CC BY
38
Аркин П.А., Соловейчик К.А., Аркина К.Г.
РЕАЛИЗАЦИЯ МЕТОДОЛОГИИ ОПТИМИЗАЦИОННЫХ ПОДХОДОВ ПРИ РАЗРАБОТКЕ СИСТЕМЫ БИЗНЕС-АНАЛИЗА И ПРОГНОЗИРОВАНИЯ ДЛЯ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ
Аннотация. В результате разработки системы бизнес анализа и прогнозирования для машиностроительного предприятия с целью роста экономически эффективной глубины передела впервые был создан алгоритм взаимодействия разрабатываемого модуля прогнозирования межцеховой загрузки с ранее разработанным модулем внутрицехового производственного планирования машиностроительного предприятия с возможностью дальнейшей интеграции с семейством программных продуктов, разработанных на платформе «1С:Предприятие 8», что привело как к повышению информированности о сроках изготовления на межцеховом уровне, так и к сокращению избыточности информации и вычислительной нагрузки при оперативном внутрицеховом планировании. Алгоритм отличается высокой скоростью расчетов на большом объеме данных.
Ключевые слова. Глубина передела, процессы управления, машиностроение, управление промышленным производством.
Arkin P.A., Soloveychik K.A., Arkina K.G.
IMPLEMENTATION OF THE METHODOLOGY OF OPTIMIZATION APPROACHES IN DEVELOPING THE SYSTEM OF BUSINESS ANALYSIS AND FORECASTING FOR A MACHINE-BUILDING ENTERPRISE
Abstract. As a result of the development of business analysis and forecasting system for a machinebuilding enterprise with the purpose of increasing the economically effective depth of redistribution, the algorithm for the purpose of interaction between the developing module for forecasting inter-shop loading and the previously developed module for intra-plant production planning of an engineering enterprise with the possibility of further integration in the family of software products was developed on the platform "1C:Enterprise 8" which led to an increase in informativeness on the period of manufacture on interdepartmental level, reduced information redundancy, and the load of the operational planning of intra-shop. The algorithm is characterized by a high degree of speed calculations on a large amount of data.
Keywords. Process stage quotient, depth redistribution, management processes, mechanical engineering, industrial production management.
ГРНТИ 55.01.75
© Аркин П.А., Соловейчик К.А., Аркина К.Г., 2017
Павел Александрович Аркин - доктор экономических наук, профессор, профессор кафедры процессов управления наукоемкими производствами Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, заместитель генерального директора по инновациям ООО «ХОЛДИНГ ЛЕНПОЛИГРАФМАШ». Кирилл Александрович Соловейчик - доктор экономических наук, доцент, заведующий кафедрой процессов управления наукоемкими производствами Санкт-Петербургского политехнического университета Петра Великого, вице-президент Торгово-промышленной палаты Санкт-Петербурга, президент ОАО «ЛЕНПОЛИГРАФМАШ». Ксения Георгиевна Аркина - кандидат физико-математических наук, доцент, доцент кафедры математического анализа Российского государственного педагогического университета имени А.И. Герцена» (г. Санкт-Петербург). Контактные данные для связи с авторами (Соловейчик К.А.): 197376, Санкт-Петербург, наб. реки Карповки, 5 (Russia, St. Petersburg, Karpovki emb., 5). Тел.: 8 (812) 234-85-95. Статья поступила в редакцию 12.06.2017 г.
В продолжение цикла статей [1, 2] по методологическим вопросам оптимизации производственного планирования, автоматизации и компьютеризации процессов управления производством, вызванных необходимостью роста глубины передела промышленной продукции [5], данная статья рассматривает вопросы экономики и планирования машиностроительного производства с использованием оптимизационного математического аппарата, изложенного в [1]. Основной целью данной работы являлось создание автоматизированной системы прогнозирования межцеховой загрузки производственных мощностей машиностроительного предприятия. Предпосылкой к созданию разрабатываемой автоматизированной системы явилась потребность машиностроительных предприятий в наличии информации о прогнозных сроках изготовления заказанных изделий до перехода к этапу детального внутрицехового производственного планирования.
