6.2.4. Системы планирования ресурсов предприятия (еrр)
Необходимость устранения перечисленных недостатков побуждала трансформировать системы МRР II в системы нового класса «Планирования ресурсов предприятия» (Enterprise Resource Planning). Системы этого класса в большей мере ориентированы на работу с финансовой информацией и служат для решения задач управления большими корпорациями с распыленными территориальными ресурсами. Сюда включается все, что необходимо для получения ресурсов, изготовления продукции, ее транспортировки и расчетов по заказам клиентов. Кроме перечисленных функциональных требований в ЕRP реализованы и новые подходы с применением графики, использованием реляционных баз данных, CASE-технологий для их развития, архитектуры вычислительных систем типа «клиент-сервер» и реализации их как открытых систем.
Системы типа ЕRP пополняются такими функциональными модулями: прогнозирование спроса, управление проектами, управление расходами, управление составом продукции, ведение технологической документации. В них прямо или через системы обмена данными встраиваются модули управления кадрами и финансовой деятельностью предприятия.
Рассмотрим новые относительно системы МRР II элементы структуры управления ЕRР.
Прогнозирование. Оценка будущего состояния или поведения внешней среды или элементов производственного процесса. Цель - оценить необходимые параметры в условиях неопределенности. Недостаток информации связан, конечно, с временным фактором. Прогнозирование может иметь как самостоятельный характер, так и, предшествуя планированию, представлять собой первый шаг в решении задачи планирования.
Управление проектами и программами. В производственных системах, предназначенных для выпуска сложной продукции, производство как такое является одним из этапов полного производственного цикла. Ему предшествуют проектирование, конструкторская и технологическая подготовка, а произведенная продукция претерпевает испытания и модификацию. Для сложной продукции характерны: большая длительность цикла, значительное количество предприятий-смежников, сложность внутренних и внешних связей. Этим предопределяется необходимость управления проектами и программами в общем и включение соответствующих функций в систему управления.
Ведение информации о составе продукции. Эта часть системы управления обеспечивает управленцев и производственников информацией необходимого уровня о продукции, изделиях, сборочных единицах, деталях, материалах, а также об оснастке и приспособлениях. Здесь обеспечиваются адекватное представление различных структур изделий, полнота данных, фиксация всех изменений. Особое место среди решаемых задач принадлежит задаче выделения узлов в многоуровневых изделиях. Она используется также во время планирования потребностей в материальных ресурсах.
Ведение информации о технологических маршрутах. Для разрешения задач оперативного управления производством необходима информация о последовательности операций, которые входят в технологические маршруты, длительность операций и количество исполнителей или рабочих мест, необходимых для их выполнения.
Управление расходами. Этот часть системы оценивает работу производственных и других подразделений с точки зрения расходов. Здесь выполняются работы по определению плановых и фактических расходов.
Задача данной подсистемы - обеспечить связь между управлением производством и управлением финансовой деятельностью решением задач планирования, учета, контроля и регулирования расходов. Задача, по обыкновению, решается в различных разрезах по подразделениям, проектам, типам и видам продукции, изделиям и тому подобное. Эта информация используется для выработки управленческих решений, что оптимизирует экономические показатели предприятия.
Управление финансами. В этой подсистеме решаются задачи управления финансовой деятельностью. Практически во всех зарубежных системах в нее входят четыре подсистемы более глубокого уровня: «Главная бухгалтерская книга», «Расчеты с заказчиками», «Расчеты с поставщиками», «Управление основными средствами». Автоматизация управления финансами на предприятии позволяет:
усилить финансовый контроль путем обобщения всей финансовой деятельности;
улучшить обращение денежных средств обеспечением полного управления кредитами и счетами дебиторов;
оптимизировать управление денежными средствами при помощи автоматизации расчетов с поставщиками;
максимизировать отдачу от капитальных вложений обеспечением более эффективного управления основными средствами, арендованной собственностью, ремонтной базой, незаконченным капитальным строительством.
Управление кадрами. В данной подсистеме решаются задачи управления кадровыми ресурсами предприятия, связанные с набором, штатным расписанием, переподготовкой, продвижением по службе, оплатой и тому подобное.
