Опубликовано №6 (71) декабрь 2015 г.

АВТОР: Конвичка Д., Солодовников В. В. 

РУБРИКА  Планирование в цепях поставок Логистика производства Корпоративная логистика промышленных компаний Информационные технологии в логистике и SCM

Аннотация

В статье рассматриваются особенности современных систем Инновационного планирования и составления графиков работы оборудования (Advanced Planning and Scheduling - APS). Приводятся различные определения этого класса систем. Указывается, что анализ опыта внедрений рассматриваемых систем позволяет сделать вывод о ряде недостатков, которые не позволяют им решать определенный спектр задач в условиях комплексных сред планирования. Систематизируются ключевые характеристики комплексных сред планирования, наличие которых ограничивает возможность эффективного внедрения стандартных APS систем, включая: уникальность технологических процессов; масштаб и комплексность; сложность формализации и непредсказуемость; волатильность и чувствительность к изменениям. Формализуются ключевые особенности, позволяющие классифицировать новое поколение рассматриваемого класса систем. Предлагается определение для APS систем нового поколения. Приводится сравнительный анализ систем планирования нескольких поколений: MRP II, APS I, APS II. В заключении приводятся примеры внедрений APS систем нового поколения в таких компаниях как: Trinicke Zelezarny, Чехия; TimkenSteel, США; Корпорация ВСМПО-АВИСМА, Россия.  

Ключевые слова: 

• планирование

• инновации

• диспетчеризация

• APS

• Advanced Planning and Scheduling

• MRP
• поколения информационных систем

• информационная система

• информационная поддержка

APS системы хорошо известны среди профессионалов во всем мире [6,8,13,15-17,23]. Существует множество примеров успешных внедрений этого типа систем в разных индустриях, результатом которых стала высокая ценность бизнеса для данных предприятий [3,13]. В то же время, можно выделить некоторое количество проектов, где стандартные APS технологии не привели к ожидаемым результатам и даже ухудшили ситуацию [7,9,10,13]. Авторы статьи предлагают объяснение, согласно которому многие из этих ошибок связаны с характеристиками/недостатками стандартных APS систем, которые неспособны решать ряд задач.

Недавний опрос авторов представляет специфические особенности внутренней среды предприятий, наличие которой ограничивает возможности эффективного использования стандартных APS систем в отдельных случаях. Чем больше специфических особенностей можно выделить во внутренней среде компании, тем больше ограничены возможности применения APS систем для эффективного планирования. Для внутренней среды, которая значительно зависит от подобных характеристик, авторы предлагают использование термина «комплексные среды планирования».

В этой статье авторы анализируют стандартные APS технологии (далее они будут называться «первое поколение APS») и их недостатки по сравнению с возможностями использования комплексных сред планироваия.

Также анализируются характеристики нового поколения APS систем и предлагаются отличительные признаки обновленного определения APS. В статье приводится сравнительный анализ технологий планирования. В конце работы рассматриваются практические примеры внедрения нового поколения APS систем.

Первое поколение APS

Существует множество различных определений APS систем.

APS – это набор технологий, бизнес-процессов и метрик производительности, которые позволяют производственным компаниям более эффективно конкурировать на мировом рынке. Эти технологии включают в себя компьютерное программное и аппаратное обеспечение, которое позволяет компании изменить процесс планирования, составления графиков, прогнозирования и распределения, а также взаимодействовать с клиентом и поставщиками [12].

APS – это система, которая является своего рода «зонтиком» над всей цепью поставок, позволяя таким образом получать информацию в режиме реального времени, с помощью которой считается реалистичный план, способный обеспечить быстрое реагирование на запросы клиента [14].

Согласно словарю APICS [2], APS система определяется следующим образом: Технологии, которые позволяют осуществлять анализ и планирование логистики и производства в течение краткосрочного, среднесрочного и долгосрочного периода. В качестве APS системы можно рассматривать любую компьютерную программу, которая использует развитый математический алгоритм и/или логический узел для того, чтобы выполнить оптимизацию или симуляцию планирования хода производства,   снабжения, планирования капиталовложений, ресурсов, прогнозирования, управления спросом и т.д. Эти технологии одновременно учитывают ряд ограничений и регламентирующих правил, чтобы обеспечить планирование и составление графиков в режиме реального времени, поддержку принятия решений, доступность запасов и возможность изготовления товара к определенному сроку. Чаще всего APS система обрабатывает и оценивает многофакторные сценарии.

Согласно Ivert [11], использование большого количества определений для описания APS системы создает проблемы, связанные с формированием единой концепции, например для долгосрочного планирования и оптимизации (APO), планирования цепи поставок (SCP) и сотрудничества в цепях поставок. Кроме того, многие подходы перекрывают друг друга: в результате, становится затруднительным получить четкую картину о функционале и назначении каждого элемента. Например, модули APS системы зачастую объединены с модулями ERP системы, поэтому определить, какие модули относятся к каждой из систем, достаточно сложно. Другое объяснение неопределенности, связанной с описанием APS систем, являются следующим: поставщики программного обеспечения называют свои решения APS, но при этом функциональность этих решений серьезно отличается у разных поставщиков. Что касается ERP систем, крупные разработчики успешно достигли адекватного уровня функциональных возможностей, что помогло им занять лидирующие позиции на рынке. Небольшое количество специалистов в области цепи поставок смогли не отставать от поставщиков ERP систем и предлагают подобное программное обеспечение.

