Когда речь заходит об автоматизации управления производством, рассматривать этот процесс необходимо в комплексе с автоматизацией решения задач технической подготовки производства и планирования — только так вы сможете получить максимальную отдачу от вложенных средств. В этой небольшой публикации попробуем показать обоснованность подобного подхода.

Для начала определим (на примере минимальной производственной единицы — цеха), как и на каких этапах рождается и изменяется необходимая для производства информация.

Приступая к производству, необходимо, как минимум, знать:

  • что производить;
  • как производить;
  • какие для этого нужны материальные и другие ресурсы.

Применительно к цеху это означает, что нужно иметь номенклатурный (и календарный) план, технологическую документацию, описывающую процесс изготовления, а также сводную информацию: перечень необходимых материалов и заготовок, инструмента, оснастки и т.д. Неплохо также рассчитать плановую загрузку имеющегося оборудования, учитывая при этом его фактическое состояние и график планово-предупредительных ремонтов.

Теперь давайте в первом приближении рассмотрим, откуда эти сведения поступают.

Основой формирования планов цехов является план всего производства, для правильного расчета которого требуется достаточно полная конструкторско-технологическая информация. Поскольку предприятие производит, как правило, не отдельные детали, а узлы и изделия, то в первую очередь для построения плана необходимо ясное представление о составе и структуре этих изделий. В свою очередь структура изделий определяет последовательность изготовления деталей и узлов. Чтобы предварительно распределить работы по цехам и участкам, следует учесть технологический маршрут прохождения каждой детали или сборочной единицы, время ее изготовления на каждом этапе — и совместить это с наличием, реальным состоянием и загрузкой оборудования. Исходная информация о структуре изделий и их составе заложена в конструкторских спецификациях. Все прочие данные (маршрут, перечень операций и трудоемкости на каждую операцию, необходимое оборудование, режимы его работы, инструмент и приспособления) есть в технологических картах; там же указываются материал заготовки и норма его расхода на каждую деталь. Таким образом, для расчета потребности цеха в материалах, инструменте и т.д. нужно иметь перечень запланированных к производству деталей и описание технологии изготовления каждой из них.

Итак, исходными данными для работы автоматизированной системы управления производством являются производственный план и технологическая информация по всем входящим в него позициям. Всю необходимую конструкторскую, технологическую и сводную информацию можно, конечно, взять в ее традиционном, бумажном представлении и ввести в систему управления производством. Однако, во-первых, объем этой информации на любом серьезном предприятии очень и очень велик. При попытке наполнения производственной информационной системы вручную ввод данных нередко запаздывает так, что построенные в итоге планы и графики оказываются просто неактуальными. Во-вторых, ошибки, возникающие при «ручном» вводе информации либо при передаче ее из одной автоматизированной системы в другую, зачастую приводят к сбоям в снабжении и производстве, последствия которых очень скоро перечеркивают все плюсы автоматизации. И наконец процесс ручного ввода или периодической конвертации данных из одной формы в другую всегда связан с существенными накладными расходами, которые способны свести на нет весь эффект от внедрения автоматизированных средств управления.

Избежать подобных проблем можно, если не разрывать информационную цепочку подготовки производства, планирования и управления (рис. 1). При комплексном подходе к автоматизации конструктор, технолог, сотрудники плановых и диспетчерских служб и собственно производственники должны работать в едином информационном пространстве. Данные, закладываемые конструкторами и технологами при проектировании и оформлении документации с помощью САПР, должны быть доступны в структурированном электронном виде всем участникам процесса подготовки и управления производством. Только тогда при формировании планов, заданий, ведомостей, нарядов уже ничего не придется вводить или передавать, поскольку для решения большинства плановых и производственных задач вся информационная подоснова закладывается именно на этапе конструкторско-технологической подготовки и нужно просто иметь к ней доступ.

Рис. 1. Единая автоматизированная система ТПП и управления производством
Рис. 1. Единая автоматизированная система ТПП и управления производством

Работу организованной таким образом системы можно упрощенно представить в виде схемы прохождения информационных потоков (рис. 2).