Необходимость оперировать большим массивом исходных данных, используемых при планировании производственного процесса машиностроительного предприятия, позволяет говорить о целесообразности разработки модуля, который агрегирует исходные данные и позволяет без использования избыточной информации получить прогнозные сроки изготовления изделий, которые могут быть переданы в модуль внутрицехового планирования для дальнейшего распределения работ на конкретные рабочие центры. В статье описан алгоритм взаимодействия разрабатываемого модуля прогнозирования межцеховой загрузки с ранее разработанным модулем внутрицехового производственного планирования машиностроительного предприятия.
Возможность передачи прогнозных сроков изготовления изделий на уровень внутрицехового планирования позволяет при формировании оперативного производственного плана на внутрицеховом уровне опираться на приоритетность работ на заданный горизонт оперативного планирования, не охватывая детально те работы, которые не входят в заданный горизонт. Таким образом, разработанный модуль приводит, как к повышению информированности о сроках изготовления на межцеховом уровне, так и к сокращению избыточности информации и вычислительной нагрузки при оперативном внутрицеховом планировании.
Основное предназначение модуля производственного прогнозирования межцеховой загрузки производственных мощностей заключается в расчете сроков изготовления изделий и входящих в него деталей и сборочных единиц по имеющимся у машиностроительного предприятия производственным заказам без детального планирования каждой операции на конкретные рабочие центры.
Производственные процессы машиностроительных предприятий характеризуются многостадий-ностью, сложностью и разнообразием применяемых методов обработки: гибка, резка, точение, фрезерование, сварка, монтаж, пайка, покрытие и т.п. Производственные процессы изготовления изделий относятся к прерывным и расчленяются на несколько стадий: заготовительную, обрабатывающую, сборочную [6]. Каждая из этих стадий может включать несколько технологических операций, которые могут выполняться в одном или различных производственных подразделениях.
Межцеховое прогнозирование относится к более высокому уровню управления, поэтому нуждается в более обобщенных данных при принятии решений, тогда как низшему звену управления (внутри цехов) необходимы наиболее подробные данные. Таким образом, при принятии решений об изготовлении продукции на длительный горизонт необходима информация не о сроках выполнения конкретных технологических операций, а о прогнозных сроках изготовления партий деталей и сборочных единиц с учетом свободных производственных мощностей. Детальное планирование каждой технологической операции с точностью до секунды на длительный горизонт приводит к избыточности информации на выходе, в то время как разрабатываемый модуль межцехового прогнозирования выполняет вычисления на основании агрегированных данных и выводит в качестве результата достаточную информацию для последующего принятия управленческих решений.
На основе полученного прогноза загрузки производственных мощностей, могут приниматься следующие управленческие решения:
1. На более верхнем уровне может производиться оценка возможности изготовления продукции в заданные заказчиком сроки (в том числе с привлечением дополнительного персонала и сторонних организаций по кооперации) [9], а также принимается решение о согласовании с заказчиком новых сроков. Кроме того, информация о прогнозе загрузки производственных мощностей может использоваться для оценки возможности привлечения дополнительных заказов, а также для обоснования необходимости расширения, либо (реже) сокращения доступного фонда производственных мощностей [8].
2. На более низком уровне информационная система получает данные о сроках изготовления партий деталей и сборочных единиц, которые затем эффективно распределяются внутри каждого цеха с использованием критериев производственного планирования.
При разработке модуля прогнозирования производственных мощностей машиностроительного производства были учтены следующие принципы рациональной организации производственного процесса в соответствии с точкой зрения В. А. Козловского [3]:
1. Интегративность - принцип, предполагающий системную интеграцию составляющих для достижения целей системы с максимальной эффективностью. В разрабатываемом модуле данные принцип используется в следующих направлениях: интеграция производства со сбытовой службой - при поступлении нового заказа модуль прогнозирования межцеховой загрузки производственных мощностей предоставит для сбытовой службы информацию о выполнимости заказа и возможных сроках выполнения для последующего согласования сроков с заказчиком; интеграция производственного прогнозирования межцеховой загрузки и оперативного производственного планирования внутрицеховой загрузки производственных мощностей. Благодаря этому, спрогнозированные и утвержденные с заказчиками сроки выполнения заказов могут быть переданы в разрезе входящих в заказы деталей и сборочных единиц на внутрицеховой уровень для более эффективного распределения работ по рабочим центрам.