Все это приводит к выводу, что не всегда легко определить современные особенности APS систем в сравнении с предыдущими вариантами с использованием существующих определений. Именно поэтому одним из распространенных способов описания современных APS систем является рассмотрение их в свете общеизвестных недостатков их предшественников. Одним из ключевых факторов отличия APS от предыдущих систем можно рассматривать следующее:

В отличие от прошлых систем (комментарий автора: ERP/MRP II), APS одновременно планирует и составляет график производства, основываясь на доступных материальных, трудовых ресурсах и производительности предприятия [1,4].

Это описание хорошо отражает суть характеристик APS систем. Важно подчеркнуть, что наряду с производительностью возможно отследить и трудовые ресурсы – таким образом, можно сказать, что планирование происходит совместно с учетом доступных материалов и мощностей. Также необходимо отметить, что в предложении выше слово «совместно» в основном относится к анализу материалов и пропускной способности, а не к планированию и составлению графиков.

Вышеуказанное определение не покрывает те области, где недостаточно рассматривать только доступные материальные ресурсы и пропускную способность. В пример можно привести такие сферы, в которых важную роль играют особые ограничения, имеющие как технологическое, так и любое другое происхождение. Первое поколение APS технологий не имеет возможности рассматривать данные ограничения. Соответственно, создаваемый план, не учитывающий подобные условия, будет иметь меньшую ценность (как с точки зрения выполнимости, так и с точки зрения связанных выгод).

Пример: Производители сортовой стали работают с сотнями различных групп прочности [5,18,19,21], которые варьируются благодаря их химическому составу. Таким образом, химический состав стали является важным ограничением с серьезным влиянием на планирование материального потока в целом. Если подобная компания будет рассматривать только доступность материалов и пропускную способность, план не будет в достаточной мере применим как средство управления без дальнейших корректировок.

Невозможность работы с особыми ограничениями не является единственным недостатком первого поколения APS систем. Теперь отметим, что комплексные среды планирования – это те, в которых первое поколение APS систем не достигло нужных результатов. Оставляя без внимания «субъектный» аспект приведенного кейса (указанного по причине готовности компании к изменениям процессов, качеству APS системы и возможностей команд внедрения инвестора и поставщика), это будет производственная среда со следующими характеристиками:

1. Высокий уровень уникальности 

Это касается сфер, в которых помимо доступности материалов и/или производственных мощностей, значительную роль играют другие ограничения. Это сферы, где требования к расчетам, которые рассматриваются APS системой, настолько уникальны, что не могут быть адекватно учтены таким образом, чтобы было возможно осуществить параметризацию алгоритмов планирования, которыми снабжены APS система. Как следствие, необходимо наличие возможности изменять алгоритмы планирования или создавать новые. Таким образом, авторами определено первое условие, которое связано с комплексными средами планирования: это наличие возможности осуществлять значительные изменения в алгоритмах планирования или создавать новые специальные алгоритмы.

Другая сложность связана с тем, что природа подобных ограничений требует использования нескольких методов решения.

2. Высокая степень сложности и широкая область применения

Как следствие высокой степени сложности и масштабов среды, может появиться необходимость использовать несколько блоков планирования (с поддержкой возможности планирования со стороны нескольких пользователей). Особенно подобная необходимость возникает в случае, когда существует крайне низкая степень уверенности в том, что один блок планирования сможет справиться со всеми составляющими и/или областью применения. Это также касается случая, когда дополнительный блок планирования приносит большое количество важной информации, возможностей и ноу-хау в процесс планирования (которые не могут быть приняты в расчет без данного блока).

3. Ограниченные возможности описания и низкая возможность прогнозирования

Следствием данного недостатка является рост объема планирования, осуществляющегося вручную. Соответственно, возможность достичь высокого уровня автоматизации ограничена и роль сотрудника отдела планирования растет, поскольку увеличивается количество действий, совершаемых им. Таким образом, растет роль эффективной поддержки принятия решений с акцентом на возможности настройки, динамические характеристики и эффективность рабочей среды планировщика.

4. Высокая непредсказуемость и чувствительность к изменениям 

Результатом данного недостатка является необходимость наличия возможности быстрого перепланирования. Однако, быстрое изменение планов обуславливается достижением высокого уровня детализации модели планирования (в данном случае, это в первую очередь касается возможности включать особые ограничения среды в модель – см. пункт 1 выше) и высоким уровнем интеграции всех процессов планирования. Помимо этого, в некоторых случаях существует необходимость включения многовариантых алгоритмов и построения высокоэффективной команды планировщиков.

Представляется, что чем больше характеристик комплексных сред планирования связаны с рассматривающейся средой планирования, тем более ограниченных результатов можно достичь в данных условиях с помощью первого поколения APS cистем.

В таблице 1 (вторая колонка) представлены краткие комментарии, указывающие на то, как вышеперечисленные потребности рассматриваются и удовлетворяются в рамках стандартных APS технологий, используемых в комплексных средах  планирования.

Таблица 1- Требования комплексных сред планирования

APS системы нового поколения и отличительные признаки обновленного определения APS

Примем за данность, что APS технологии продолжат развиваться и что APS останется термином, используемым для технологий планирования, которые на данный момент отличаются своей эффективностью. Однако, для того, чтобы термин «APS» продолжал использоваться для большинства эффективных систем планирования, невозможно обойтись без предложения другого определения, кроме созданных для APS систем. Необходимо отметить, что APS системы нового поколения должны обеспечивать по-настоящему эффективные технологии планирования даже для комплексных сред планирования. Они должны обеспечивать технологии, которые смогут удовлетворить все потребности (указанные в таблице 1) комплексных сред планирования.