  1. В процессе конструкторской подготовки производства формируется информация о выпускаемых изделиях, их составе, деталях, узлах, сборочных единицах, входимости, применяемости и т.д.
  2. При разработке технологической документации в единой БД создаются описания технологий изготовления деталей, узлов, изделий и т.д. Формируется информация об используемом оборудовании и режимах его работы, необходимых материальных и трудовых ресурсах, применяемом инструменте, потребляемых комплектующих.
  3. По завершении первого и второго этапов БД уже содержит структурированную, консолидированную информацию обо всей выпускаемой номенклатуре и необходимых для производства материалах, оборудовании, инструменте, планируемом времени изготовления и т.д.
  4. Планово-экономические службы, определив состав заказов, автоматически получают:
    • сводную плановую потребность в материалах на производственную программу, сводную плановую потребность цехов в материалах;
    • сводную трудоемкость, сгруппированную по видам оборудования или разрядам, на всю производственную программу, отдельно для каждого цеха или для каждого изделия (узла, детали);
    • плановую загрузку технологического оборудования, сгруппированную по видам оборудования, на всю производственную программу и отдельно для каждого цеха;
    • циклограмму изготовления на всю производственную программу и отдельно по заказам (изделиям, узлам).
  5. С использованием имеющейся сводной информации разрабатывается производственный план и рассчитываются:
    • номенклатурный и календарный план производства;
    • планируемые на производственную программу затраты материальных, трудовых и других ресурсов по подразделениям;
    • плановая потребность в основных и вспомогательных материалах, комплектующих и стандартных изделиях, инструменте, оснастке и т. д. — как сводная на всю производственную программу, так и раздельно по подразделениям;
    • плановый график загрузки оборудования.
  6. Формируются планы для цехов с учетом возможной передачи мощностей между цехами и кооперации.
  7. На основании планов для цехов с учетом реальной обеспеченности производства выполняется оперативное планирование производства на уровне цеха.
  8. На основании оперативного плана формируются производственные задания, лимитно-заборные карты и другие производственные документы.
  9. На уровне цеха фиксируются фактически потребляемые материальные и другие ресурсы, затраченные нормочасы, выполнение или невыполнение плана по всем номенклатурным позициям, ведется оперативный учет, а также учет брака, рассчитываются дефициты и т.д.
  10. Статистические данные, формируемые подсистемой управления производством на уровне цеха, используются для:
    • контроля выполнения производственного плана и, при необходимости, его корректировки;
    • контроля соответствия фактических затрат планируемым в динамике их роста;
    • управления обеспеченностью производства в целом и отдельных подразделений;
    • управления заделами;
    • выявления в производственном цикле критических точек, ведущих к изменению его длительности, себестоимости продукции и т.п.;
    • построения системы технического контроля с целью выявления точки отклонения технологических параметров при изготовлении, ведущего к потере качества продукции;
    • передачи в бухгалтерские системы и системы управления ресурсами предприятия для расчета экономических показателей работы предприятия.
  11. На каждом этапе работы системы каждое задействованное подразделение может оперативно получать необходимые для его дальнейшей работы документы: спецификации, технологические карты, ведомости, отчеты и т.д.
  12. Руководители разного ранга имеют возможность оперативно контролировать все происходящие процессы: проектирование, разработку документации, планирование, производство и т.д., используя для этого отчеты и контрольные графики.
  13. Для обеспечения постоянной бесперебойной работы системы отдельные подразделения осуществляют администрирование и настройку системы, контроль соответствия информации в справочниках реальному состоянию и т.д.
Рис. 2. Основные информационные потоки
Рис. 2. Основные информационные потоки

Вышеописанная архитектура построения положена в основу комплексной системы подготовки производства TechnologiCS, которая включает в себя:

  • средства для организации единого информационного пространства для служб технической подготовки производства;
  • средства для ведения состава изделия и выпуска текстовой конструкторской документации;
  • САПР для разработки технологических процессов и выпуска технологической документации;
  • средства для проведения сводных расчетов и решения задач планирования.

В настоящее время параллельно с подготовкой выпуска новой версии системы завершаются работы над модулем оперативного планирования и производства на базе TechnologiCS. О комплексе TechnologiCS уже опубликовано несколько обзорных статей, а при желании подробнее ознакомиться с этим программным продуктом вы можете обратиться к его разработчику — российской компании Consistent Software.