2. Гибкость - принцип, предполагающий проведение внутренних изменений в системах производства с максимальной эффективностью. Обеспечивает возможность реакции системы на разнообразные изменения в ее внутреннем состоянии (например, сбои в ходе работ) или во внешней среде (например, колебания спроса). Чем больше гибкость системы, тем шире диапазон разнообразных изменений, на которые в состоянии отреагировать система. Применение разрабатываемого модуля позволит машиностроительному предприятию более гибко реагировать на изменения внешних и внутренних факторов, поскольку будет предоставлять информационную поддержку для принятия решений по реагированию. Также гибкость обеспечивается за счет предоставления свободы для оперативного планирования на внутрицеховом уровне для назначения работ на любую из машин из групп заменяемости, на которой была спрогнозирована загрузка.
3. Прямоточность - принцип, предполагающий организацию движения каждого предмета по рабочим позициям технологического процесса таким образом, чтобы обеспечить кратчайший (в пространстве и времени) путь, без возвратных и встречных перемещений, без излишних пересечений с маршрутами других предметов. Формирование этапов производства, предполагаемое в разрабатываемом модуле, использует данный принцип за счет объединения последовательно идущих технологических операций в рамках одного подразделения межцехового уровня при наличии данной возможности согласно технологическому процессу.
В таблице приведен сравнительный анализ разрабатываемого модуля межцехового прогнозирования и разработанного модуля внутрицехового планирования.
Таблица
Сравнительный анализ модуля межцехого прогнозирования и внутрицехового планирования производства
Сравнительная характеристика алгоритма Межцеховое прогнозирование Внутрицеховое планирование
Решаемые задачи Прогнозирование сроков изготовления изделия / деталей и сборочных единиц, выполнения заказов. Распределение загрузки по мощностям между производственными цехами Оперативное планирование расписания загрузки рабочих центров внутри производственного цеха на ближайший временной интервал
Горизонт планирования / прогнозирования От 1 месяца 1-10 дней
Частота перестроения плана-графика Не чаще 1 раза в 10 дней 1 раз в 1-3 дня
Необходимость внепланового перестроения плана-графика Выход за рамки сроков изготовления изделия / деталей и сборочных единиц после перепланирования на внутрицеховом уровне. Добавление длительных ремонтов в план Выход фактического времени выполнения за рамки плановых сроков. Выход из строя единицы производственного оборудования
Окончание табл.
Сравнительная характеристика алгоритма Межцеховое прогнозирование Внутрицеховое планирование
Степень детализации (по оборудованию) Группа рабочих центров Рабочий центр
Степень детализации (по структуре предприятия) Подразделение межцехового уровня (цех) Подразделение (цех, участок)
Разрез детализации Дни, недели Секунды, минуты
Объекты распределения на графике Упорядоченные наборы технологических операций Технологические операции
Межцеховое прогнозирование охватывает больший интервал (горизонт), чем внутрицеховое планирование: на уровне между цехами осуществляется прогнозирование на период, охватывающий сроки выполнения всех текущих заказов (обычно, не менее 1 месяца). Детальное внутрицеховое планирование на длительный горизонт позволит добиться практически тех же задач, что и межцеховое прогнозирование, однако с большими затратами вычислительных мощностей. Поэтому на уровне внутрицехового планирования детальное планирование целесообразно производить на меньший промежуток времени: на ближайшие дни и недели.
Перестроение плана-графика производства должно производиться как можно реже для обеспечения стабильной работы машиностроительного производства, но при этом план-график должен поддерживаться в актуальном состоянии, поэтому допускается внеплановое перестроение графика в случае выявления нештатной ситуации. При отсутствии нештатных ситуаций в данной работе межцеховое прогнозирование может осуществляться раз в несколько недель, а межцеховое планирование - раз в несколько дней.