ERP, таким образом, является улучшенной модификацией МRР II. Ее цель - интегрировать управление всеми ресурсами предприятия, а не только материальными, как это было в МRР II.
Еще одной особенностью ЕRР является, по существу, сохранение подходов к планированию производства, принятых в МRР II. Основная причина заключается в том, что на первом этапе перехода от МRРII к ЕRР мощность вычислительных систем была недостаточной для обеспечения широкого применения методов моделирования и оптимизации. Ограничения вычислительного характера привели, например, к тому, что плановые решения формировались путем циклического повторения двух шагов. На первом шаге формировался план без учета ограничений на производственные мощности. На втором шаге он проверялся на допустимость. Процесс повторяется до тех пор, пока план, полученный на очередной итерации, не будет допустимым.
В ЕRР решение о включении изделия в график выпуска продукции может приниматься не только на основании спроса, которое реально существует, но и на основании прогноза спроса и в связи с выполнением больших проектов и программ. Это, безусловно, расширяет диапазон применения системы управления и делает ее более гибкой и оперативной относительно изменений внешней среды.
Ниже приводится описание тех функциональных компонент ЕRР, которые обеспечивают управление производственным процессом на предприятии. Главное внимание при этом уделяется методам управления, которые применяются в базовых системах ЕRР.
Прогнозирование экономических процессов
Потребность в прогнозировании может возникнуть на нескольких уровнях системы управления предприятием, поскольку спрос на продукцию и услуги может меняться с различной периодичностью.
Для систем управления предприятием важнейшими моментами являются такие:
иерархия прогнозов;
качественные методы прогнозирования;
количественные методы прогнозирования;
сочетание прогнозирования и планирования.
Ниже приводятся примеры основных прогнозов.
Долгосрочные прогнозы. Горизонт прогнозирования - годы. Объекты прогнозирования: потребности рынка в новых видах продукции (в стоимостном или натуральном выражении); потребности рынка в старой, т.е. той, которая выпускается сегодня, продукции (в стоимостном или натуральном выражении); необходимая производительность предприятия; капиталовложения; потребности в производственных мощностях предприятия.
Среднесрочные прогнозы. Горизонт прогнозирования - месяцы. Объекты прогнозирования: новые типы или группы продукции; производительность отдельных производств и подразделений; потребности в кадрах; необходимость в закупке материалов; оценка запасов.
Краткосрочные прогнозы. Горизонт прогнозирования недели. Объекты прогнозирования: отдельные наименования продукции; работники определенных специальностей и квалификации; производительность оборудования в отдельных цехах и на участках; уровень запасов.
Качественные методы прогнозирования базируются на выявлении факторов, определяющих объемы продаж или сервиса, с помощью экспертов.
Ниже приводятся основные качественные методы.
Мозговой штурм. Рабочей группе предоставляется любая необходимая информация из базы данных предприятия и внешней базы. Участники группы создают индивидуальные прогнозы. Крайние прогнозы отбрасываются, а роль компромиссного выполняет прогноз, основанный на индивидуальных прогнозах, которые остались.
Метод Делфи. Согласно этому методу участники анонимно отвечают на вопросы, получают информацию об ответах всех участников, а потом процесс повторяется опять до достижения согласия.
Обзор продаж. Оценка продаж в будущем по регионам осуществляется на основании оценок отдельных продавцов.
Анализ информации от покупателей. Оценки будущего делают непосредственно по покупкам. Индивидуальные оценки обобщаются.
Исторические аналогии. Маркетинговые исследования, испытания, интервью, пробные продажи позволяют сформировать основу, для проверки гипотез относительно поведения реального рынка.
Качественные методы основаны на несложных алгоритмах обработки информации. Объем информации может быть значительным. Роль компьютерных систем заключается в информационной поддержке. Количественные методы прогнозирования реализуются при помощи математических моделей, которые базируются на предыдущих данных. Подобные модели строятся исходя из данных о поведении процесса в прошлом и могут быть распространенны и на будущее.
Чаще всего в базовые системы и пакеты прикладных программ включаются методы, основанные на временных рядах.