Кроме того, наступает момент, когда необходимо отразить разницу между поколениями APS систем в отличительных признаках обновленного определения. Предлагается следующее описание:

В отличие от первого поколения APS систем, новое поколение поддерживает эффективное планирование и составление графиков процесса удовлетворения спроса, принимая во внимание важные ограничения.

Можно перечислить следующие изменения (в сравнении с первоначальным определением):

A) Значимые ограничения вместо доступных материалов и производственных мощностей

Первоначальная фраза «планы… доступные материалы, трудовые ресурсы и производственные мощности» заменена на «принимая в расчет важные ограничения». Несмотря на то, что материальные ресурсы и производственные мощности является ограничениями, существующими в большинстве производственных процессов, многие предприятия также обременены некоторым количеством других ограничений. В то же время, некоторые из них могут быть настолько значимыми, что пока они не принимаются в расчет в течение осуществления процесса планирования, они могут сделать конечный план неприменимым.

«Значимость» является относительным понятием. Невозможно объективно определить, что является значимым, а что нет. Однако, справедливо, что чем более совершенным должен быть финальный план, тем более полный набор существующих ограничений необходимо рассматривать, начиная от самых важных и заканчивая самыми незначительными.

B) Эффективный вместо одновременно

Слово «одновременно» является важной характеристикой первого поколения APS систем. Тем не менее, оно больше относится к технической части планирования, нежели к его ценности. Допускается, что когда ограничения рассматриваются одновременно, это является гарантией достижения наилучшего результата из возможных.

Тем не менее, целью является создание плана с наибольшей ценностью. И другие факторы, помимо способа рассмотрения ограничений, могут помочь в ее достижении. В частности, пути достижения более высокой ценности плана, могут быть связаны с более эффективным использованием информационных ресурсов или с лучше поддержкой определения и проигрывания сценариев «что, если…» и т.п. Но даже если искать возможности улучшения только в способе рассмотрения ограничений, жесткое следование принципу одновременного их анализа не всегда приводит к наилучшему результату из возможных – например, это касается сфер с неоднородными проблемами (проблемы, которые не могут быть решены с помощью просто применения одного из известных смоделированных методов). В этом случае лучшие результаты могут быть достигнут с помощью решения, основанного на нескольких взаимодействующих алгоритмов решения и итерациях, что также означает сдерживание возможности одновременного рассмотрения ограничений.

C) Процесс удовлетворения спроса вместо производства

Хотя производство обычно является основной составляющей процесса удовлетворения спроса, чаще всего это не единственный фактор, который необходимо учитывать. На многих предприятиях, материальные ресурсы должны приобретаться в интересах выполнения заказа (то же самое касается полуфабрикатов и различных компонентов). Очевидно, что управление закупками отличается от управления производством, хотя оба эти процесса взаимосвязаны. В других компаниях, важную роль в удовлетворении спроса могут играть другие области. Подобные особенности могут играть очень важную роль, влияя на то, насколько эффективно компания может удовлетворить спрос.

Технологии планирования и их достаточность для эффективного управления

Как было указано выше, использование первого поколения APS систем в некоторых сферах приводит к хорошим результатам; однако, в других результаты могут быть не столь впечатляющими. В этой связи, очень важно понимать, насколько комплексной является среда планирования.

Давайте попробуем осуществить простое сравнение ценности технологий планирования в зависимости от комплексности рассматриваемой среды планирования.

Как было отмечено выше, комплексные среды планирования характеризуются следующими положениями: уникальностью, сложностью, масштабом, волатильностью, чувствительностью к изменениям, непредсказуемостью и ограниченными возможностями описания. Также, предположим, что для целей это статьи координата «0» оси комплексности среды планирования будет связана со средой, где достаточно учета производственной мощности и доступности ресурсов для создания очень реалистичной модели планирования (примечание: оценка того, насколько реалистичной является модель представляет собой ограничение достижимого качества плана для рассматриваемой системы планирования).

Теперь давайте рассмотрим, что будет считаться ценностью для целей управления при сравнении технологий планирования. Для наших целей, мы предлагаем, чтобы ценность для процесса управления складывалась из следующих аспектов:

• Осуществимость плана, который может быть получен в результате использования рассматриваемой технологии.

Если план может быть реализован со всеми его деталями (независимо от того, насколько выгодным он является) несмотря на объективные факторы, являющиеся препятствием к этому, он является полностью осуществимым. Чем больше деталей плана не может быть реализовано в связи с объективными причинами (например, из-за слишком большой загрузки производственных мощностей в некоторые временные периоды), тем менее осуществимым он является.

• Выгоды, являющиеся результатом использования плана

Уровень того, насколько выгодным является план, связан с тем как план использует объективные факты в конкретной ситуации для того, чтобы соответствовать целям компании максимально эффективно (в данном случае, это максимально возможный уровень обслуживания для клиентов и максимально возможная операционная эффективность).