В отличие от внутрицехового планирования, выдающего на выходе информацию о моментах начала и окончания выполнения технологических операций с точностью до секунд или минут, алгоритм межцехового прогнозирования предполагает предоставление на выходе информации о плановой загрузке групп рабочих центров наборами технологических операций (этапами производства) с точностью до дней или недель. Подобное укрупнение разреза оперируемых данных позволяет применять алгоритм прогнозирования межцеховой загрузки производственного оборудования на длительный промежуток времени без излишних затрат вычислительных мощностей на детализацию (к примеру, до минут и секунд).
Применение разработанного алгоритма прогнозирования производства и, как следствие, устранение необходимости проведения детальных расчетов сроков выполнения каждой технологической операции приводит к достижению следующих целей производственного планирования и прогнозирования: оперативность получения прогноза по срокам выполнения заказов и изготовления отдельных деталей и сборочных единиц; сокращение длительности формирования внутрицехового оперативного плана производства. Для реализации данных целей была проведена разработка алгоритма производственного прогнозирования, а также алгоритма взаимодействия с модулем внутрицехового взаимодействия.
Разрабатываемый алгоритм производственного прогнозирования предназначен для расчета имеющихся свободных производственных мощностей всех цехов машиностроительного предприятия и объемов работ в рамках поступивших производственных заказов и определения предполагаемой прогнозной загрузки производственных мощностей на укрупненных интервалах времени по группам оборудования. При разработке алгоритма производственного прогнозирования в первую очередь были сформулированы наиболее важные для выполнения прогнозирования составные части нормативно-справочной информации.
С учетом дальнейшего обеспечения взаимодействия с модулем внутрицехового планирования производства была взята за основу структура нормативно-справочной информации из данного модуля, основные компоненты которой включают: справочник «Номенклатура» - для хранения информации о деталях и сборочных единицах, материалах и комплектующих; справочник «Спецификация номенклатуры» - для хранения информации о составе деталей и сборочных единиц; справочник «Подразделения» - для хранения информации о производственных подразделениях (например, цехах и
участках); справочник «Рабочие центры» - для хранения информации об имеющемся на предприятии промышленном оборудовании и рабочих местах сотрудников; справочник «Группы заменяемости рабочих центров» - для хранения информации об объединенных в группы списках рабочих центров; справочник «Технологическая карта производства» - для хранения информации о последовательности технологических операций в техпроцессе изготовления деталей и сборочных единиц; документ «Заказ на производство» - содержит перечень предполагаемых к изготовлению конечных изделий.
В ходе разработки структура перечисленных элементов нормативно-справочной информации претерпела изменения. Так, поскольку алгоритм производственного прогнозирования межцехового уровня не должен погружаться во внутреннюю структуру производственного цеха (который может содержать отдельные участки) в разрабатываемом модуле добавлен признак «Межцеховое управление». При выполнении прогнозирования модуль агрегирует исходную информацию по данному подразделению, в том числе и технологические операции, для которых указаны для выполнения группы рабочих центров из подразделений, входящих в состав подразделения, для которого установлен признак «Межцеховое управление». В целях оптимизации процесса агрегирования данных по подразделениям в группы рабочих центров добавлена привязка к подразделению. Таким образом, для каждой технологической операции техпроцесса будет предполагаться привязка к подразделению с признаком «Межцеховое управление» через группу заменяемости рабочих центров.
В отличие от алгоритма внутрицехового производственного планирования, алгоритм межцехового производственного прогнозирования предполагает размещение на плане-графике не отдельных технологических операций, а наборов технологических операций. Для объединения технологических операций в наборы принято решение о разработке нового объекта нормативно-справочной информации - этапа производства. Этап производства содержит перечень последовательных технологических операций только одного подразделения межцехового уровня по одному виду деталей и сборочных единиц и имеет на выходе номенклатурную позицию с определенными характеристиками (которые деталь или сборочная единица получает после обработки на содержащихся в этапе производства технологических операциях).