Как правило, результаты измерений поведения процесса в прошлом могут быть разложены на несколько компонентов.
Тренд - это постоянная, долговременная тенденция.
Циклическая составляющая описывает ту часть процесса, которая повторяется с низкой частотой.
Сезонная составляющая описывает циклы, которые повторяются с высокой частотой в течение года.
Случайная флуктуация представляет собой случайное отклонение временного ряда от неслучайной функции, которая описывается трендом, циклической и сезонной составляющими.
Прогнозирование на основании количественных методов состоит, прежде всего, в определении вида и параметров функций, которые описывают неслучайные составляющие.
По большей части применяют следующие количественные модели прогнозирования:
Линейная регрессия. Модель направлена на выявление связи между зависимой переменная (т.е. величиной, которая прогнозируется) и одной или большим количеством независимых переменных. В простой регрессии есть только одна независимая переменная, а во множественной регрессии их несколько. Если предыстория дана в виде временного ряда, то независимая переменная - это временной период, а зависимая - это величина, которая прогнозируется, например, объем продаж.
Метод скользящего среднего. Прогностическая модель для кратковременных прогнозов, основанная на временных рядах. В ней среднее арифметическое фактических показателей, вычисленное для принятого числа последних истекших временных периодов берется за прогноз на последующий временной период.
Метод взвешенного скользящего среднего. Эта модель работает подобно предыдущей, но в ней вычисляется не среднее, а средневзвешенное значение, которое и берется за прогноз на ближайший временной период. Меньшие веса приписывается более отдаленным периодам.
Экспоненциальное сглаживание. Это модель, которая использует временные ряды и предназначена для краткосрочных прогнозов. Согласно данному методу величина, спрогнозированная для последнего периода, корректируется на основании информации об ошибке прогноза в последнем периоде. Скорректированный за последний период прогноз становится прогнозом на последующий период.
Функции прогнозирования и планирования могут пересекаться, поскольку пересекаются периоды прогнозирования и планирования, а объектом прогнозирования и планирования может быть одна и та же продукция. При этом объектом планирования является продукция, на которую есть заказ. Прогноз же по своей природе прямо не связан с существующим заказом.
В некоторых системах предусмотрена такая логика определения потребностей в продукции при одновременном прогнозировании и планировании. Горизонт планирования делится на три временных зоны. Для каждой зоны используется свой вариант принятия решения о величине потребностей в продукции.
Вариант 1. Потребности вычисляются на основании фактического существующего спроса.
Вариант 2. Потребности вычисляются на основании спроса, за который берется максимальное значение из двух величин: прогноза и фактического спроса.
Вариант 3. Потребности определяются на основании спроса, который прогнозируется.
Выбор варианта взаимодействия фактического спроса и спроса, который прогнозируется, остается за пользователем. Выбор зависит от типа производства, номера зоны, внешних условий, в которых работает предприятие.
Управление проектами и программами
Одна из тенденций развития производства состоит в росте доли продукции, которая проектируется по заказам. Традиционными отраслями, где по большей части практикуется такая ориентация, есть аэрокосмическая и оборонная. Любое новое изделие в этих отраслях требует выполнения большого и достаточно дорогого комплекса проектировочных работ. Такие комплексы называют проектами или программами.
Проект во многих случаях становится самостоятельным объектом управления и источником заказов, которые направляются в производственные подразделения. Поэтому в современных системах ЕRР появились модули, специально предназначенные для управления проектами или программами.
Конечно, и ранние системы МRРІІ содержали элементы, необходимые для управления производством сложной продукции. Но только относительно недавно появились специализированные системы, где функциональные возможности управления проектами резко изменили вид системы в целом.
В основе управления проектами лежат сетевые модели. Для работы с сетевыми моделями применяют два метода: метод критического пути (МКП) и метод оценки и просмотра программ (ПЕРТ). В этих методах основное внимание уделяется календарному управлению работами. Отличие методов заключается в том, что в методе МКП оценка длительности операций осуществляется в детерминированных величинах, а в методе ПЕРТ - в случайных. Сейчас оба метода объединены в единый подход, который получил название сетевого планирования и управления (СПУ). Сетевое планирование и управление включает три основных этапа: структурное планирование, календарное планирование, оперативное планирование.
