MES - теория и практика 2013 №6 [MESA International] (pdf) читать онлайн

MES - теория и
практика
Выпуск 6 (2013)
Последовательное
производственное планирование
на современном промышленном предприятии

Всё, что нужно
для автоматизации производства!
• •# MES - системы управления цехового уровня
• •# «коробочные» решения для управления производством пластиковых
изделий и металлообработки
• • # комплексные решения для машиностроительных производств всех типов
• •0 системы паспортизации технологических объектов
• •# системы диспетчерского управления
• •# системы автоматизации управления ТОиР
• •# интеллектуальные системы комплексного мониторинга потока событий
••# интеграция производственных информационных систем
• •# системы управления теплоснабжением, вентиляцией, кондиционирова­
нием и освещением
••# проектирование и монтаж промышленных информационных сетей
••# производство и поставка серверного оборудования и промышленных
терминалов

ООО «Компания «Терсис»

ISBN 978-5-9903747-5-1

109028, г. Москва, ул.Солянка 1/2, стр.1
тел./факс: +7(495)980-73-57
веб-сайт: www.tersys.ru
e-mail: info@tersys.ru

9 785990 374751

О

с
СО
of
S
н
^
ш
Е
S
Е
S

Семантические модели в системах
управления производством

Выбор и внедрение MES-системы
Краткий каталог MES-систем

Сборник составлен при поддержке
Российской рабочей группы
MESA International
www.mescenter.ru
Москва
2013

109028, Москва, Солянка 1/2 стр. 1 • +7 916 671 19 74 • info@mescenter.ru • www.mescenter.ru
Издательство ООО «Нефтегазсофтсервис» • www.ogss.ru

Информация о спонсорах:

УДК 658.51
ББК 30.605

• ТЕРСИС
СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ

ООО «Компания «ТЕРСИС»
Россия, г. Москва, 109028, ул. Солянка 1/2, стр. 1
тел./факс: + 7 (495) 980-73-57
www.tersys.ru

Составители: И.С. Решетников, А.П. Козлецов

MES - теория и практика. Выпуск 6 (2013), Москва:НГСС, 2013. - 112 с, илл.
ISBN 978-5-9903747-5-1

Сборник содержит материалы по вопросам построения и внедрения систем
автоматизации производственных процессов, в частности раздел по планированию
производства на различных уровнях, статью по использованию семантических
моделей данных в системах управления производством, а также материалы по
выбору и внедрению MES-систем. Кроме того, приведён краткий каталог
MES-систем, представленных на российском рынке.
Сборник может быть полезен для руководителей промышленных предприятий,
инженерно-технических
работников,
специалистов
по
автоматизации
производственных процессов, студентов и аспирантов учебных заведений.

Компания была основана в 1997 году и одной из первых в нашей стране выбрала
приоритетным направлением деятельности область системной интеграции. Для
своих партнеров компания оказывает полный спектр услуг: инжиниринг,
поставка, монтаж, аутсорсинг, консультационная поддержка и необходимое
обучение персонала. Такой подход наиболее полно удовлетворяет потребностям
наших Заказчиков: они не тратят время на непрофильные задачи и получают
в готовом виде работающие интегрированные решения для повышения
эффективности своего бизнеса.
Деловая репутация и доверие заслуживается годами достойной работы, а теряется
за один день. С первых дней работы в компании поддерживается понятие
бесценности деловой репутации. Мы гордимся, что одинаково ответственно и
внимательно подходим к решению задач всех своих Заказчиков: и крупных
компаний, и компаний сектора СМБ, и частных лиц - это одно из принципиальных
отличий нашего подхода к работе.

MEScenter.ru
УДК 658.51
ББК 30.605
Выпуск сборника осуществлён при поддержке:

• ТЕРСИС
СИСТЕМНАЯ ИНТЕГРАЦИЯ

MEScenter.ru

ООО «Компания «ТЕРСИС»
Россия, г. Москва, 109028, ул. Солянка 1/2, стр. 1
тел./факс: + 7 (495) 980-73-5 7
www.tersys.ru
MES-центр восточная Европа (Россия)
тел. +7 (916) 671-19-74
www.mescenter. га

MES-центр восточная Европа (Россия)
тел. +7 (926) 030-MESA
www.mescenter.ru

Российский MES-центр - некоммерческая
организация, действующая при поддержке
международной ассоциации MESA International
Российский MES-центр обеспечивает весь спектр консультационных и
внедренческих услуг по системам производственной автоматизации: проведение
обучающих и ознакомительных семинаров, конференций, форумов, референс­
визитов, перевод и выпуск тематической литературы, вывод на российский рынок
передовых решений в области автоматизации производства, консультационные
услуги по вопросам выбора и внедрения MES-систем, проектирование систем
управления производства, аудит, технический надзор, сопровождение, внедрение
под ключ.