• Достаточность используемой технологии для создания плана

Достаточность растет вместе с возможностью управления с помощью результатов, полученных в процессе использования систем планирования без необходимости последующей их корректировки и обработки вне системы (например, вручную, используя инструментарий Excel или другие дополнительные инструменты)

Рисунок 1 Ценность систем планирования в зависимости от комплексности среды

Давайте начнем с концепции MRP II (планирование производственных ресурсов), используемой практически в любой ERP системе. Ценность данной системы ограничена достаточно низкой осуществимостью планов или ограниченном уровне выгод от использования плана. Как следствие, система MRP II является адекватной только для предприятий с не комплексной средой планирования (см. рисунок 1), которая, помимо этого, не находится под влиянием значительного конкурентного давления. Как только среда усложняется даже простой составляющей, ценность MRP II для целей планирования быстро уменьшается; планы приходится корректировать вручную, в большинстве случае используя возможности настольного калькулятора. Даже в средах планирования со средней комплексностью, ценность MRP II является незначительной, а говорить о ценности данной системы в по-настоящему комплексных средах вообще не приходится.

Первое поколение APS (которые далее будут называться APS I) справляется несравнимо лучше в не комплексных средах планирования. Благодаря их характеристикам в точке 0 по оси комплексности, они могут достигать максимальной ценности для управления. Когда комплексность среды растет (а именно, возрастает уникальность и другие отличительные особенности подобных средств), APS I начинает терять ценность при использовании. Это происходит по причине того, что APS I не способна справляться с комплексными проблемами – данное поколение систем не видит отдельные ограничения, неприменимо в средах с высокой сложностью и масштабами и т.д. (см. сравнительную таблицу, колонку «Как потребность удовлетворяется стандартными APS технологиями). Как следствие, ценность APS I быстро снижается как только мы приближаемся к по-настоящему комплексным средам – таким средам, где комплексные характеристики распространены повсеместно.

Ценность нового поколения APS (которое далее будет называться APS II) будет очень высокой, по причине того, что подобные системы имеют возможность принимать во внимание все характеристики комплексных сред планирования (уникальность, сложность и т.п.). APS II обеспечивают более высокую ценность, чем другие технологии в рассматриваемой среде. Очевидно, что изменения в не комплексных средах будут небольшими, но с ростом комплексности, разница с другими технологиями (в том числе с APS I). Будет серьезно расти. Таким образом, APS II будет единственной технологией, способной обеспечить высокую ценность плана даже в комплексных средах планирования.

Примечание:   Давайте отметим, что единственная характеристика, которой не удовлетворяют системы APS II, является низкая способность к описанию. По вполне понятным причинам, это не может быть рассмотрено как недостаток данной технологии. Описание ограничений в любой среде – это та задача, которая должна выполняться человеком. Практический опыт показывает, что даже люди не всегда способны адекватно описать правила, действующие в рассматриваемой среде Это может быть сложно получить необходимую информацию на данном предприятии (большее количество людей должны будут провести встречи, чтобы получить необходимые знания, но они даже могут не знать друг о друге) или такая информацию может до сих пор не существовать в компании (знание не достигаемое, данный предмет является своего рода черным ящиком).

Но учитывая, что речь идет о производственных предприятиях, мы принимаем, что неизвестные составляющие ограничены, даже в очень комплексных средах – это также является причиной, почему голубая линия на диаграмме не достигает нуля в комплексных средах планирования.

Принимем во внимания, что эта диаграмма основана на неточных оценках и является приблизительной, основанной на вышеописанных возможностях технологий планирования. Она иллюстрирует адекватность использования для целей управления. Переменные (ценность для управления, комплексность среды планирования) не являются точно измеримыми и могут быть использованы только для сравнения меньше/выше, более комплексный/более простой уровень и т.д. Также необходимо отметить, что отдельные системы планирования могут демонстрировать различную ценность в своих категориях (MRP II, APS I, APS II).

Новое поколение APS систем на практике

В последнее время, было несколько успешных проектов внедрения нового поколения AOS  в комплексных средах планирования. Ниже представлены некоторые из них.

Внедрение элементов нового поколения APS в компании Trinecke Zelezarny [22]. Trinecke Zelezarny – это чешский завод по производству сортовой стали и является одним из ведущих производителей стали в Европе.

Самое большое внедрение нового поколения APS в компании TimkenSteel [20]. Это Американская компания-производитель сортовой стали: очевидно, что она функционирует в рамках комплексной среды планирования. В прошлом, эта компания использовала А-класс первого поколения APS. Данный проект является хорошей возможностью для сравнения двух поколений APS технологий (в том числе благодаря факту, что команда этого предприятия в течение проекта состояла из тех же людей, которые работали с предыдущей системой). Результаты очень впечатляют. Представленная ниже диаграмма отражает развитие показателя своевременности доставки после внедрения технологии APS II.

Рис.2.  развитие показателя своевременности доставки после внедрения технологии APS II

В 2015 году российская корпорация ВСМПО-АВИСМА начала проект, связанный с новым поколением APS. Данная компания является самым большим в мире производителем титановых сплавов с полным производственным циклом от переработки сырья до готовой продукции с высоким уровнем автоматизации. Корпорация поставляет свою продукцию на рынки 50 стран, которая широко используется в глобальной аэрокосмической промышленности, а также является стратегически важным поставщиком для многих компаний.

Можно предположить, что вскоре новое поколение APS систем, которое будет покрывать требования комплексных сред планирования, займет значительную долю рынка. Основной причиной этого является тот факт, что цепи поставок современных компаний продолжают развиваться и становятся более сложными день ото дня. При этом, уровень конкуренции между ними растет.