Разработанный алгоритм производственного прогнозирования схематично представлен на рисунке 1. В качестве исходных данных для работы алгоритма требуется информация об имеющихся на предприятии производственных заказах (пункт 1 на схеме алгоритма). В заказах содержится информация об изготавливаемых конечных изделиях с указанием их количества, спецификации (содержащей информацию о составе изделия) и технологической карты (содержащей информацию о технологическом процессе изготовления изделия). При появлении нового заказа от покупателя (пункт 2) пользователь должен иметь возможность внести в информационную систему новый заказ на производство и добавить этот заказ в очередь заказов, представляющую собой отсортированный по приоритетности список заказов на производство.
При возможности объединения производственных заказов по срокам запуска и выпуска (пункт 3), согласно разработанному алгоритму предусмотрена возможность объединить внесенные в информационную систему заказы на производство в запуски. Формирование запусков позволит укрупнять партии одинаковых деталей и сборочных единиц, находящихся в составе различных или одинаковых изделий из разных заказов, таким образом уменьшая в объеме набор выходных данных (по результатам прогнозирования) и сокращая затраты вычислительных ресурсов на формирование дерева с составом деталей и сборочных единиц. В случае, если некоторые заказы не объединены в запуски, дальнейшая работа алгоритма будет производиться напрямую с заказами.
После формирования запусков, либо если пользователем принято решение о пропуске этапа формирования запусков, алгоритм приступает к автоматизированному формированию этапов производства (пункт 4). В рамках данного этапа производится разузлование изделий, содержащихся в заказах, объединение одинаковых деталей и сборочных единиц, находящихся в одном запуске либо заказе (в зависимости от параметров, заданных пользователем), после чего производится циклический обход технологических процессов каждой детали или сборочной единицы. При переходе к технологической операции, которая определена на новом подразделении межцехового уровня (отличном от подразделения предыдущей технологической операции данного техпроцесса), согласно алгоритму, формируется новый этап производства. Таким образом, в этап производства попадает как можно большее количество последовательно расположенных технологических операций, выполняющихся в пределах одного цеха.
Могут ли заказы быть объединены по срокам запуска?
Да
Рис. 1. Алгоритм прогнозирования межцеховой загрузки производственных мощностей
В случае если сформированные этапы производства требуют ручной корректировки (пункт 5), согласно алгоритму она может быть произведена путем корректировки подразделения, выполняющего технологические операции данного этапа, либо распределения партии в рамках данного этапа производства между несколькими подразделениями (в том числе и подразделением, отвечающим за внешнюю кооперацию). По окончании формирования и корректировки этапов производства производится прогнозирование (пункт 6) путем расстановки на плане-графике этапов производства с учетом доступности производственных мощностей подразделений межцехового уровня на заданный горизонт.
По итогам прогнозирования межцеховой загрузки производственных мощностей предприятия в информационной системе сохраняется план-график, содержащий информацию о прогнозных сроках начала и окончания этапов изготовления каждой детали или сборочной единицы.
Алгоритм формирования этапов производства для целей прогнозирования представлен на рисунке 2. После объединения деталей и сборочных единиц в запусках (если деталь или сборочная единица входит в изделие по заказу, хранящемуся в одном из запусков) либо в заказах (если деталь или сборочная единица входит в изделие по заказу, не указанному ни в одном из запусков) (пункт 1) начинается цикл формирования этапов производства (для каждой детали или сборочной единицы - см. пункт 2).
При достижении очередной операции технологического процесса изготовления деталь или сборочная единица, согласно алгоритму, модуль осуществляет проверку принадлежности рабочего центра или группы рабочих центров на текущей операции определенному подразделению межцехового уровня (подразделению из предыдущей операции технологического процесса) (см. пункт 3). Если операция, согласно техпроцессу, должна выполняться в цехе, отличном от цеха на предыдущей операции, создается новый этап производства, в котором указан новый цех. При достижении последней операции техпроцесса (пункт 4) алгоритм переходит к следующей детали или сборочной единице. После перечисления всех деталей или сборочных единиц на выходе с алгоритма получается сформированный список этапов производства.