В структурное планирование входит: разбивка проекта на операции, оценка длительности операций и построение модели; анализ на непротиворечивость.
Календарное планирование включает расчет критического пути с выявлением критических операций; определение ранних и поздних сроков завершения операций; определение резервов времени для некритических операций.
Оперативное управление предусматривает разрешение на сетевой модели задач учета, контроля, регулирования. В ходе регулирования могут корректироваться не только параметры модели, но и ее структура.
Построение сетевой модели выполняется в соответствии с некоторыми правилами. Например, нужно, чтобы каждая операция в сети была представлена только одной дугой.
На рисунке ниже показан пример сетевой модели.
В процессе расчета определяются критические и некритические операции проекта. Операция считается критической, если задержка ее начала повлечет за собой увеличение срока окончания всего проекта. Критический путь определяет непрерывную последовательность критических операций, которые связывают начальное и завершающее событие. Некритическая операция имеет резерв (запас) времени, поскольку промежуток времени между ее началом и окончанием больше, чем ее длительность.
Критические операции, показанные в примере: (0,2), (2,3), (3,4), (4,5), (5,6).
Рис. Пример сетевой модели управления проектами
Для некритических операций вычисляются резервы времени:
1. Полный резерв определяется соотношением: полный резерв = (позднее время завершения операции - раннее время начала операции) - длительность операции.
2. Свободный резерв определяется из предположения, что все операции в сети начинаются в ранние сроки (принимается во внимание левое крайнее расписание работ). В критических операциях полные и свободные резервы равны нулю. В некритических операциях полные резервы неравны нулю, а свободные резервы могут принимать как нулевые, так и ненулевые значения.
Резервы важны, поскольку, сдвигая работы в пределах резервов, можно добиться удовлетворения ограничений на ресурсы или их наиболее равномерное использование. При распределении ресурсов возникает многовариантная задача, которая может быть описана как оптимизационная. В ряде базовых систем ЕRР и самостоятельных систем управления проектами есть эвристические методы получения удовлетворительного решения этой задачи.
Планирование производства и составление графика выпуска продукции
Долгосрочные, среднесрочные и краткосрочные планы создаются на различных организационных уровнях и охватывают различные временные периоды. Созданные на высшем уровне, долгосрочные планы отображают стратегические цели организации. Они становятся основанием для средне- и краткосрочных планов. Среднесрочные планы разделяются на планы занятости, укрупненные планы образования запасов или производства, планы загрузки, планы модернизации мощностей, контракты с поставщиками. Эти укрупненные планы являются основанием для построения краткосрочных планов. Краткосрочные планы распространяются на срок от нескольких недель до нескольких месяцев и включают графики выпуска продукции, графики производства компонент, графики материальных поставок, оперативные производственные графики и графики использования мощностей. Графики производства - это краткосрочные планы производства товаров или конечной продукции. Планирование производства включает такие шаги:
Прогноз продажи и фиксация фактического спроса для каждого вида продукции. Он показывает количество продукции, которое должно быть продано в каждый временной период (неделя, месяц, квартал) планового горизонта (обычно от 6 до 18 месяцев).
Сведение воедино в общий прогноз данных по всем видам продукции и услуг.
Превращение суммарного спроса в каждом периоде в численность рабочих, оборудования и других составляющих производственных мощностей, необходимых для его удовлетворения.
Разработка альтернативных схем использования ресурсов, которые бы позволяли обеспечить производственные возможности, для реализации суммарного спроса.
Отбор альтернатив плана использования мощностей, который позволяет удовлетворить спрос и наилучшим образом отвечающих целям организации.
Шаг 5 предусматривает, что производственная система обязана удовлетворять прогнозируемый спрос. Есть, однако, случаи, когда производственные мощности не могут быть увеличены или когда продукцию выгоднее изготавливать в объеме, меньшем, чем прогнозный или фактический спрос. В ЕRР-системах принимается, что цель предприятия заключается в удовлетворении спроса.
Центральное место в планировании производства занимают такие вопросы:
Сколько производственных ресурсов каждого вида есть в наличии?