 Список литературы

1. Advanced planning and scheduling http://en.wikipedia.org/wiki/Advanced_planning_and_scheduling (14.5.2014)
2. APICS Dictionary. In: JR, J.H.B. (ed.) APICS Dictionary. 13^th ed. Chicago. APCIS The Association of Operations Management, 2011
3. Bermudez, J. (1996). “Advanced Planning and Scheduling Systems: Just a fad or a breakthrough in manufacturing and supply chain management”, The report on manufacturing, Advanced Manufacturing Research, Inc. (expectation)
4. Bubenik P. Advanced Planning System in Small Business. Applied Computer Science Volume 7, Number 2, 2011
5. Degner M. and others. Steel Manual. – Dusseldorf:Steel Institute VDEh, 2008. – 185 p.
6. Dickersbach J.T. Production Planning and Control with SAP ERP 2nd Edition. SAP Press, 2010. – 525 p.
7. Fontanella, J. (2001). “The Overselling of Supply Chain Planning Suites – 60 Manufacturers Speak Up, AMR Research Report.
8. Günther H.-O., van Beek P.  Advanced Planning and Scheduling Solutions in Process Industry. GOR Publications, 2003. ISBN 978-3-540-00222-2
9. Hamilton, S. (2003). Maximizing your ERP system a practical guide for managers, The McGraw Hill Companies, Inc, New York
10. Hvolby, H.A, and Steger-Jensen, S.J. (2010). ”Technical and industrial issues of Advanced Planning and Scheduling (APS) systems”. Computers in Industry, Vol. 61, No. 9, pp. 845-851.
11. Ivert L.K. Use of Advanced Planning and Scheduling (APS) systems to support manufacturing planning and control processes. Thesis for PhD. Göteborg, Sweden, 2012
12. Naden, J. (2000). “Have a successful APS implementation”, IIE Solutions, Vol. 32, No. 10, pp.10.
13. Stadtler H., Kilger Ch. Supply Chain Management and Advanced Planning. Third Edition. Berlin:Springer, 2004. – 512 p.
14. van Eck, M. (2003). “Is logistics everything, a research on the use(fullness) of advanced planning and scheduling systems”, BMI paper, University of Amsterdam, Amsterdam.
15. Vollman T. Berry W., Whybark D.C., Jacobs F.R. Manufacturing planning and control systems for Supply Chain Management: The Definitive Guide for Professionals. 5th edition. McGraw-Hill Education, 2004 - 598 p.
16. Zagidullin R. Managing discrete production with the use of MES, APS, ERP. Monography. 2015 – 372 p. ISBN: 978-5-94178-272-7 (In Russian)
17. Karminsky S. Business informational support: concepts, technologies, systems. - M.:F&S, 2006. – 624 p. (In Russian)
18. Konvicka D., Solodovnikov V. customer service and operational efficiency improvement at special steel maker through improvement of order fulfilment planning. – Logistics and Supply Chain Management, №4(63), 2014. (In Russian)
19. Konvicka D., Solodovnikov V. Strengthening competitive advantages of steelmaker through quality improvement of melt shop and caster scheduling– Logistics and Supply Chain Management, №6 (65), 2014. (In Russian)
20. New generation planning at TimkenSteel http://www.logis.cz/pdf/ru/LOGISNews2014.pdf (14.5.2014) (In Russian)
21. Oeks G. Steel production. - M.: Metallurgy, 1974. - 440 p. (In Russian)
22. Advanced planning at Trinicke Zelezarny http://www.logis.cz/pdf/ru/LOGISNews2009.pdf (30.06.2009) (In Russian)
23. Sergeev V. Supply Chain Management. Tutorial. M.:Uright, 2015. - 480 p. (In Russian)
24. Titan giant “VSMPO-AVISMA Corporation” improves customer service http://www.metalinfo.ru/ru/news/80734 (25.08.2015) (In Russian)

Опубликовано № 1 (48) февраль 2012 г.

АВТОР: Негомедзянов Ю.А., Негомедзянов Г.Ю.

РУБРИКА Современные концепции и технологии в логистике и управлении цепями поставок, Корпоративная логистика промышленных компаний 

Аннотация

Рассмотрена сущность ориентации производства на реализацию концепции логистики как основа углубления функциональности концепции RP («Requirements\Resource Planning» - Планирование потребностей/ресурсов). Предложены методологические основы углубления функциональности информационно–логистической концепции RP с системных позиций, в частности информационно–программных модулей MRP и DRP. Рассмотрено управление материальными потоками в логистической системе промышленного предприятия как путь к минимизации общих логистических издержек, оптимизации ключевых показателей: времени исполнения заказа и качества логистического сервиса.

Ключевые слова:Requirements\Resource Planning Планирование потребностей/ресурсов MRP DRP функциональность

Одной из наиболее популярных (по крайней мере, для российских предприятий) концепций управления логистическими системами является в настоящее время информационная логистическая концепция RP («Requirements\ Resource Planning» - планирование потребностей/ ресурсов.) Суть данной концепции в информационной поддержке конкретных базисных функций – закупки, производства, распределения. На ее основе разработаны широко известные информационно – программные модули, базовые логистические подсистемы: MRPI/ MRPII («Materials/ manufacturing requirements/ resource planning» - планирование потребности в материалах/ производственное планирование потребностей в ресурсах) и DRPI/ DRPII («Distribution requirements/ resource planning» - планирование потребностей в системе распределения).

Сущность концепции MRP в минимизации связанных со  складскими запасами на различных участках производства  издержек за счет оптимального управления поставками материалов и комплектующих для производства продукции (оптимизации времени поступления материалов), постоянного контролирования складских запасов и технологии производства.

Системы DRP -  это распространение логики построения систем MRP – концепции «планирования потребностей/  ресурсов» на каналы дистрибуции готовой продукции с учетом определенной специфики [1].