ISBN 978-5-9903747-5-1
MES - теория и практика. Выпуск 6 (2013), М.:НГСС, 2013. - 112 с, илл.
Составители: И.С. Решетников, А.П. Козлецов

ISBN 978-5-9903747-5-1
(С) Научно-производственное предприятие «Нефтегазсофтсервис», 2013
www.ogss.ru

Подписано в печать 27.08.2013 г., Формат 60x90/16
Гарнитура Таймс, печать офсетная. Тираж 1000 экз. Заказ № B3K-04758-13
Отпечатано в ОАО «Первая Образцовая типография», филиал «Дом печати - ВЯТКА»

© Научно-производственное предприятие «Нефтегазсофтсервис», 2013, www.ogss.ru

Оглавление

Предисловие

3

Ю.Е. Мауэргауз Последовательное производственное планирование на со­
временном промышленном предприятии
5
Введение...........................................................................................................................
Основные положения......................................................................................................
Планирование продаж и производства.......................................................................
Объемно-календарное планирование...........................................................................
Составление расписаний................................................................................................
Заключение.......................................................................................................................

5
6
13
19
27
35

Д. Ноллер, Т. Ханис, М. Фельдман, Ч. Гиффорд, Дж. Ашер, У. Бослер
Семантические модели в системах управления производством
Введение...........................................................................................................................
Проблема сложности производства..............................................................................
Почему именно семантические модели.......................................................................
На пути к семантическим моделям: эволюция моделей данных............................
Информационная модель - сердце семантической модели......................................
Семантические модели...................................................................................................
Собираем общую картину: пример использования....................................................
Заключение.......................................................................................................................
Об авторах........................................................................................................................
Термины и сокращения..................................................................................................

37
37
41
45
48
53
58
65
68
69
70

А.П. Козлецов, И.С. Решетников Выбор и внедрении MES-системы
Введение...........................................................................................................................
Что даёт использование MES-системы.......................................................................
Сбор данных....................................................................................................................
Заключение.......................................................................................................................

75
75
75
80
86

Краткий каталог MES-систем
89
О каталоге........................................................................................................................ 89
MES-системы, представленные на рынке................................................................... 89

Предисловие

Уважаемый читатель!
Когда в 2009 году выходил первый выпуск цикла сборников «MES - теория и
практика», в коллективе составителей были бурные дебаты по поводу будущего. С
содержанием первого сборника вопросов не возникало - он был полностью построен
на материалах ассоциации MESA International. Но все понимали, что надолго этих
материалов не хватит и горячо спорили о будущем.
Все оказались и правы, и неправы. Правы в том, что такой сборник нужен
и востребован. Неправы в узкой его направленности, которую каждый видел посвоему. Жизнь текла своим чередом и расставила всё по своим местам. Вы держите
в руках очередной, уже шестой по счёту выпуск Сборника. Он логично продолжает
и дополняет предыдущие как по содержанию, так и по общей направленности.
Этот выпуск будет интересен всем специалистам, связанным с процессом раз­
работки, внедрения и эксплуатации систем производственного управления. Автор­
ский материал Ю.Е. Мауэргауза обзорно рассказывает о процессах планирования,
существующих на современном производстве. Статья большого коллектива авто­
ров описывает новый интересный подход к построению систем производственного
управления - семантические модели.
Авторский материал российского MES-центра о выборе MES-системы логиче­
ски продолжает тему, поднятую в первом выпуске сборника о выборе поставщика
решения и о поэтапном подходе к реализации проектов по внедрению MES-систем.
Завершает выпуск небольшой справочно-информационный блок, в котором пред­
ставлен каталог решений MES-уровня, представленных на российском рынке. Ра­
нее мы уже поднимали вопрос стандартизации терминологии, по мере накопления
информации будем и дальше публиковать справочные материалы.
Этот сборник, как и предыдущие, не учит «как надо», он лишь подсказывает на­
правление для размышлений. Принимать решение всегда Вам, но лозунг «осведом­
лён, значит вооружён» в области систем производственного управления актуален
как нигде более. Удалось это или нет, судить Вам.
И, как и прежде, ждём Ваших откликов, пожеланий, замечаний на адрес элек­
тронной почты i.reshetnikov@mescenter.ru. Мы их обязательно учтём при подго­
товке следующих выпусков нашего Сборника.
С уважением,
Руководитель Российского MES-центра
И.С. Решетников

