Full Text

Введение. Особое значение в управлении машиностроительным производством при создании машиностроительных корпораций или холдингов приобретает применение ERP-систем [1-6]. При интеграции нескольких предприятий в единую адаптивную производственную структуру с сохранением и углублением внутренней технологической специализации и кооперации возникает задача обеспечения согласованной деятельности предприятий в рамках сквозных цепочек поставок [7-10]. Как правило, при интеграции нескольких предприятий в единую производственную структуру и дальнейшей специализации производства, как показано на рис. 1, многократно возрастает объем внутрикорпоративных кооперированных связей, что потребует решения задачи обеспечения согласованной деятельности предприятий в рамках сквозных цепей поставок. Рис. 1. Трансформация цепей поставок в условиях перехода к новой индустриальной модели. Стрелками условно обозначены кооперированные связи между специализированными предприятиями, изготовляющими: М - материалы, З - заготовки, Д - детали, У - узлы, И - готовые изделия Предприятия авиационного двигателестроения находятся среди наиболее сложных объектов в машиностроении как по части сложности самого продукта - авиационного двигателя, спецификация которого содержит десятки тысяч наименований компонентов и более 20 уровней входимости, так и по сложности производственного процесса, обусловленного спецификой и разнообразием технологических процессов. При этом, если следовать традиционной классификации, здесь присутствуют все типы производства от единичного до поточного [11-13]. При этом все более остро проявляется необходимость установить и обеспечить мониторинг единых для всех предприятий правил, регламентирующих основные бизнес-процессы, а также необходимость оперативной консолидации информации с уровня предприятий на корпоративный уровень [14, 17]. По мнению Уильяма Эшби [18], системы тем эффективнее, чем они сложнее с точки зрения структуры их элементов. Он выделяет некоторое общее правило существования ультрастабильных систем, утверждая, что объединенная система обладает более быстрым выбором способов поведения, чем система, представляющая собой изолированные части. С этой точки зрения применение ERP-систем как инструмента управления производством и запасами при создании корпоративных типовых проектных решений приобретает особое значение в процессе осуществляемой на современном этапе развития корпоративных структур трансформации машиностроительных корпораций или холдингов. Исследование особенностей производственных процессов. Решение этих задач в сжатые сроки возможно только на основе типизации ИТ-решений и бизнес-процессов для всех предприятий, входящих в корпоративную структуру. И если в настоящее время практика типизации бизнес-процессов в сфере проектирования, финансовой области, бухгалтерском учете и в некоторых других областях находит все большее применение, то в области управления производственными процессами до настоящего времени доминирует представление, что разнообразие методов организации производства и управленческих решений требует индивидуального подхода к каждому предприятию. Проведенные исследования организации производства на машиностроительных предприятиях корпорации позволили выявить ряд принципиальных проблем, способствующих таким выводам: · Несмотря на достаточно полную стандартизацию в области технологической подготовки производства в рамках Единой системы технологической документации, на большинстве обследованных предприятий выработан индивидуальный подход и свои ограничения на оформление документации технологических процессов. Это значительно ограничивает возможность реализации единых бизнес-процессов создания базовой нормативно-справочной информации для автоматизированной системы. · Понимание особенностей организации производственного процесса, которые должны быть в формализованном виде представлены и отражены в модели планирования и управления производством, традиционно характеризуются обобщенным понятием «тип производства» [19]. Однако, как отмечается в [20], это понятие как однокритериальное уже не может служить достаточным основанием для оценки характеристики производства. С целью преодоления представленных проблем на основе интегрального подхода к построению модели производственного процесса (ПП) были проведены исследования особенностей производственного процесса машиностроительных предприятий. Применен формальный метод построения системной модели для предметной области производственной деятельности, на основе которой решается задача структурирования и классификации располагаемого производственного контента, определяются правила поиска класса сходных (похожих) моделей. Мерой кластеризации выступают схожесть структуры и соответствующий данной структуре символьный алфавит [21]. Исследование базируется на применении формального графо-аналитического метаязыка, базирующегося на основных положениях математической теории категорий и ориентированного на исследуемую предметную область - «производственный процесс». В основе такого подхода лежит классическая модель производственного процесса, представленная как процесс взаимодействия производственных ресурсов: средств труда; предмета труда и труда, в результате чего реализуется цель производственного процесса - продукт (рис. 2). Эта модель является интегральной моделью категорий верхнего уровня [21] Рис. 2. Интегральная модель категорий верхнего уровня ПП В основе дальнейшего исследования лежат концептуальная модель ПП второго уровня, представленная на рис. 3, и интегральный подход, который позволил подтвердить, что производственный процесс - это интегральный рассредоточенный объект, предметно- и процессно-дифференцированная модель которого отражает взаимодействие элементов реальной действительности. На основе интегрального подхода разработана методика формирования модели организации производственного процесса (МОПП). Наличие