Несмотря на неоспоримые достоинства названных систем управления существует и будет всегда существовать возможность углубления функциональности современных систем управления. (Самые наилучшие системы в мире, в том числе и ERP или появившиеся позднее логистические концепции/ технологии и соответствующие им базовые подсистемы – маркетинговой и интегрированной – не смогут, что вполне очевидно, решить все проблемы управления предприятием.)

Например, системы планирования производства постоянно развиваются за счет рассмотрения более широкого спектра факторов при проведении планирования  путем введения дополнительных функций. Так, к базовым функциям планирования производственных мощностей и потребностей в материалах было предложено добавить ряд дополнительных. В результате была создана расширенная модификация MRP-II для эффективного планирования всех ресурсов производственного предприятия, в том числе финансовых и кадровых

Вместе с тем очевидно, что важно не только расширять (что весьма актуально и чему в настоящее время, как можно видеть из изложенного, уделяется особое внимание), но и углублять функциональность. Т.е. кроме традиционных функций производства, дистрибуции и финансов целесообразно автоматизировать и другие специализированные функции для предприятий отдельных отраслей промышленности. При этом весьма важно акцентировать внимание на следующие серьезные аспекты решения этой задачи. Во-первых сохранение во главе угла архитектуры, спроектированной на интеграцию. Во-вторых речь должна идти не об организации информационного обслуживания отдельных производственных или транспортных подразделений предприятия, а о разработке блоков – подпрограмм (программных модулей) интегрированной автоматизированной системы управления логистическим процессом.

         Действительно. Реализация процесса ориентации современных предприятий на новую управленческую идеологию, философию «бережливого производства», концепцию логистики внесла существенные изменения в динамику внутрипроизводственных взаимоотношений подсистем, систему целей функционирования, оперативного управления производством и потоковыми процессами, средства и методы реализации основных задач управления предприятием.

Поэтому особое внимание в последнее время уделяется системному совершенствованию управления предприятием, подходу к решению частных задач автоматизации управления с системных позиции.

Исследованию определенных вопросов рассматриваемой проблемы, актуальность которой неуклонно повышается, посвящена предлагаемая статья.

Рассмотрим определяющую предпосылку содержательной постановки задачи: сущность ориентации производства на реализацию концепции логистики как основа системности позиций в углублении функциональности концепции RP.

Говоря о системе управления  материальными и информационными потоками в производстве, ориентированном на реализацию концепции логистики, необходимо в принципе определить ее основные подсистемы – логистические направления:

- управление материальными и информационными потоками в процессе обеспечения предприятия материальными ресурсами (вход материального потока в систему);

- управление материальными и информационными потоками внутри предприятия (прохождение материального потока внутри системы);

- управление материальными и информационными потоками в процессе выхода материального потока из системы, продвижения готовой продукции к потребителям.

При этом вполне очевидно, что управляемость показателей материального потока в процессе продвижения готовой продукции к потребителям (ключевая результирующая  логистическая функция) обеспечивается их управляемостью на входе материального потока в систему, при прохождении материального потока внутри системы, выходе материального потока из системы.

Логистика применительно к предприятию – это формирование ее товаропроводящей сети, это система управления товародвижением; системообразующая функция [2].

Чтобы обеспечить управление сквозным материальным потоком, «гармонию товародвижения», система управления материальными и информационными потоками в производстве должна быть построена на взаимодействии, технологической интеграции названных подсистем – интегрирующая функция логистики.

Собственно говоря, обеспечение этого взаимодействия для согласованного управления сквозным материальным потоком – и есть задача логистически организованного предприятия.

При этом методология интеграции звеньев цепи «снабжение – производство – сбыт» должна базироваться на основе современной концепции маркетинга (стратегия сбыта ⇒ стратегия развития производства ⇒ стратегия снабжения производства), реализуемой логистикой.

Следующая методологическая предпосылка постановки задачи.

Обеспечить оперативную гибкую адаптацию производства к непрерывно изменяющимся потребностям рынка, минимизировать суммарные издержки и получить дополнительные преимущества в конкурентной борьбе возможно при соблюдении основного условия – автоматизации планирования производства и управления потоковыми процессами, оптимизирующими взаимодействие подсистем в производственных микрологистических системах, на единой информационной основе.

Определенные вопросы (варианты) возможного углубления функциональности современной системы организации производства и материально – технического обеспечения  -  системы MRP  - рассматривались нами ранее. В частности углубление осуществлялось в части информационной поддержки функций управления материальными потоками в производстве с целью сокращения непроизводственных затрат и материальных ресурсов на складах, гарантийных запасов сырья и комплектующих [3,4,5].

В формате продолжения этих исследований представляется целесообразным изложить методологические основы углубления функциональности информационно – логистической концепции RP с системных позиций.

Углубление функциональности информационно – программного модуля MRP.

Зарубежные исследования показывают: внедрение MRP – систем приводит к уменьшению складских запасов на предприятии на 20 – 30%, обеспечивает рост производительности труда на 20 – 25%, значительное увеличение числа своевременно выполненных заказов.

Логистическая концепция организации производства включает в себя (кроме основного – отказ от избыточных запасов) ряд других положений – отказ от завышенного взаимно обуславливаемого времени на выполнение основных и транспортно – складских операций; устранение нерациональных внутризаводских и внутрицеховых перевозок; превращение внутренних поставщиков и потребителей из противостоящих сторон в доброжелательных партнеров; сокращение общего времени прохождения продукции «от ворот до ворот» предприятия и др.