Какой уровень мощности обеспечивает ресурс каждого вида?
Каким образом определяется мощность исходя из существующих ресурсов?
Сколько стоит изменение мощностей в сторону увеличения или уменьшения?
Основными источниками для определения возможностей предприятия во время разработки среднесрочных планов являются такие: основное и сверхурочное рабочее время; запасы продукции, образованные в предыдущие периоды; субконтракты на поставку продукции или выполнение услуг внешними партнерами.
Различают такие виды среднесрочных планов: сбалансированный план и план с фиксированным уровнем мощности.
Сбалансированный план. В каждый момент времени существующие мощности равны потребностям, обусловленными прогнозированным спросом.
План с фиксированным уровнем мощностей. Мощности являются постоянными на всем горизонте планирования. Отклонение спроса, которое меняется, от возможностей постоянных производственных мощностей компенсируется при помощи запасов, отложенного спроса, сверхурочных работ и субконтрактов.
На практике целесообразно рассматривать несколько вариантов планов с различными подходами к компенсации колебания спроса.
Для разрешения задач планирования производства разработаны и используются преимущественно такие подходы.
Линейное программирование используется, как правило, для минимизации суммарных расходов в плановом периоде. В расходы включаются: основная зарплата, сверхурочные, затраты на субконтракты, освобождение и найм работающих, хранение запасов. Ограничения модели обычно включают максимальные мощности и ограничения на степень удовлетворения спроса в плановом периоде.
Линейные решающие правила базируются на применении квадратичной функции расходов для конкретной производственной системы. Функция позволяет определять суммарные расходы, которые включают: основную зарплату, сверхурочные, субконтракты, расходы на изменение численности работающих и хранение запасов. Как независимые переменные используются объем выпуска продукции и численность работающих. Функция строится для каждого периода горизонта планирования.
Управляющие коэффициенты. В основе этого подхода лежит предположение, что ЛПР строит план с учетом сложного критерия и собственного опыта. Этот метод использует данные о предыстории, связанной с решениями в прошлом, и позволяет построить регрессию, которая может быть использована для построения плана.
Моделирование на ЭВМ предоставляет возможность проверять путем перебора многочисленные сочетания производственных ресурсов с целью поиска наилучшего плана на период и на горизонт.
Среднесрочные планы определяют количество продукции, которое экономически целесообразно производить на предприятии. По среднесрочным планам составляются графики выпуска продукции.
В графике выпуска продукции устанавливается количество конечной продукции, которая должна быть выпущена в каждый период краткосрочного горизонта планирования. Длительность горизонта планирования от нескольких недель до нескольких месяцев.
При составлении графика определенные раньше объемы производства распределяются в виде заказов на выпуск продукции.
Графики выпуска продукции в общем случае состоят из четырех отделенных друг от друга участков: закрепленный, фиксированный, заполненный, открытый.
Изменения на закрепленном участке обычно запрещены, поскольку влекут за собой изменение планов поставки и производства предметов после их запуска, что приводит к росту расходов. Фиксированный участок - это период времени, в который изменения могут происходить, но только в исключительных ситуациях. Заполненный участок отвечает временному интервалу, на котором все производственные мощности распределены между заказами. Изменения на этом участке допускаются и могут обусловить значительные изменения сроков выполнения заказов. Открытый участок - это временной интервал, на котором не все производственные мощности распределены, и новые заказы обычно размещаются на этом участке.
Планирование производства на уровне графика выпуска продукции имеет ряд заметных особенностей в зависимости от того, работает предприятие на склад или по заказам. В производстве, которое выполняет заказ, в оценке спроса доминируют заказы, которые поступили на данный момент. График строится обычно на основании портфеля заказов. Размер партии и количество продукции, которая выпускается, как правило, совпадают и определяются заказом. Процесс составления графика для таких предприятий является наиболее сложным и трудоемким, особенно для многономенклатурного производства.
