Управление производством

Проблемно-ориентированный подход к внедрению информационных систем управления производственными процессами

В последнее десятилетие возрастает интерес собственников и высшего руководства промышленных предприятий к системам, автоматизирующим управление производственными процессами. Во что выливается данный спрос? И что необходимо сделать для того, чтобы реализация мечты руководства об автоматизации производства как создании одной большой управленческой кнопки привела к реальному повышению эффективности производства и управления, а не к дезориентации специалистов или имитации внедрения систем автоматизации в области управления производством? О этом и пойдет речь в данной статье.
15 апреля 2013

Для начала, чтобы понять уровень сложности объекта управления и причины роста спроса на системы автоматизации, определим, что такое производственные процессы промышленного предприятия.

Современное промышленное производственное предприятие – это предприятие со сложными процессами, призванными обеспечить преобразование сырья, материалов, полуфабрикатов и других предметов производства в готовую продукцию, удовлетворяющую потребности клиентов.

уровень сложности объекта управления

Совокупность всех действий персонала и орудий производства, направленная на изготовление продукции в заданном количестве, качестве, ассортименте и в определенные сроки, и называется производственным процессом. Основной частью производственного процесса являются технологические процессы, то есть процессы, в результате которых исходное сырье, материалы, полуфабрикаты и прочие предметы производства меняют геометрическую форму, размеры, физико-химические свойства и превращаются в готовую продукцию. Наряду с технологическими процессами частью производственного процесса в целом являются также и нетехнологические процессы, к которым можно отнести процессы транспортировки, складирования, погрузочно-разгрузочные, комплектовочные, процессы подготовки и управления документацией и другие.

Таким образом, речь идет о сложной совокупности взаимосвязанных процессов основного и вспомогательного производства, а также обеспечивающих процессов, образующих определенную упорядоченную целостность, в рамках которой и осуществляется выпуск продукции или оказание услуг. Эффективное управление такой совокупностью процессов – это сложнейшая управленческая задача, от решения которой зависит результативность всего производственного процесса в целом. Ведь если, к примеру, не обеспечить формирование производственных заданий на основе приоритетов, не управлять ресурсами и не обеспечивать готовность ресурсов к выполнению именно приоритетных заданий или не обеспечить синхронное планирование производственных работ и работ по освоению изделий и подготовке производства, то никакой самый квалифицированный производственный персонал, оснащенный современным оборудованием, не реализует в срок с требуемым качеством и с заданной себестоимостью заказы клиентов. А это означает снижение удовлетворенности клиентов, вплоть до полной потери рынка.

Это и есть ответ на вопрос о причинах резкого роста спроса на системы, автоматизирующие управление производственными процессами. Инвестировав значительные средства в модернизацию оборудования, подготовив рабочий персонал, владелец бизнеса вместе с топ-менеджментом рассчитывает получить соответствующую отдачу от своих вложений и пытается увеличить эффективность производственной системы путем автоматизации управления. К тому же, как правило, предприятия уже имеют опыт автоматизации непроизводственных подразделений и решения по автоматизации непроизводственных задач: бухгалтерия, кадры, склады, себестоимость, бюджеты, расчет зарплаты и т.д. Но именно здесь, в попытках автоматизировать производство, как правило, и начинают рушиться мечты собственников и топ-менеджмента о большой управленческой «кнопке», о «лекарстве» против неорганизованности и нечеткости управленческих механизмов.

Во-первых, автоматизация процессов управления производства может длиться годами, по разным объективным и субъективным причинам: от банальной неготовности исходных данных для проведения автоматизированных расчетов до опять-таки банального сопротивления персонала предприятия изменениям.

Во-вторых, реализация на конкретном предприятии автоматизации производственных процессов зачастую не влечет за собой адекватного затраченным ресурсам синхронного повышения эффективности производства: производственные циклы не становятся короче, число заказов, реализуемых в срок, не увеличивается, себестоимость не снижается. На все уверения системных интеграторов и консалтинговых организаций, что после внедрения системы управления повысится прозрачность управления, уровень запасов материалов на складах упадет и себестоимость снизится, следует простая и четкая логика понимания результатов внедрения у основных потребителей системы. Начальник производственно-диспетчерского отдела не видит управленческого эффекта и на понятном ему языке объясняет: «Мы как работали раньше, так и сейчас работаем, число совещаний осталось без изменений, перечень дефицита на сборке не сильно изменился, по-прежнему не успеваем выпускать продукцию точно в срок. Да, раньше планы по участкам расписывали пять инженеров по планированию, а теперь считает система, но теперь те же пять специалистов заняты постоянной корректировкой планов и отражением в них всех изменений, постоянно происходящих в производстве».