Реализация этих положений концепции логистики (производные задачи класса «как») осуществляется в рамках внутрипроизводственных логистических систем путем обеспечения (при реализации услуг по внутрипроизводственному перемещению грузов) постоянного согласования и взаимной корректировки планов и действий снабженческих, производственных, сбытовых звеньев внутри предприятия – оптимизация взаимодействия подсистем в производственных микрологистических системах для достижения баланса производительности между ними.

И если решение задач класса А – «когда, сколько» возможно с использованием с высоким уровнем стандартизации плановых корпоративных информационных систем (MRP- системы), то для решения задач класса «как» должны быть разработаны информационные системы с применением индивидуального программного обеспечения. Именно одна из таких модификаций индивидуального программного обеспечения автоматизированной системы оптимального управления материальными потоками в производстве, отвечающей принципам логистической концепции, предложена в работе [3]. В ней изложены методологические, организационные, программные и нормативные основы автоматизированной оперативной с применением индивидуального программного обеспечения системы оптимального управления потоковыми процессами в производственных микрологистических комплексах.

Система управления потоковыми процессами в производственных микрологистических комплексах (система ОУПП) представляет собой совокупность управленческих органов и объектов управления, мероприятий, методов и средств, функций, критериев направленных на установление, обеспечение и поддержание высокого уровня рационализации взаимодействия подсистем в производственных микрологистических системах, их координации по материальным и информационным потокам, обеспечения постоянного мониторинга взаимоотношений.

Главная задача системы – обеспечение (на базе оптимизации взаимодействия – при реализации услуг по внутрипроизводственному перемещению грузов – подсистем в производственных микрологистических комплексах, использования информационной технологии) результирующей функции логистики – доставки готовой продукции в необходимом количестве, в указанное время и место, с заданным качеством, при минимальных издержках.

Взаимодействие (стыковка) информационно- программного модуля MRP  и разработанного на основе углубления его функциональности информационно- программного модуля ОУПП позволяет обеспечить (концепция сбалансированной системы показателей входов – выходов бизнес – процессов) реализацию интеграции процессов управления материальными и информационными потоками при обеспечении предприятия материальными ресурсами (вход материального потока в систему – критерий «когда, сколько и прохождение материального потока внутри предприятия  (критерий «как», времянахождения материального потока в системе).

Углубление функциональности информационно – программного модуля DRP.

Современная теория логистики включает распределение в структуру функционального управления предприятием. По данным зарубежных исследований распределительная логистика «дает» порядка 40-45% общих резервов экономии средств за счет совершенствования процессов управления материальными и сопутствующими потоками. Издержки, связанные с распределением, составляют до 40% стоимости товара. Важность и актуальность исследования вопросов управления материальными и информационными потоками в процессе продвижения готовой продукции к потребителям очевидны. Это вектор синхронизации процессов сбыта, хранения и доставки продукции потребителям; формирования ключевых межорганизационных связей в цепи поставок; согласования интересов логистических посредников в логистической системе – внедрение концепции SCM [6].

Выявим возможность и необходимость углубления функциональности, гибкости поддержки определенной функциональности, изменения настроек информационно – программного модуля DRP.

Нами показано [3], что интегральная оптимизация взаимодействия подсистем в производственных микрологистических системах обеспечивается реализацией динамичного контактного графика. (При этом фундаментальным инструментом – параметрами, определяющими требования к качеству транспортного обеспечения  - являются так называемые динамичные нормативы контактного графика – нормативы регулярности). Представляется вполне очевидным, что такая нетривиальная постановка вопроса (обеспечение интегрального взаимодействия подсистем реализацией динамичного контактного графика) вполне легитимна и в условиях системы «отправитель готовой продукции – потребители (дистрибьюторы, логистические распределительные центры)». Тем более, что такие системы более динамичны, функционируют в условиях большей неопределенности и всеобщей неравномерности определяющих их процессов.

Управление материальными потоками в системе методами логистики распределения.

Будем считать, что готовая продукция со склада отправителя реализуется автомобильным транспортом. Для подвода груженых автомобилей к потребителям (дистрибьюторы, логистические распределительные центры) по согласованной зоне (в системе «склад-склад» со значительными запасами подвод груженых автомобилей по расписанию, точно вовремя» осуществлять неэффективно и нет необходимости) грузоотправитель обязан обеспечить определенную последовательность отправления груженых автомобилей за счет равномерной (цикличной) в разрезе суток (рабочего времени суток) отгрузки автомобилей в адрес каждого потребителя. (Рационализацию организации доставки осуществляет служба распределения отправителя)

Такая постановка вопроса, однако возможна в единственном случае – когда каждому потребителю за цикл кратности (рабочее время суток) поступает лишь один автомобиль. В противном случае под сомнение ставится одно из основных условий рациональной организации перевозочного процесса в системе – необходимость подвода груженых автомобилей к потребителям по согласованной зоне.

Если же число отгружаемых каждому потребителю автомобилей более 1, возникает необходимость (для установления определенной последовательности отправления груженых автомобилей в адрес каждого потребителя) цикличного расписания отгрузки автомобилей в адрес потребителя.

Кроме того, функционирование системы «производитель – потребители» предопределяется различными факторами, и в частности: различной удаленностью потребителей, различной их мощностью, различными временем хода автомобилей по полигону, статистической неопределенностью времени выполнения транспортно – технологических операций, нечеткостью заадресовки автомобилей потребителям (при сменно – суточном планировании устанавливается планово – потребное к отгрузке количество автомобилей без указания очередности отправления, учета мощности потребителя, удаленности от производителя, и т.д.)