структурно-семантических моделей ПП позволило перейти к атрибутивному описанию свойств преобразования элементарных ресурсов и процессов в пространстве и времени. На этой основе раскрыты базовые свойства ресурсов, обозначенные своими идентификаторами, проявляемыми при их взаимодействии в ПП, разработан формальный метод моделирования производственных процессов, на основе которого разработана интегральная модель производственного процесса машиностроительного предприятия. Рис. 3. Концептуальная модель организации производственного процесса Модель предметов труда сформирована на основе состава (классификации) ПТ и разнообразия вариантов входимости и прослеживаемости и содержит десять вариантов связей входимости «подчиненный ПТ - родитель», обеспечивающих прослеживаемость ПТ в производственной спецификации и представляющих собой модель прослеживаемой производственной спецификации. Модель технологических операций. Анализ содержания применяемых в машиностроении технологических методов позволил выделить девять типов взаимодействия или девять типовых моделей технологических операций, отражающих разнообразие взаимосвязей исходного и получаемого предмета труда в результате выполнения технологических операций. Модель технологических методов. Модель технологического метода представляет собой типовую совокупность элементарных процессов (To), реализующих этот метод, и состав предметов труда на входе и выходе этих процессов Pt. Модель производственной структуры представляет собой совокупность типовых элементов организационной структуры и типовых элементов рабочих мест и сформирована на основе набора типовых вариантов рабочих мест и сгруппированных элементов организационной структуры. Модель технологических процессов формируется на основе интеграции моделей предметов труда и моделей технологических методов и представляет собой последовательность типовых технологических операций. В то же время технологический процесс как часть производственного процесса представляет собой совокупность действий людей и орудий труда для изготовления продукции. Взаимодействие ПТ и РЦ при выполнении производственной операции является ключевым моментом производственного процесса и основным объектом процесса управления производством. Разнообразие характеристик такого взаимодействия определяет разнообразие моделей управления и возможность их стандартизации и унификации в системах управления производством. Данное разнообразие на элементарном уровне позволяет определить три вида взаимодействия ресурсов, которые определяют особенности производственного процесса и их отражение в моделях планирования и диспетчеризации производства. Модель межоперационных процессов. В зависимости от потребности поставляемой продукции осуществляется организация межоперационных процессов: ожидание транспортировки, транспортировка, ожидание обработки, хранение страхового запаса. Интегральная модель организации производственного процесса представляет собой метамодель, объединяющую состав рассмотренных выше моделей. Представленная в таблице метамодель организации производственного процесса отражает разнообразие функциональных взаимосвязей элементов производственного процесса: элементарных предметов труда, элементарных средств труда, элементарных технологических процессов (операций), элементарных межоперационных производственных процессов. Проведенное исследование позволило сделать следующие выводы: · Типизация и моделирование производственного процесса в машиностроении должно осуществляться на уровне элементарных предметов труда, средств труда и производственных операций, а также их взаимосвязей, что позволяет адекватно отразить особенности производственного процесса в моделях планирования и управления и полноценно использовать стандартные ERP-системы, основанные на применении MRP-алгоритмов. · Организация конструкторско-технологической документации на основе ЕСКД и ЕСТД достаточно полно и корректно формирует базовые условия организации нормативно-справочной информации, требуемой для полноформатного создания моделей управления производством. · Модели управления производственными процессами могут быть достаточно глубоко типизированы, особенно в рамках однородных производств внутри корпораций, что позволяет реализовывать ИТ-проекты и бизнес-процессы в виде типовых проектных решений (таблица). Интегральная модель организации производственного процесса Модель организации производственного процесса Модель технологических процессов Модели межоперацион-ных процессов Модель технологических методов Модель производственной структуры Модели организации операций технологического процесса Модель предметов труда Состав технологических методов Модель технологических операций (МТО) Модель организационной структуры Модель рабочих мест Состав ПТ Структура предметов труда (ПТ) Структура рабочего места Тип рабочего места Изделие Материал Основной материал Вспомогательный материал Полуфабрикат Заготовка Исходная заготовка Листоштампованное изделие Отливка Поковка Комплектующее изделие Деталь Сборочная единица Сборочный комплект Готовое изделие Агрегат Отремонтированное изделие Шихта Сплав Блок заготовок Дефектное изделие Технологические потери Вторичные Материальные ресурсы Используемые отходы Неиспользуемые отходы Безвозвратные отходы Идентификация ПТ: А - Анонимный ПТ Н - Номерной ПТ П - Номерная партия ПТ З - Заказной ПТ Тип прослеживаемой входимости: А - А А - П А - Н А - З П - П П - Н; П - З; Н - Н; Н - З; З - З Литьё Формование Раскрой материала Ковка Объемная штамповка Листовая штамповка Поверхностное пластическое деформирование Обработка резанием Обработка Термическая обработка Электрофизическая обработка Электрохимическая обработка Гальванопластика Слесарная обработка Cборка Сварка Клепка Пайка Склеивание Нанесение Покрытия Технический контроль Испытания Комплектование Транспортирование Хранение Ремонт Переработка отходов МТО1 МТО2 МТО3 МТО4 