В производстве, которое работает на склад, заказы поступают со склада готовой продукции. Они формируются на основании прогнозированного спроса со стороны потенциальных заказчиков. При этих условиях растет роль прогнозирования. В начальные периоды горизонта планирования возможно наличие портфеля заказов, однако, их удельный вес обычно является небольшим. Размер партии здесь очень важен и определяется исходя из рассуждений экономической эффективности. Уменьшение размера партии приводит к росту доли постоянных расходов на единицу продукции, а увеличение размеров партии к росту запасов и расходов на их хранение. Оптимальным является размер партии с минимальными суммарными расходами.
Плановый горизонт может меняться в широких границах от нескольких недель до года и больше. На выбор планового горизонта, влияют много факторов, но один фактор является решающим. В ЕRР-системах используется правило, согласно которому плановый горизонт должен быть не меньше наибольшего производственного цикла среди всех изделий, которые рассматриваются при составлении графика.
Планирование производства на уровне графика выпуска продукции - одна из важнейших функций в ЕRР. Неудовлетворительная ее реализация влечет за собой перегрузки и недогрузки мощностей, избыточный рост запасов на одни изделия и дефицит на другие. Наоборот, при удовлетворительной реализации улучшается обслуживание заказчиков, снижается уровень запасов, эффективнее используются производственные мощности.
Благодаря решению задачи составления графика становятся известными сроки и объемы выпуска продукции. Управление поставками, производством деталей и сборочных единиц и другими составляющими производственного процесса зависят от того, какие системы организации и управления используются. В США в практике управления и в литературе принята такая классификация: системы с расходом запасов (pond- draining approach), системы с «проталкиванием» (push systems), системы с «протягиванием» (pull system) и системы, сконцентрированные на «узких местах» (bottlenecks).
Системы с расходом запасов сконцентрированы на поддержке резервов материальных ресурсов, необходимых для производства. Поскольку производители не знают предварительно сроков и количества необходимых заказчику ресурсов, большинство видов продукции в таких системах производится предварительно и складируется в виде запасов готовой продукции или деталей и сборочных единиц; по мере уменьшения запасов продукции или ее компонентов они пополняются.
В системах с «проталкиванием» внимание заостряется на использовании информации о заказчиках, поставщиках и продукции в управлении материальными потоками. Поставка партий материалов и полуфабрикатов на предприятие планируется как можно ближе к срокам изготовления деталей и сборочных единиц. Детали и сборочные единицы производятся как можно ближе к срокам подачи на сборку, готовая продукция собирается как можно ближе к необходимому времени выполнения заказа. Материальные потоки «проталкиваются» сквозь все фазы производства.
Системы с «протягиванием» ориентированы, прежде всего, на сокращение уровня запасов на каждой производственной фазе. Если в предыдущей системе роль графика сводилась к определению того, что делать далее, то в данной системе просматривается только следующая стадия. Выясняется, что необходимо делать для ее выполнения, и производятся необходимые действия. Партии в производстве перемещаются от ранних стадий к поздним без промежуточного складирования. Существует немало разновидностей и наименований для подобных систем: «точно-в-срок» (Jast-in-Time), производство с коротким циклом, системы с визуальным управлением и тому подобное.
Традиционное ЕRР-планирование ресурсов предприятия
До недавнего времени подход к решению задач планирования производства в системах ЕRР оставался преимущественно в том виде, в котором он установился в системах МRР II. Кратко его можно обозначить как подход, который основывается на активном использовании календарно-плановых нормативов на производственные циклы. Недостаток такого подхода заключается в том, что он противоречит необходимости оптимизации планирования. Однако элементы оптимизации планирования в традиционных МRP II/ЕRР-системах используются только на нижнем уровне во время разрешения задач оперативного планирования с использованием методов теории расписаний. С другой стороны, системы, построенные на базе стандарта ЕRР, преимущественно ориентированны на внутреннюю деятельность предприятия. В них была исключена возможность управления расширенной производственной цепью „поставщик - производитель - потребитель".
Достоинства ЕRР-систем:
снижение стоимости за счет эффективности операций;
уменьшение времени выхода продуктов на рынок;
снижение затрат и брака, повышение качества.
Недостатки ЕRР-систем:
функции ограничены производством и администрированием;
функции продажи, маркетинга и разработки отсутствуют;
плохо реагирует на изменение конъюнктуры рынка;
эффективность операций может быть скопирована конкурентами и улучшена.