегодняшний день новая система в полной мере покрывает следующие процессы удовлетворения заказов металлургической компании: прием заказов, подбор материалов, календарное производственное планирование, составление графиков работы оборудования.

Решение разработано в программной среде C++ и использует архитектуру, которая подразумевает выполнение всех основных расчетов непосредственно в оперативной памяти компьютера без обращения к жесткому диску, что обеспечивает высокую производительность. Для целей моделирования разработанная система использует настраиваемые алгоритмы Программироявания Удовлетворения Ограничений  (Constraint Satisfaction Programming - CSP), которые включают в себя, в том числе, линейное и целочисленное программирование, эвристику [3,4,15,16,17,18].

Пример рабочей области планировщика производства приведен на рисунке 4. 

Рисунок 4 Рабочая область планировщика производства

Основными результатами применения разработанной системы являются:

  • значительное ускорение расчетов;
  • поддержка комплексной среды планирования с возможностью управления работой группы планирования;
  • повышение точности планов за счет учета сталеплавильных правил и ограничений.

Описание достигнутых результатов

Результатами внедрение новой системы планирования базирующейся на методологии планирования удовлетворения заказов в металлургической компании являются:

  • повышение дисциплины отгрузок заказов с 50% до 90% и более при окне обещания в один день;
  • поддержание оптимального уровня запасов полуфабрикатов и готовой продукции;
  • улучшение показателя загрузки оборудования;
  • повышение информированности заказчиков

Выводы

Методология планирования удовлетворения заказов прошла апробацию на ряде международных промышленных предприятий, доказала свою эффективность и рекомендована к внедрению на предприятиях рассматриваемого класса (сложная технологическая специфика производства, комплексная среда планирования, необходимость управления в режиме близком к режиму реального времени).

Внедрение процессов планирования удовлетворения заказов на основе предлагаемой методологии зачастую требует внесение изменений в организационной структуре подразделений компании, задействованных в процессе планирования и исполнения, изменение мотивационной схемы, внедрение новых показателей эффективности. 

Необходимым условием успешного внедрения методологии является применение соответствующего инструментария, одними из ключевых характеристик которого являются возможности поддержки и управления эффективной работой группы планировщиков, учет технологической специфики промышленного предприятия, оперативность расчетов.

Список литературы

  1. Goldratt, Eliyahu M. Theory of Constraints. [Great Barrington, MA]: North River Press. – 159 p. ISBN 0-88427-166-8.
  2. Бауэрсокс Д. Логистика: интегрированная цепь поставок. – М.:ЗАО «Олимп-бизнес», 2008. – 640 с.
  3. Бережная Е.В. и Бережной В.И. Математические методы моделирования экономических систем. М.:Финансы и Статистика, 2006. – 432 с.
  4. Бочкарев А.А. Автоматизация планирования и моделирования цепи поставок: монография – СПб.:СПбГИЭУ, 2008. – 291 с.
  5. Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандарта MRPII – СПб.:Питер, 2003. – 252 с.
  6. Дыбская В.В. Логистика: учебник – М.: Эксмо, 2008. – 944 с.
  7. Карминский С.А. и др. Информатизация бизнеса: концепции, технологии, системы. М.:ФиС, 2006. – 624 с.
  8. Кристофер М. Логистика и управление цепочками поставок. – СПб.: Питер, 2005. – 316с.
  9. Михелькевич В. Н., Радомский В. М. Основы научно-технического творчества. Ростов-на-Дону.: Феникс, 2004. — С. 320.  
  10. Оно Т. Производственная система Тойоты. М.:ИКСИ, 2005. – 192 с.
  11. Прангишвили И.В. и др. Поиск подходов к решению проблем. Серия "Информация России на пороге XXI века". – М.: Синтег, 1999, 284 с.
  12. Родов А.С. и Крутянский Д.И. План Поток Ритм. Ростов-на-Дону: РКИ, 1964.– 73 с.
  13. Сергеев В.И. Корпоративная логистика. 300 ответов на вопросы профессионалов. М.: Инфра-М, 2005. – 976 с.
  14. Степин В. С., Елсуков А. Н. Методы научного познания. — Минск, 1974 − 152 с.
  15. Таха Х. Введение в исследование операций. 7-е издание.  М.: Вильямс,  2005. -912 с.
  16. Черноруцкий И.Г. Методы оптимизации в теории управления. СПб.:Питер, 2004. – 256 с.
  17. Шапиро Дж. Моделирование цепи поставок. СПб.: Питер, 2006. – 720 с.
  18. Шимко П.Д. Оптимальное управление экономическими системами. СПб.: Бизнес-пресса, 2004. -240с.

Контакты

Работа с авторами 

Левина Тамара

моб. 8(962) 965-48-54

E-mail: levina-tamara@mail.ru

Распространение

Алямовская Наталия

моб. 8(916) 150-07-21

E-mail: nalyamovskaya@mail.ru

Адрес 

125319, Москва, ул. Черняховского, д.16

тел./факс (495) 771 32 58

ISSN 2587-6775

Издается с 2004 г.

Включен в перечень ВАК с 2008 г.

ИНДЕКСИРОВАНИЕ ЖУРНАЛА