Ненамного радужнее рассуждения начальника отдела закупок: «Объем материалов на складе действительно стал меньше, система не дает его закупить впрок, но это породило новые проблемы: производство стало чаще останавливаться из-за дефицита материалов». Руководитель финансово-экономического блока добавляет: «Ни объем закупки материалов, ни объем оплаты труда рабочих, ни количество управленческого персонала в результате внедрения системы автоматизации управления производством не сократилось, так в чем, простите, обещанное повышение эффективности?». Ответить на все эти вопросы системным интеграторам и консалтинговым организациям достаточно сложно.

И, в-третьих, такая автоматизация зачастую порождает вынужденную демонстрацию якобы положительных результатов автоматизации. Финансовые ресурсы выделены и освоены, а доложить руководству или собственнику, что результат, который предполагалось получить, не достигнут, сложнее, чем признаться в понимании того, что автоматизация не дала и, скорее всего, при применяемом на конкретном предприятии подходе и не могла дать никакого управленческого эффекта.

Итак, в чем же дело? Неужели в системах автоматизации производственных процессов? Быть может, они не способны предложить руководству производственных предприятий решение их проблем?

Нет, дело не совсем в этом. Современные информационные системы управления производственными процессами настолько развиты, что покрывают значительную часть функций бизнес-процессов управления промышленными предприятиями. Однако в силу особенностей конкретного производства, определяемых в первую очередь типом производимой продукции, технологией ее изготовления и уровнем данных о них в электронном виде, не может быть двух одинаковых внедрений и двух одинаковых проектных решений.

«типичные» предприятия

Все попытки навязать клиенту так называемое «классическое», «типовое» внедрение, когда происходит обследование, описание процессов «как есть», «как должно быть», настройка макетов системы на контрольных данных, обучение пользователей и администраторов, запуск системы, (то есть все те этапы, которые давали результат, когда речь шла об автоматизации бухгалтерского учета, склада, автоматизации процессов расчета зарплаты и прочих непроизводственных задач), разбиваются как о каменный столб, когда дело доходит до главного, т.е. непосредственно перевода системы управления производственными процессами из одного состояния в другое, где инструментом управления должна стать информационная среда. В чем причина провала значительного числа подобных проектов и как их избежать?

Для начала рассмотрим, что собой представляют «типичные» предприятия, о которых пойдет речь. Это предприятия с дискретным типом производства, с разработкой и производством продукции под заказ, в первую очередь, машиностроение и приборостроение. Как правило, выпуск опытных и единичных (уникальных) образцов происходит одновременно с изготовлением серийной продукции. Номенклатура готовой продукции таких предприятий до сотни наименований, номенклатура комплектующих одного изделия может составлять десятки тысяч позиций, номенклатура материалов и предметов производства – сотни тысяч позиций. Предприятие разрабатывает (проектирует) изделия как собственными силами, так и изготавливает продукцию сторонних разработчиков. Осуществляется полный цикл производства (от литья до финальной сборки). Есть доля покупных комплектующих, доля услуг по межзаводской кооперации. Общая численность работающих – от пятисот до десяти тысяч сотрудников.

Перечислим типичные проблемы, которые часто встречаются на подобного рода предприятиях.

  1. Длительные сроки освоения нового изделия, постоянные конструкторско-технологические изменения, и хуже того: на момент запуска в производство утвержденной документации зачастую просто нет! Соответственно, нет спецификаций в электронном виде, нет технологических процессов, норм и т.д. В таких условиях ни одна «классическая» ERP, APS, MES-система не рассчитает план производства. Здесь нужна система класса AMM (Advanced manufacturing management), которая обладает алгоритмами планирования по любому уровню описания исходных данных, причем, в зависимости от уровня исходных данных, умеет подстраивать свои алгоритмы для более точного планирования. Например, источниками данных для расчета производственной программы одновременно по разной номенклатуре могут быть следующие данные:
  • пронормированные пооперационные маршруты (загруженные из PDM) или введенные в систему управления экспертные оценки длительности производственного цикла по участкам;
  • состав утвержденных конструкторских спецификаций или состав технологических комплектов на сборку сборочных единиц;
  • извещения об изменении КД или введенные в спецификации изменения, (на которые не выпущены извещения об изменении, но по определенной бизнес-процедуре они переданы в производство);
  • конструкторско-технологическая документация или явно заданный дефицит на сборочном участке и т.д.

