ПДО завода совместно с ПДБ цехов производит расчеты новых и корректирует действующий КПН, уточняет графики работы поточных линий и т.п. Годовая производственная программа по выпуску продукции и КПН, составляемые в цеховом разрезе, доводятся до каждого из цехов.
Комплектное задание цеху на квартал, составленное на основе годовой производственной программы с учетом фактического выполнения плана за предшествующий квартал, представляет собой перечень номенклатурных заданий и количеств продукции с разбивкой по месяцам без подетального перечня и без учета выравнивания заделов до нормативной величины. Такие задания передаются цехам за 15-20 дней до начала квартала.
На некоторых заводах массового производства составляются квартальные корректированные подетальные программы на основе комплектных квартальных программ, подетальных норм заделов и результатов инвентаризации НЗП на первое число планового квартала.
Более целесообразным следует считать составление месячных подетальных программ, т.к. это позволяет учесть фактическое выполнение плана предшествующего месяца и состояние заделов на его последний день и поэтому нет необходимости в дальнейшей корректировке программы ни в ПДО завода, ни в ПДБ цеха. В этом несомненное преимущество такой системы составления производственных программ. Для ее реализации необходим достоверный и своевременный оперативный учет выполнения программ и изменения остатков заделов по каждой детали по каждому цеху на каждый день с применением ЭВМ, позволяющих проводить расчеты программ в коротки сроки.
Корректированные цеховые производственные программы разрабатываются цепным методом, в порядке, обратном ходу технологического процесса изготовления изделий.
Программа цеха по выпуску определяется без учета фактического выполнения плана за прошлый период по следующей формуле:
Nв = Nm + Nз + (Zпм - Zфм), |
(2) |
где Nв - программа цеха по выпуску;
Nm – программа по сдаче продукции складу сбыта;
Nз – программа запуска цеха-потребителя;
Zпм – плановый межцеховый задел к концу месяца;
Zфм – фактический межцеховый задел к началу месяца.
Производственная программа цеха по запуску определяется по следующей формуле:
Nз = Nв + Nотс + (Zпв - Zфв), |
(3) |
где Nз – производственная программа цеха по запуску;
Nв – программа цеха по выпуску;
Nотс – неизбежный отсев продукции в цехе;
Zпв – плановый внутрицеховый задел к концу месяца;
Zфв – фактический внутрицеховый задел к началу месяца.
Оперативно-плановая работа в цехе. Цеховое оперативное планирование массового производства заключается в участии при составлении ПДО завода месячных подетальных производственных программ цеху и участкам с внесением коррективов в них и в составление нормативных суточных, сменных почасовых планов-графиков, регламентирующих работу поточных линий, графиков-расписаний подач заготовок на линии и передвижения готовых деталей на следующий передел и корректировке этих планов и графиков в случаях значительных изменений месячных программ или производственных условий. Наряду с этим в задачи ОПП в цехе входит оперативный учет, контроль и регулирование хода выполнения часовых, сменных, суточных, месячных планов участков и цеха в целом, а также контроль движения заделов и принятие мер к восполнению их величины до установленных норм.
Основным и первичным звеном планирования, регулирования и учета выпуска продукции в цехе массового производства является поточная линия, работа которой регламентируется установленным для нее тактом. Кроме такта для каждой поточной линии устанавливаются плановые часовые темпы сдачи деталей, а для операций линии – плановая часовая производительность.
Загрузка станков на операциях линии и численность рабочих планируется с помощью коэффициента загрузки, определяемого отношением часового темпа выпуска к часовой производительности операций.
Для каждой поточной линии устанавливается количество, способ и периоды передачи деталей с операции на операцию, периодичность и скорость движения применяемых транспортных средств, периодичность и количество подачи запуска их в производство; определяются виды заделов, которые должны находиться на операциях линии и между ними, порядок их расходования и восполнения; устанавливается распорядок обслуживания рабочих мест линии.
Все перечисленное строго регламентируется и оформляется в нормативных графиках-регламентах работы поточных линий и расписаниях подачи и обслуживания.
Разработка документов и графиков оперативного плана в цехе массового производства ведется в следующем порядке.
По полученной от ПДО производственным программам на плановый месяц, составленным в разрезе участков, планировщик цеха вносит в случае необходимости коррективы в суточные и часовые темпы изготовления и сдачи деталей, в нормативные графики-регламенты работы поточных линий, совместно со старшим мастером участка изменяет расстановку рабочих по операциям, уточняет совмещение рабочими операций, маршрут и чередование многостаночной работы, намечает сроки выполнения заделов, определяет мероприятия, которые должны быть проведены службами цеха или завода для обеспечения выполнения плана участком.