МТО5 МТО6 МТО7 МТО8 МТО9 Склады закупаемых ПТ Склады реализуемых ПТ Склады выведенных из производства ПТ Склады находящихся в производстве ПТ Склады законченных обработкой и готовых к сборке ПТ Склады консигнационные собственные Склады консигнационные не собственные Производственные цеха Производственные участки Группа механизмов Механизм Группа рабочих Рабочий Простое рабочее место Много-станочное рабочее место Комплекс-ное рабочее место Модель Однопредметного не переналаживае-мого процесса Модель Однопредметного переналаживаемого процесса Модель Многопредметного переналаживаемого процесса Модель формирования производствен-ных партий ПТ Модель формирования передаточных партий ПТ Модель формирования страхового запаса Модель ожидания обработки ПТ Подход к созданию типовых проектных решений. Создание типового проектного решения (ТПР) для автоматизации систем управления производством сегодня идет по пути применения имеющихся на рынке ERP-решений, охватывающих значительный комплекс взаимоувязанных функций: управление собственно производством, затратами, качеством, финансами, мощностями, персоналом, закупками, продажами, например, решения компаний SAP, Infor, Галактика, 1С и других. Эти решения имеют различные функциональный охват, детализацию автоматизации функций, степень интегрированности и прочее, что позволяет, в зависимости от особенностей объекта и поставленных целей, выбирать вариант, исходя из оценки стоимости владения системой. Существуют различные подходы к формированию ТПР, но в принципе все они определяют ТПР как «проектное решение, представленное в виде проектной документации, включая программные модули, пригодные к многократному использованию» [22]. При этом в зависимости от уровня декомпозиции системы, выделяют элементный, подсистемный и системный методы типового проектирования. При элементном методе типового проектирования ИС в качестве типового элемента системы используется типовое проектное решение по задаче или по отдельному виду обеспечения (информационному, программному, техническому, математическому, организационному). При использовании подсистемного метода типового проектирования ИС в качестве элементов типизации выступают отдельные подсистемы, которые обеспечивают функциональную полноту, минимизацию внешних информационных связей, параметрическую настраиваемость. При системном методе типового проектирования ИС в качестве типового элемента используется типовой проект в целом для объекта управления определенной отрасли, который включает полный набор функциональных и обеспечивающих подсистем ИС. Одним из ключевых требований при выборе базового ERP-решения для авиадвигателестроительных предприятий является обеспечение максимального уровня интеграции основной функции - управление производством с другими функциями (рис. 4). Следующим по важности требованием можно считать глубину проработки функций при формировании программного решения, что в основном зависит от количества внедрений рассматриваемого ERP-решения на сложных машиностроительных производствах. Принципиальным с точки зрения создания ТПР является возможность настройки на особенности как группы предприятий, так и отдельного предприятия, а также возможность расширения функциональности без последующего перепрограммирования при переходе с версии на версию. Рис. 4. Интеграция функциональных подсистем в рамках типового проектного решения Очевидно, что базовое ERP-решение реализуется на основе системного метода типового проектирования.Формирование тиражируемого ТПР целесообразно проводить на уровне подсистемного метода типового проектирования, сохраняя при этом интеграционные связи, заложенные в базовом ERP-решении. Внедрение ТПР может осуществляться на уровне типового элемента системы. Таким образом, сохраняется системность подхода и одновременно обеспечивается этапность тиражирования ТПР. Тиражируемое решение для предприятий корпорации включает три типа бизнес-процессов [23]: · шаблонные бизнес-процессы - это стандартизированные процессы, имеющие одного владельца корпоративного уровня 1; · типовые бизнес-процессы - это стандартизованные процессы, по которым не выделено владельца бизнес-процесса корпоративного уровня, но реализация данного процесса идентична для всех дочерних обществ; · локальные бизнес-процессы - это процессы, которые могут быть только в конкретной организации. При внедрении информационных систем шаблонные и типовые бизнес-процессы реализуются в виде ТПР, а локальные бизнес-процессы реализуются независимо в каждом предприятии или в головной организации. Такой подход потребует приведения бизнес-процессов различных предприятий к единому управленческому стандарту, что усложняет задачу реализации ТПР на конкретном предприятии. Решение этой проблемы может быть возложено на создаваемые в корпорации функциональные центры компетенции, которые должны решать двуединую задачу: реализацию ТПР и унификацию бизнес-процессов. При этом они должны обеспечивать репозиторий и поддержку реализуемых типовых моделей и эксплуатационной документации. Авторы считают, что в данной работе новыми являются следующие положения и результаты: - проведен анализ и моделирование организации производственного процесса машиностроительного предприятия и сформирован вывод о возможности реализации типовых проектных ИТ-решений; - показано, что предложенный подход при формировании информационной системы управления производственными процессами позволяет создавать и тиражировать типовые проектные решения; - сформулирован подход к реализации типовых проектных решений в рамках машиностроительной корпорации.

About the authors

A. V Artyukhov

Joint-Stock Company "United Engine Corporation»

A. V Rechkalov

Joint-Stock Company "United Engine Corporation»

V. L Khristolyubov

Joint-Stock Company "United Engine Corporation»

References

Statistics

Views

Abstract - 40

PDF (Russian) - 10

Refbacks

• There are currently no refbacks.