При проведении процедуры прогнозирования обход этапов производства осуществляется таким образом, чтобы в наибольшей степени удовлетворить пожелания всех участников производственного процесса и заказчиков. Для этого при определении приоритетов этапов производства применена характеристика под названием «производственная напряженность», введенная Мауэргаузом Ю.Е. [4]. Для численного определения данной характеристики используется два фактора: полное время, необходимое для выполнения работ, и имеющийся запас рабочего времени. В отличие от иных численных методов, данная характеристика может быть рассчитана даже при отрицательном запасе времени, который может образоваться при истечении срока изготовления ввиду выполнения более важного для предприятия заказа. Также данная характеристика обладает свойством аддитивности и позволяет получить суммарную производственную напряженность по отдельной группе рабочих центров либо по целому подразделению.
Помимо функции предоставления информации для пользователя о прогнозных сроках изготовления изделий, указанных в портфеле заказов, разрабатываемый модуль прогнозирования межцеховой загрузки производственных мощностей машиностроительного производства должен иметь возможность передавать данную информацию на более детальный уровень - на уровень модуля внутрицехового производственного планирования. Заметим, что координация между рассматриваемыми модулями может осуществляться с применением двух механизмов: передачей прогнозных сроков для модуля внутрицехового оперативного планирования; передачей обратной связи из модуля оперативного внутрицехового планирования в модуль прогнозирования межцеховой загрузки производственных мощностей [10].
В первом случае при формировании оперативного производственного плана информационная система будет ориентироваться на ранее рассчитанные данные по прогнозным срокам изготовления изделий и входящих в них деталей и сборочных единиц, тем самым снижая неопределенность на внутрицеховом уровне на ближайший горизонт оперативного производственного планирования и способствуя уменьшению сложности задачи и снижению загрузки вычислительных мощностей.
Во втором случае достигается более реалистичный прогноз межцеховой загрузки производственных мощностей, благодаря своевременному поступлению сигналов о необходимости пересмотра прогнозных сроков изготовления деталей и сборочных единиц. Какими стабильными бы ни были прогнозы и планы, в ходе производства неизбежно возникают изменения и отклонения, требующие корректировки. К ним относятся отсутствие на складе или в кладовой цеха материалов, заготовок, готовых деталей, приспособлений, инструмента или возникновение массового брака, невыход рабочих, ремонт оборудования и т.д. [7] Данные отклонения в ходе работы производства могут служить сигналами для передачи обратной связи на уровень прогнозирования межцеховой загрузки оборудования.
Рис. 2. Алгоритм формирования этапов производства для целей прогнозирования
Для реализации данной возможности был разработан алгоритм взаимодействия с модулем внутрицехового планирования (см. рисунок 3). Выходная информация из модуля прогнозирования межцеховой загрузки (о прогнозных сроках выполнения этапов производства) поступает на вход модуля внутрицехового оперативного планирования при выполнении очередной итерации оперативного перепланирования внутри определенного цеха (пункт 1).
öd О S
öd р>
со
P U»
S
О
О X
й а
n> Sc о Р
H
öd Р
S о
S о
о H Е
О S
% о Й
и
а>
M
öd
со *
H ß
О)
s X
ß О
a> öd
X О
О 2
öd О
о ч о Я о
я ч
и я
р о
я со
s Я
о о
öd го
p р
я я
§
со w
Р Р
-3 ä
w ы
« «
S Я
я Я
о о
я я
СО со
öd öd
О О
Й о Й ö
н H
öd öd
п> О)
Я Я
Я Я
Ö4 Е
X X
о о
В В
я я
о о
о о
н H
а п>
Яс Яс
о
Модуль внутрицехового планирования загрузки производственных мощностей
Перестроение прогноза при б+КЯйЙёМИЙЫг брЬкЬШ "
Корректировка внутрицехового плана
Внутрицеховое оперативное планирование производства
изготовления
Формирование сменно-суточных заданий
О
Перестроение плана при отклонении от сроков
1
Диспетчеризация
и Я О
а о
а
я >
я
ч
и й
н
К »
И -I
К
о
X
о ш
К
о
н >
о Й и КС
Модуль диспетчеризации производства
Модуль внутрицехового планирования получает информацию не обо всех этапах производства по выбранным производственным запускам и заказам, а только те, которые, согласно составленному прогнозу, должны выполняться на выбранном временном горизонте оперативного планирования. Таким образом, благодаря наличию разработанного модуля прогнозирования межцеховой загрузки, модуль внутрицехового планирования оперирует меньшим объемом данных, и информационная система не хранит излишнюю детальную информацию по деталям и сборочным единицам, выполнение которых в плановом периоде не прогнозируется.