Ю.Е. Мауэргауз

Последовательное производственное
планирование на современном промышленном
предприятии
В статье рассматриваются процессы планирования на различных уровнях управ­
ления производственным предприятием: от планирования продаж до составления
производственного расписания. Описываются цели, входные данные, средства, а
также взаимосвязь между различными уровнями планирования

Введение......................................................................................

5

Основные положения..............................................................

6

Планирование в сети поставок........................................

6

Масштаб и стратегия производства.............................

7

Информационные системы для планирования.........

9

Уровни обработки информации.........................................

Планирование продаж и производства.............................

12
13

Источники плана продаж и производства и по­
рядок его разработки.............................................................

13

Оптимизация плана продаж и производства ме­
тодами линейного программирования..............................

15

Эффективность планирования продаж и произ­
водства и способы ее увеличения.....................................

16

Объемно-календарное планирование...............................
Цель объемно-календарного планирования и его
место в планировании цепочки поставок....................
Традиционные методы разработки главного
плана........................................................................................
Разработка главного плана с использованием
группового планирования.................................................
Номенклатурный план.......................................................
Составление расписаний.......................................................
Связь оперативного и объемно-календарного
планирования.........................................................................
Стандартная классификация расписаний....................
Расписания с одним критерием качества....................
Многокритериальные расписания.................................
Заключение................................................................................

19
19
22

23
25
27
27
28
30
33
35

Введение
Система производственного планирования и диспетчирования является цен­
тральной в производственной деятельности предприятия, поскольку она коорди­
нирует действия служб технической подготовки, снабжения, производства и сбыта.
Это положение относится ко всем предприятиям независимо от профиля их работы
и размера. Перечислим основные преимущества эффективной системы планирова­
ния.
- Повышение уровня обслуживания потребителей достигается своевременным
изготовлением и доставкой продукции. В результате доверие потребителей
повышается и можно ожидать дополнительных заказов.
- Систематический контроль за уровнем запасов обеспечивает снижение рас­
ходов на закупаемые материалы и компоненты, а также на незавершенную
продукцию. В то же время сохраняются страховые запасы, достаточные для
гашения колебаний потребительского спроса.
- Тщательно планируется загрузка оборудования. Это позволяет точно устано­
вить узкие места и принять меры для повышения их производительности.
- Планируется своевременная работа транспорта для перевозок между цехами.

- Уменьшается простаивание персонала, поскольку материалы, инструменты,
заготовки подаются своевременно.
- Облегчается взаимодействие подразделений и улучшается психологический
климат в коллективе предприятия.
- Зачастую снижается необходимость в капитальных вложениях.
В современных условиях, как правило, осуществляется планирование со сколь­
зящим горизонтом, когда заказы принимаются в произвольный момент времени.
При этом их необходимо встроить в уже сформулированную производственную
программу, и отгрузить потребителям по мере выполнения. В этом случае для
каждого заказа система планирования позволяет рассчитать ожидаемую дату изго­
товления с учётом имеющейся загрузки оборудования, наличия сырья на складе и
возможностей персонала. Для решения данной задачи необходим инструмент под­
держки принятия решений, который позволяет рассчитать момент времени, когда
заказ будет отгружен и какие ресурсы для этого нужны.
В процессе исполнения плана накапливаются отклонения хода производствен­
ного процесса (поломки оборудования, брак, отсутствие каких-либо компонентов на
складе), которые нарушают изначальную схему работ. В связи с этим для контроля
процессов и оперативного их перепланирования необходим механизм обратной свя­
зи с производственными подразделениями. При этом, как правило, скорость расчёта/перерасчёта оперативного производственного расписания должна составлять
минуты, максимум десятки минут.
Важным моментом является то, в какой форме система планирования предо­
ставляет информацию для анализа. Табличная форма в виде нарядов на работы
удобна для передачи расписания в печатном виде для исполнения в цех, но имеет
весьма ограниченные возможности интерактивной корректировки. Для анализа и
изменения планов наиболее удобной формой представления информации считает­
ся диаграмма Ганта. Бывают полезны дополнительные диаграммы, служащие для
анализа загрузки оборудования, движения материалов на складе с указанием про­
гнозного состояния склада, ключевых показателей эффективности и потребления
энергоресурсов, а также для формирования списка запаздывающих/опережающих
производственных заказов.