При этом все задания вне зависимости от источника спроса будут «встроены» в общий портфель производственных заданий, запланированы к запуску в соответствии с приоритетами заказов на сборку изделий и «породят» при планировании всю необходимую цепочку обеспечивающих заказов. Важным преимуществом системы класса AMM является то, что она умеет планировать и формировать задания на производство, обеспечение под потребности (оперативный дефицит) следующего производственного подразделения в цепочке производства, то есть фактически работает как система управления цепями поставок внутри производственных подразделений.

  1. В план реализации (в товарный план производства) включаются изделия без гарантии обеспечения материалами, производственными ресурсами; без гарантии проведения к сроку запуска изделий всех необходимых работ по освоению продукции, по подготовке серийного производства. Включение заказов в план происходит по принципу «данные изделия мы всегда делали за три месяца, давайте возьмем у заказчика четыре…». А если заказчик настаивает на значительном сокращении сроков, то либо отдел продаж от заказа отказывается, либо «убеждает» производство «подписаться» под тем, что «при определенных условиях за два месяца мы этот заказ, скорее всего, сделаем». Причина такой ситуации в том, что до недавнего времени на рынке систем управления производством, проектами, подготовкой производства, цепями поставок отсутствовали системы (за редким исключением), способные:
  • одновременно управлять проектом разработки изделия (обычно применяется система управления проектами), в котором одним из этапов является изготовление опытного образца, и производственными заказами (обычно применяется система управления производством), если опытное и серийное производство использует одни и те же ресурсы;
  • управлять работами по подготовке производства (формирование расцеховочных карт; разработка технологического процесса; заказ, проектирование и изготовление оснастки) в рамках единой сквозной цепочки заданий, одновременно с заданиями на производство изделий, с установлением взаимных приоритетов и ограничений. Например, с одной стороны, нужно в первую очередь планировать к освоению то, что раньше планируется к запуску, а с другой стороны, бессмысленно планировать в оперативном контуре к запуску деталь, на которую еще не спроектирована оснастка;
  • производить оценку необходимого количества ресурсов и возможных сроков реализации на основании экспертных данных и изделиях-аналогах еще на стадии разработки изделия, при этом одновременно учитывать все текущие заказы и их потребности;
  • одновременно работать с неограниченным числом вариантов планов и сравнивать их между собой.
  1. И последняя по списку, но не по значению проблема – это малая частота отражения изменений в номенклатурных планах производства, изменения планов проходят не благодаря системе управления, а вопреки. Как правило, полный пересчет планов с синхронизацией всех заданий всех подразделений происходит не чаще, чем раз в месяц. Содержится штат специалистов, руководителей производственных и непроизводственных подразделений разного уровня, основными задачами которых, вместо организации работы своих подразделений, по факту являются совершенно другие. Путем совещаний выяснять, что где находится, кто что кому и когда должен отдать, а также выписать дефицит и выбить его из смежных по цепочке производства подразделений. И наконец, самая главная задача: ни при каких условиях не брать на себя дополнительные обязательства сверх ранее утвержденных и согласованных на месяц, квартал, год… Цеха при этом ежемесячно «закрывают» сдачу товара, выполнить заказы точно в срок невозможно по причине отсутствия необходимой номенклатуры на сборке. На складах многомесячные запасы материала (в денежном выражении), а нужного материала для запуска конкретного заказа нет.

Все это лишь следствия используемой на предприятии «попериодной» модели управления с фиксированным временем реализации управленческих процедур, отсутствия реализации управления производством как цепью поставок и отсутствия реального управления изменениями.

К сожалению, на производственных предприятиях при внедрении информационных систем мало внимания уделяют механизму управления изменениями и при выборе системы управления заказчики не всегда интересуются наличием в выбираемой системе возможности настраивать алгоритмы реакции на события, что является едва ли не главной проблемой, порождающей неопределенность в оперативном управлении.

С одной стороны, изменения уже налицо, с другой стороны, механизма, позволяющего их отследить и с минимальными трудозатратами получить все связанные с ним текущие заказы на производство и принять по ним решения, нет. Его создание является важнейшей задачей, которая требует обязательного решения. Вместо этого, даже обладая информационной системой, заказчики накапливают «пакеты изменений» и разово вбрасывают их в производство при очередном ежемесячном перепланировании. Но для повышения эффективности использования производственных ресурсов требуется принимать решения о реакции на изменения каждый день и по каждому такому событию! Важным преимуществом системы класса AMM является то, что она имеет возможность настройки алгоритмов реакции на события.

Попытки автоматизировать управление производством

Попытки автоматизировать управление производством в таких условиях, не решив перечисленных проблем системы организационного управления, не изменив модель управления и принятия решений, не приняв проектных решений по использованию для расчета производственной программы текущего уровня исходных данных, не выстроив цепочку «цель развития производственной системы – цели и задачи развития системы организационного управления (СОУ) – цели и задачи автоматизации производственных процессов», приводят к результату, когда рушатся мечты об автоматизации производства как «лекарства» против собственной неорганизованности.