Если на поточной линии каждая операция выполняется только на одном рабочем месте, то месячный план, суточный темп и часовой темп для каждого рабочего места равен заданию, установленному для линии в целом. Если же отдельные операции линии выполняются не на одном, а на нескольких рабочих местах-дублерах, то для каждого из них устанавливается суточный и часовой темпы. Для непрерывно-поточных линий, особенно конвейерных, составляется перечень рабочих лист-дублеров. Часовой и сменный темпы для них определяются путем деления часового и сменного темпа для детали на количество рабочих мест на данной операции. Для прямоточных линий сменные задания и часовые темпы за каждый период оборота по каждому рабочему месту устанавливаются по нормативному графику-регламенту работы линии.
Месячные планы для участков с переменно-поточными линиями включают те же данные, что и планы непрерывно-поточных линий, но с тем различием, что выпуск и запуск по каждой детали планируется не непрерывно, а периодически, на протяжении всего месяца. Поэтому программа переменно-поточного участка оформляется в виде стандартного графика, устанавливающего порядок чередования изготовления деталей, закрепленных за линией, даты начала и окончания переналадок и работы линии.
Оперативный учет хода производства. В цехах и на участках поточно-массового производства применяют в основном два варианта первичного учета движения производства: учет выработки деталей с применением сопроводительных карт; учет выработки деталей по марочной системе.
Сопроводительные карты постепенно заполняются операционными записями, из которых должно быть видно, кем детали обрабатывались и контролировались. При этом варианте основным первичным документом по учету выработки деталей за смену: времени производственной работы, а также потерь рабочего времени – является особая карта работ, заполняемая учетчиками на всех рабочих. Записи в картах производятся одновременно с записями в сопроводительных картах.
На конвейерах учет выработки осуществляется при помощи специальных марок (жетонов), которые предварительно выдаются рабочим. Рабочие кладут их на конвейер вместе с отработанными деталями. Контролеры, принимая детали, складывают жетоны в специальные копилки. Учетчики периодически вынимают жетоны из копилки, подсчитывают и записывают выработку каждого рабочего в индивидуальные счета (карты) выполнения сменного или часового задания.
Функция автоматизации на предприятиях радикально менялась от применения компьютерных систем для расчета и хранения данных до главенствующей роли в моделировании промышленных и бизнес-процессов.
Перспективы модернизации отечественной промышленности предполагают широкое применение автоматизированных систем управления на всех уровнях производства. Средства автоматизации и задачи, решаемые на каждом уровне, различны.
Для производственных участков и цехов – это АСУ ТП, позволяющие собирать и обрабатывать информацию о материальных или энергетических потоках в режиме реального времени. Для учета и планирования ресурсов всего предприятия разрабатываются системы ERP. Данные этой системы – основа для принятия стратегических решений по оптимизации финансовых потоков на уровне руководства предприятия, финансовых и маркетинговых служб. В этой иерархии автоматизированные системы управления производством MES (Manufacturing Execution Systems) занимают промежуточный уровень между ERP и АСУ ТП.
Если в 1960–1970-х годах вычислительная техника была инструментом для расчетов, а позже применялась для накопления данных и решения задач учета, то уже в 1990-е годы с появлением технологий, которыми нельзя управлять вручную, компьютер становится неотъемлемой частью производства. Сегодня мы имеем дело с принципиально другой моделью бизнеса, когда не компьютер помогает организации бизнеса, а наоборот, компьютер просчитывает и формирует правила построения всего производства.
То же самое происходит в сфере автоматизации. Первые промышленные информационные системы MIS (Manufacturing Information Systems) создавались с целью отследить параметры производственного процесса, составить отчетность, выявить сбои по результатам отчетов. На следующем этапе, по мере появления информационных систем и более мощной вычислительной техники, получили развитие системы организации интеллектуального производства на предприятии EMI. Они не просто отвечали на запросы оператора о том, что и почему произошло в процессе производства, но анализировали отдельные операции и прогнозировали возможные события.
В дальнейшем научно-технический прогресс привел к появлению современного класса исполнительных производственных систем МЕS и систем оперативного управления производством МОМ.
МЕS, как исполнительная система производства, включает в себя несколько функций. Это контроль состояния и распределение ресурсов, состояние оборудование, блокирование, диспетчеризация производственных процессов, управление производственными документами, сбор и накопление оперативных данных, управление персоналом, качеством, производственными процессами, техобслуживанием, а также отслеживание истории продукта и анализ производительности.
Первоначально в основу создания MES была положена идея обеспечить непрерывную загрузку оборудования на дискретных производствах и увеличить показатель общей эффективности оборудования OEE (Overall Equipment Effectiveness). Но, как оказалось, максимальная загрузка станков не всегда во благо производству: иногда она ведет к потере качества, росту незавершенного производства или складских запасов.