Основные положения
Планирование в сети поставок
В современных условиях для организации, поставляющей продукцию на ры­
нок, работа по продаже этой продукции не заканчивается ее отгрузкой с терри­
тории предприятия-изготовителя. Часто для доведения продукции до потребителя
требуется сбытовая сеть, включающая распределительные центры и предприятия
розничной торговли. Кроме того, производство в организации (компании) может
быть рассредоточено по нескольким территориальным площадкам (подразделени­
ям). Совокупность таких подразделений и сбытовой сети образует цепочку поставок
изготовления и сбыта (рис. 1).
Такая цепочка поставок в литературе последних лет именуется «расширенным
предприятием» (Extended Enterprise). Производственное планирование для расши-

Производстве юше
Предприятия

Рис. 1. Сбытовая цепочка поставок
Стратегическое и
бизнеспланирование

Рис. 2. Схема интегрированного процесса планирования

ренного предприятия, наряду с издержками при производстве, должно учитывать
транспортные расходы и издержки хранения во всех звеньях цепочки, при этом
последовательность планирования (этапы планирования) и его содержание не из­
меняются.
На рис. 2 приведена широко распространенная схема интегрированного процес­
са планирования, предложенная Hitachi Consulting. Как следует из этой схемы,
на верхнем уровне планирования находится стратегическое (бизнес) планирование,
которое обычно пересматривается один раз в год.
Планирование продаж и производства (Sales and Operations Planning) относится
к тактическому среднесрочному планированию и проводится не чаще одного раза в
месяц. Одновременно уточняются состав сети (Network Optimization) и финансовый
план (Budget/Financial Planning).
Остальные виды планирования относятся к тактическому краткосрочному и опе­
ративному планированию. Отдел производственного планирования каждую неде­
лю (декаду) уточняет значения фактического спроса (Demand Planning) и прово­
дит регулярное объемно-календарное планирование (Production Planning). В со­
ответствии с параметрами этого планирования корректируются планы снабжения
(Sourcing/Procurement Planning) и транспортировки (Logistic Planning). На нижнем

Основные типы
производств#

Масштаб
производства

1. Одиночная машина

Любой возможный
масш таб производства
Массовый,
крупносерийный
Массовый с
модификациями или
крупносерийный
Серийный,
мелкосерийный

2. Несколько параллельных
машин
3. Синхронизированное
поточное производство
4 Предметно-замкнутый
участок
5. Универсальное
производство
6. Проектное производство

Мелкосерийный и
индивидуальный
Индивидуальный

Рис. 3. Связь типа производства и его масштаба

уровне осуществляются ежедневное планирование и диспетчирование (Production
Execution), закупки (Purchasing) и перевозки (Logistic Execution).

Масштаб и стратегия производства
Характер планирования сильно зависит от использования на производстве той
или иной технической структуры, которая тесно связана с его масштабом (рис. 3).
Наиболее универсальным с точки зрения масштаба, является применение одной
машины. Более сложные технические структуры тяготеют либо к большому, либо
к малому масштабу производства. Промежуточным является случай не синхрони­
зированного поточного производства (предметно-замкнутого участка), при котором
характерный для массового производства поточный способ комбинируется с неко­
торыми возможностями универсального производства.
Стратегия производства характеризует степень готовности выпускаемой продук­
ции к удовлетворению потребительского спроса. Эта степень готовности определяет
скорость реагирования производственного предприятия на получаемые им заказы
и очень существенно влияет на статус предприятия на рынке. Известны четыре
стратегии производственной готовности:

-

производство «на склад» (make-to-stock, MTS);
производство «под заказ» (make-to-order, МТО);
сборка «под заказ» (assemble-to-order, АТО);
разработка «под заказ» (engineer-to-order, ETO).