Чтобы понять, как правильно внедрять информационные системы и при каких условиях автоматизация производственных процессов будет способствовать построению эффективной производственной системы и повышению эффективности производственных процессов, рассмотрим основные этапы изменения во времени отношения потребителя к процессу выбора и внедрения средств автоматизации производства, как они «выглядят» с точки зрения потребителя (заказчика системы):

Попробуем еще раз пройти по всем этапам и определить, в чем могла быть ошибка потребителя (заказчика). Во-первых, была неправильно выстроена цепочка «цель развития производственной системы – цели и задачи развития системы организационного управления – цели и задачи автоматизации производственных процессов». На самом деле целеполагание, как правило, не было произведено вообще, заказчик выбирал только функции системы!

Во-вторых, не был оценен собственный уровень организационной готовности и понимания необходимости изменений: заказчик не собирался меняться. Его целью было удовлетворение желания достичь «внешних эффектов» автоматизации.

В-третьих, не был оценен уровень состояния НСИ, уровень данных о составе изделия, возможности по достижению необходимого уровня исходных данных. Заказчик посчитал, что у него есть все данные, либо они будут к моменту запуска системы, и не предусмотрел обратных связей по «вытягиванию» необходимых данных. Не были приняты необходимые проектные решения по настройке алгоритмов планирования или того хуже: оказалось, что выбранная система автоматизации не умеет планировать при отсутствии детальных данных, а все подготовительные этапы проекта (непосредственно до самого запуска) заказчик совместно с исполнителем настраивали систему, исходя из предположения, что данные на необходимом уровне будут!

Тем не менее системы автоматизации обладают одним бесспорным преимуществом: при их использовании возможно построить такую систему организационного управления, которая будет обладать принципиально иными характеристиками в скорости обработки информации и анализе данных процессов, в скорости принятия решений, в идентификации и контроле выполнения задач, в скорости проведения изменений. Во второй части статьи автор предложит к рассмотрению описание проектного решения и этапов построения системы управления, основанных на методологии проблемно-ориентированного подхода к внедрению информационных систем, обеспечивающих достижение основной цели любого проекта автоматизации производства – повышение эффективности производственных процессов.

<До выбора системы>

«Вначале нужно тщательно выбрать ERP– (MES-, APS-) систему, обладающую нужными функциями, за приемлемые деньги».

<После выбора системы (либо в процессе выбора)>

«Должен быть определен надежный партнер, готовый подстроить систему под заказчика, желательно реализовавший управление производством, аналогичное производству заказчика».

<В процессе внедрения>

«Самое главное – это самим «во всем разобраться», «выбить» из исполнителя необходимые доработки (которые не планировались) и все-таки настроить все формы и отчеты».

<После завершения проекта внедрения>

«Все сделано. Но почему нет повышения эффективности производства?».

Продолжение в следующем номере

Справка

Лямшев Денис Владимирович

Лямшев Денис Владимирович – руководитель управления корпоративных проектов корпорации «Галактика», руководитель проекта «Галактика АММ», более 10 лет проработавший на ведущем отечественном предприятии газотурбинного двигателестроения.

Сферы профессиональной компетенции: Создание эффективных систем управления производством, логистикой, подготовкой производства. Профессиональный консультант по вопросам современных методов управления, практического применения теории ограничений в управлении промышленным предприятием.

Карьера:

С 2001 по 2010 г. – работал в службе автоматизации на Казанском моторостроительном производственном объединении, в том числе более четырех лет – руководитель отдела информационных технологий.

С 2004 по 2010 г. – под руководством и Д. Лямшева была создана система автоматизации управления подготовкой производства, управления производством, управления материально-техническим снабжением на ОАО КМПО.

С 2009 по 2010 г. – являлся консультантом по современным методам управления, проводил обучение сотрудников следующих предприятий (уровень слушателей: от зам. гендиректора до мастеров цехов):

  • Казанский электротехнический завод.
  • Казанское авиационное производственное объединение.
  • Завод «Радиоприбор» (г. Казань).
  • Завод им. Горького – (производство судов, г. Зеленодольск) – участие в пилотном проекте по внедрению бережливого производства.
  • КВАРТ (завод резинотехнических изделий, г. Казань).
  • ПОЗИС (производство холодильников, машиностроительной продукции, снаряды, г. Зеленодольск).
  • Завод ККМ (компрессорный завод, г. Казань) – участие в пилотном проекте по внедрению бережливого производства.