В случае выявления отклонений фактического выполнения технологических операций от плановых, либо при поломке единицы оборудования, алгоритмом предусмотрено переформирование плана внутрицеховой загрузки производства (пункт 2). Если при перестроении плана срок выполнения части технологических операций вышел за рамки спрогнозированных сроков выполнения этапов производства, согласно алгоритму, на уровне прогнозирования межцеховой загрузки производственных мощностей должно производиться перестроение прогноза (пункт 3), после чего обновленные прогнозные сроки выполнения этапов заново спускаются на внутрицеховой уровень (пункт 1), цикл повторяется.
Тестирование разработанного модуля прогнозирования производилось на производственных подразделениях ХОЛДИНГ ЛЕНПОЛИГРАФМАШ (в том числе в организациях ООО «ЛПМ-Механика», ООО «ЛПМ-Система», ООО «Полиграф Пласт»). С применением разработанного модуля был построен прогноз загрузки производственных мощностей, основанный на портфеле текущих производственных заказов на серийные изделия, занимающие большую часть всех производственных мощностей и задействующие все производственные подразделения. Для работы алгоритма потребовалось адаптировать исходные данные с учетом проведенных в ходе проектирования модуля изменений: в информационной системе задана производственная структура межцехового уровня, включающая в себя шесть цехов; группы заменяемости рабочих центров, имевшиеся в информационной системе на момент начала апробации модуля, были откорректированы с учетом принадлежности к подразделениям межцехового уровня (цехам).
В целях проверки на работоспособность программы для ЭВМ проводился запуск на платформе 1С:Предприятие 8.3.3 в режиме тонкого клиента, толстого клиента, а также через WEB-интерфейс. Во всех случаях программа отрабатывала в штатном режиме, предоставляя заложенный в неё функционал в полной мере. Работа модуля тестировалась с задействованием мощности сервера, имеющего следующие технические характеристики: материнская плата X9SCM-F; процессор Intel Хеоп Е3-1220 3.1 GHz; оперативная память 4GB, DDR3, 1333MHz; контроллер запоминающих устройств Adaptec RAID 6405. Поскольку сервер соответствовал минимальным техническим характеристикам, достаточным для работы с разрабатываемым бизнес-приложением, в ходе тестирования удалось убедиться в работоспособности разрабатываемой программы для ЭВМ.
Результатом апробации разработанного модуля явился сформированный в автоматизированном режиме перечень этапов производства, а также прогнозный план-график загрузки производственных мощностей всех производственных подразделений ХОЛДИНГ ЛЕНПОЛИГРАФМАШ. Длительность процедуры прогнозирования межцеховой загрузки производственных мощностей на портфеле текущих заказов с серийными изделиями, выпускаемыми ХОЛДИНГ ЛЕНПОЛИГРАФМАШ, составила не более 20 минут, Информация с прогнозируемыми сроками изготовления партий деталей и сборочных единиц по текущим производственным заказам успешно была передана в модуль внутрицехового планирования и принята к выполнению подразделениями. В процессе тестирования модуля возникали потребности в корректировках прогнозного плана-графика в сторону увеличения сроков изготовления некоторых партий деталей и сборочных единиц ввиду наличия отклонений в штатной работе отдельных единиц производственного оборудования. Данные корректировки были внесены в исходные данные и успешно учтены в ходе перестроения прогнозного плана-графика загрузки производственных мощностей. Таким образом, проверена возможность регулирования загрузки производственных мощностей подразделений машиностроительного предприятия.