Так при различной мощности потребителей различен, очевидно, и расчетный интервал «отгрузки» (выдачи) автомобилей им. Если отгружаемое в адрес определенного потребителя число автомобилей превышает 2 (и при этом необходимо выполнение условия о ритмичной отгрузке автомобилей в адрес определенных потребителей в разрезе суток, что крайне важно), естественно, должны быть определенная цикличность в погрузке. При этом за цикл кратности следует принять, очевидно, период между погрузками автомобилей в адрес потребителя (назавем его базовым) с минимальной мощностью (т.е с минимальными количеством поступающих в сутки к нему, следовательно, и отгружаемых в его адрес, автомобилей - N^c_min).

Цикличность погрузки обеспечивается, если за цикл кратности отгружается определенное количество автомобилей;  т.е. 1 автомобиль в адрес рассматриваемого базового потребителя;  автомобилей (с округлением до ближайшего целого) в адрес каждого последующего (в порядке возрастания значений  ) потребителя.

Например, при 3 потребителях (в сутки каждому из них следует отгрузить соответственно 3.6.9. автомобилей) получим, что за цикл кратности (за цикл кратности принят интервал между погрузками автомобилей в адрес первого – базового потребителя) должно отгрузить: 1 автомобиль в адрес базового потребителя, 2 автомобиля -  в адрес второго получателя, 3 автомобиля – в адрес третьего.

Нетрудно видеть, равномерность отгрузки автомобилей в адрес определенных потребителей в разрезе суток (расчетного времени) обеспечивается при равномерной отгрузке автомобилей внутри цикла кратности. Это условие легко выполнимо при мощности потребителей, равной (или кратной) мощности базового потребителя. При неравномерности мощностей (некратности) следует принять в разрезе суток «фиктивные» моменты отгрузки (за счет округления в цикле кратности – об этом уже говорилось - параметрадо ближайшего целого). При j ≥ 2 равномерность отгрузки автомобилей определенным потребителям внутри цикла кратности (равным образом в разрезе суток) обеспечивается, очевидно, за счет образования минимальных циклов кратности.

Технику их образования рассмотрим на основе уже приведенного примера. Запишем следующую цифровую очевидную матрицу:

В общем виде матрица имеет вид:

 (1)

Управление материальными потоками в системе методами логистики снабжения.

Для обеспечения равномерной отгрузки автомобилей в адрес определенных потребителей подвод принадлежащих определенным потребителям (вариант «самовывоза») автомобилей под погрузку должен быть равномерным (соответствующим последовательности погрузки и отправления).

Поскольку равномерный (соответствующий изложенным требованиям) подвод порожних автомобилей под погрузку не всегда возможен (рационализацию деятельности осуществляют службы закупок разных потребителей), в определенных случаях возникает дополнительный простой «именных» автомобилей в ожидании погрузки.

Предельный (потребный для установления и минимизации времени оборота автомобилей) дополнительный простой «именных» автомобилей в ожидании погрузки может быть определен из данных рассматриваемой выше матрицы. Запишем в этой связи новую матрицу – матрицу значений дополнительных простоев автомобилей в ожидании погрузки:

                                                    (2)

На основе цифровой матрицы запишем:

                                     (3)

Реализация логистической концепции управления материальными потоками в процессе продвижения готовой продукции к потребителям возможна на базе единения деятельности распределительной и закупочной логистики как функциональных областей единой интегрированной логистики, ключевой инструмент которой – динамичный контактный график, координирующий организацию перевозочного процесса и процесса получения готовой продукции потребителями в распределительной сети в целом.

Результаты решения задачи углубления функциональности информационно – логистической концепции RP – в определенной мере методологическая и методическая база согласования и оперативной  (в режиме реального времени – on-line -  и на основе единой информационной системы) корректировки планов и действий подсистем снабжения, производства и сбыта в масштабе предприятия, ориентированного на реализацию концепции логистики.

Принципы и методы интегрированной с информационным обеспечением производственной микрологистики – путь к минимизации общих логистических издержек фирмы, оптимизации ключевых показателей – время исполнения заказа, качество логистического сервиса.

Литературные источники

1. Модели и методы теории логистики: Учебное пособие. 2-е изд./Под ред. В.С. Лукинского. – СПб.: Питер, 2008.- 448с.

2. Гаджинский А.М. Логистика: Учебник/ А.М. Гаджинский – 18-е изд., Перераб. и доп.-М.: Издательско–торговая корпорация «Дашков и Ко», 2010 –  484 с.

3. Негомедзянов Г.Ю. Система оптимального управления материальными и информационными потоками в производстве, ориентированном на реализацию концепции логистики/ Негомедзянов Г.Ю.// Логистика и управление цепями поставок. 2010-№5-с.6-10.

4. Негомедзянов Г.Ю. Гарантийные запасы в производственных микрологистических системах/ Негомедзянов Г.Ю.// Логистика сегодня,-2011-№4-с.12-16.

5. Негомедзянов Ю.А., Негомедзянов Г.Ю Система организации учета движения материалов в производстве, ориентированном на реализацию концепции логистики// Вестник ТвГУ. Серия: Экономика и управление.2011-вып 9. с112-118.

6. Логистика. Интеграция и оптимизация логистических бизнес–процессов в цепях поставок/Учебник под научной ред. проф. В.И. Сергеева. - М.: ЭКСМО, 2008. -  982с.  (полный курс МВА).