Сегодня управление производством концептуально описывается специалистами как гораздо более сложный процесс. Например, в международном стандарте ISА-95, который является де-факто ведущим стандартом по межсистемной интеграции и построению систем класса MES, перешли к понятию МОМ (Manufacturing Operation Management), то есть управлению производственными операциями, которые охватывают не только вопросы оборудования, но персонал, его квалификацию, управление материалами и другие аспекты.
Развитие концепции MOM вывело управление производством на качественно новый уровень. В отличие от MES, которая является технологией, MOM представляет собой методологию, набор подходов к управлению, то есть предусматривает максимальное вовлечение в процесс внедрения персонала предприятия.
MES – МОМ – DIAMES
Если сравнивать программные продукты MES с набором музыкальных инструментов, то МОМ – это дирижер, который координирует действия музыкантов, добиваясь нужного звучания от каждого из них и идеально согласованной игры всего оркестра.
Ряд особенностей позволяет выделить DIAMES из многочисленного класса MES-систем. Отрасль, где применяется система, может быть непрерывной или дискретной. Управление технологическими процессами – автоматизированным или «ручным». Каждый завод может быть как одного, так и смешанного типа производства. Универсальность системы состоит также в том, что она не зависит от типов, видов или производителей станков.
Являясь связующим звеном между бизнес-планированием и производством, система MES в режиме реального времени получает данные от ERP-системы, собирает и структурирует данные о цеховой производственной деятельности и также в реальном времени направляет отчет о фактических показателях обратно. Таким образом, создается возможность оперативно реагировать на любые изменения в планировании, исправлять и компенсировать отклонения в производственном расписании. Это сводит к минимуму потери доступных и необходимых производственных мощностей и ресурсов.
В результате, по данным российских и зарубежных источников, внедрение MES увеличивает до 40–50% скорость прохождения заказов, на 30–40 % повышает коэффициент загрузки станков, на 25–30% снижает объемы незавершенного производства, на 60% повышает надежность исполнения сроков заказов.
Есть успешные машиностроительные предприятия, работающие с системами ERP, а не MES. Если речь идет о новом станочном парке с современным программным обеспечением, то в нем уже заложены возможности интеграции с системами SCADA и с проектными программами. Поэтому прежде чем говорить о необходимости внедрения MES, надо определиться с объектом и задачами автоматизации и только потом решать, какой будет система управления – SCADA с элементами ERP или система MES, которая будет закрывать все задачи ERP, кроме экономики.
MES – это целый класс систем от разных производителей, как и ERP или АСУ ТП. У каждой из них есть свои сильные и слабые стороны, и каждая может быть «заточена» под то или иное предприятие. Даже если взять два схожих предприятия, выпускающих однотипную продукцию, то модель организации производства у них может оказаться абсолютно разной в зависимости от того, что станет лидирующим процессом или «узким местом».
Модель управления зависит от многих факторов: дискретного или непрерывного характера производства, длинного или короткого цикла выпуска изделия, от того, является ли продукция опытной серией или результатом рецептурного производства. На предприятиях непрерывного цикла, например, сложно определить, где заканчивается АСУ ТП и начинается MES: все производство – это единый технологический комплекс с жесткими обратными связями.
Приходится учитывать и другие, индивидуальные для каждого предприятия, нюансы: идеальный мастер цеха может выполнять цеховые управленческие задачи, оперируя заданиями из ERP. Были случаи, когда предприятия отказывались от штрих-кодов, потому что операторы вручную вносили их быстрее, чем автоматизированные считыватели.
Потребность в MES возникает чаще всего тогда, когда модель управления выстроена, оборудование модернизировано, логистика отлажена, концепция ERP отработана, но возникает задача повысить производительность, обеспечить растущий спрос, увеличить выпуск продукции, то есть оптимизировать работу на цеховом уровне.
На практике внедрение систем тормозят объективные причины: загрузка производственных мощностей по ряду отраслей составляет менее 80%, не все предприятия готовы инвестировать в автоматизацию из-за отсутствия долгосрочных стратегий, недостает конкурентной среды.
Традиционная технология разработки систем управления последовательна: сначала проектный институт разрабатывает, к примеру, цементное производство, потом специалисты по автоматике оснащают производственные мощности датчиками и дисплеями. В результате автоматика просто контролирует параметры технологических процессов и не дает нужного эффекта. Как показал наш опыт расчета и реализации подобных систем, часть запроектированных мельниц или емкостей на цементном заводе можно сократить без ущерба для производства и сэкономить на этом миллионы долларов. При последовательном внедрении АСУ ТП такой экономии не получить.