Главным результатом применения разработанного модуля прогнозирования загрузки производственных мощностей в ХОЛДИНГ ЛЕНПОЛИГРАФМАШ явилось повышение информативности о сроках выполнения текущих и поступающих производственных заказов, повышение оперативности информационной поддержки для принятия решений на уровне управления производством (в части корректировки приоритетов заказов, согласования сроков с заказчиками, отправки части деталей
и сборочных единиц на кооперацию). Дополнительный эффект от внедрения разработанного модуля получен за счет применения результатов прогнозирования в области диспетчеризации производства для отслеживания сроков фактического выполнения этапов производства и сроков начала и окончания обработки деталей и сборочных единиц в каждом цехе.
Если говорить шире, то основным результатом выполнения комплексной научно-исследовательской работы, изложенной в цикле статей [1, 2] в части разработки алгоритмов прогнозирования производства, стал программный продукт, позволивший решить ключевые задачи по определению прогнозных сроков изготовления изделий, находящихся в составе производственных заказов, без проведения детального внутрицехового планирования на длительный горизонт планирования. Также данный программный продукт позволил снизить нагрузку на модуль внутрицехового производственного планирования, благодаря разработанному алгоритму взаимодействия модуля межцехового прогнозирования производства с модулем внутрицехового планирования, позволяющему передавать информацию о работах, которые необходимо запланировать на уровне внутрицехового производственного планирования на заданный горизонт планирования.
Однако следует учесть, что получаемые в результате работы программы прогнозы производства являются лишь приближенными к действительно возможным ввиду наличия вероятности появления непредвиденных ситуаций в период выполнения производственного процесса (связанных как с самим предприятием, так и его внешним окружением). Результаты можно применить для автоматизации серийного, дискретного производства. Внедрение автоматизированной системы прогнозирования производства позволяет добиться повышения технико-экономической эффективности за счет:
• возможности варьирования приоритетов заказов от различных контрагентов с пересчетом прогноза по портфелю заказов без детализированного планирования;
• использования на внутрицеховом уровне информации о сроках выполнения работ, учитывающих сроки изготовления всего портфеля заказов на длительный горизонт;
• возможности выполнять внутрицеховое перепланирование без затрагивания произведенных прогнозных расчетов на длительную перспективу на межцеховом уровне;
• увеличения количества выполненных заказов за счет выявления и задействования свободных производственных мощностей, выявленных в результате построения прогноза.
ЛИТЕРАТУРА
1. Аркин П.А., Соловейчик К.А., Аркина К.Г. Методология оптимизационных подходов к процессам управления производством в машиностроении // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета. 2017. № 1 (103), ч. 2. С. 69-77.
2. Аркин П.А., Соловейчик К.А., Аркина К.Г. Реализация методологии оптимизационных подходов при разработке алгоритма модуля диспетчирования производства на машиностроительном предприятии // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета. 2017. № 2 (104). С. 94-100.
3. Козловский В.А. Производственный менеджмент. М.: ИНФРА-М, 2003. 574 с.
4. Мауэргауз Ю.Е. «Продвинутое» планирование и расписания (AP&S) в производстве и цепочках поставок. М.: Экономика, 2012. 574 с.
5. Соловейчик К.А., Аркин П.А. Методические вопросы стимулирования роста глубины передела промышленной продукции субъектами Российской Федерации // Известия Санкт-Петербургского государственного экономического университета. 2015. № 4 (94). С. 25-30.
6. Трусова Л.И. Экономика машиностроительного производства. Задачи и ситуации. Ульяновск: УлГТУ, 2005. 70 с.
7. Фатхудинов Р.А. Производственный менеджмент. СПб.: Питер, 2003. 491 с.
8. Christou I.T. Quantitative methods in supply chain management. Models and algorithms. London: Springer London Ltd, 2012. 398 р.
9. Kumar S.A., Suresh N. Productions and operations management. New Delhi: New age international, 2008. 271 р.
10. Stadtler H., Kilger C. Supply Chain Management and Advanced Planning. Concepts, Models, Software and Case Studies. Berlin: Springer, 2008.