Разница в производственной стратегии фактически заключается в выборе глу­
бины проникновения влияния внешних заказов в производственную деятельность.
Эта связь показана на рис. 4.
На рис. 4 видно, как точка проникновения заказов (decoupling point), соот­
ветствующая границе серой области, перемещается в глубину производственной
деятельности по мере приближения стратегии к отслеживанию внешних заказов.
На выбор стратегии производства влияют длительность производственного цик­
ла, допустимое время ожидания выполнения заказа в конкурентной среде, необхо­
димость адаптации продукции к требованиям покупателя, наличие достаточных

Рис. 4. Глубина проникновения заказов для разных производ­
ственных стратегий

оборотных средств и т.д. Может показаться, что выбор стратегии производства
жестко связан с его масштабом, однако это не всегда так. Стратегия «на склад»
может использоваться даже при мелкосерийном производстве, если наблюдается
достаточно постоянный спрос. Если в этом случае возможно варьирование состава
продукции при заказе, то стратегия «на склад» видоизменяется в стратегию «сбор­
ка под заказ», при которой основная масса компонентов все же изготовляется «на
склад». В то же время стратегия «под заказ» часто используется при крупносерий­
ном производстве.

Информационные системы для планирования
Поддержка различных видов планирования осуществляется различными инфор­
мационными системами. В настоящее время существуют 4 типа информационных
систем, в которых предусматривается планирование производства и поставок на
различных уровнях:
- система планирования ресурсов предприятия (Enterprise Resource Planning,
ERP);
- исполнительная система производства (Manufacturing Execution System,
MES);
- система «продвинутого» планирования (Advanced Planning System, APS);
- система управления цепочками поставок (Supply Chain Management, SCM).

На рис. 5 показаны возможности планирования на разных уровнях для систем
вышеперечисленных типов. Как видно из рисунка, ни один из перечисленных типов
информационных систем не предусматривает использование каждого из этих уров­
ней. В наиболее распространенных (и давно разработанных) ERP-системах обычно
нет уровня стратегического (бизнес) планирования, но существует полный набор
функций для производственного планирования, включая составление расписаний
на цеховом уровне. ERP-системы относятся к классу т.н. транзакционных систем,

Админист­
ративный
уровень
Корпорация
(цепочка
поставок)
.Дирекция
предприятия
Плановоэкономиче­
ская служба...
Плаповопроизводств
енная
служба

Цех

ERP -системы

•APS -системы

MESсистемы

| SCMсистемы

-

: Коорди: нация
цепочки
поставок
-

Долгосрочное
(стратегическое)
планирование
План продаж и
производства

Среднесрочное
(тактическое)
планирование

Главный план
производства

Номенклатурн
ый план (план
по матери­
альным
ресурсам)
Оперативный
план

-

Планирова­
ние работы
цеха

Агрегиро­
ванный
Агрегиро­
ванный

-

Агрегирова
нный
частично
Деталнзиро
ванный
по составу

-

Деталнзиро
ванный по
операциям

Планирова­
ние совмес­
тной работы
цехов

Краткосрочное
планирование

Степень
детализа­
ции плана
Агрегиро­
ваний

Рис. 5. Охват уровней планирования информационными систе­

мами

в которых каждая хозяйственная операция (транзакция) связана с накоплением
исходных данных или их обработкой для получения выходных отчетов по этим
данным.
В более новых MES-системах и, тем более в специальных APS-системах, ис­
пользуются нормативные (оптимизационные) модели, функционирующие на основе
специально подготовленной базы данных. Такая база данных создается в рамках
референтной модели и необходима для выработки решений.
При разработке первых APS-систем предполагалось, что их область примене­
ния окажется весьма широкой - от корпоративного уровня до цехового. При этом
все эти уровни должны были обеспечиваться тремя видами планирования - долго­
срочным (стратегическим), среднесрочным (тактическим) и краткосрочным (опера­
тивным). Поскольку APS-системы не обладают исходными данными о продукции,
оборудовании, кадрах и т.п., то их эксплуатация возможна только совместно с
ERP-системами. При этом приходится для решения задач перегружать данные в
APS-систему, добавлять в эту систему данные, необходимые для решения и отсут­
ствующие в ERP-системе, а полученные результаты возвращать в ERP-систему для
их практического использования.
Использование столь сложного механизма обработки данных на практике при­
вело к достаточно ограниченным возможностям APS-систем. В настоящее время
эти системы, по-видимому, целесообразно использовать на уровне разработки стра­
тегического плана для корпорации в целом и отдельного предприятия, а также на
уровне составления главного плана производства. Краткосрочное планирование с
помощью этих систем обычно имеет смысл для крупномасштабного процессного
производства при относительно большом (на неделю и более) горизонте планиро­
вания.

Рис. 6. Методология AP&S и модули планирования информа­

ционных систем

Следует отличать методологию AP&S от собственно систем APS. Естественно,
что специально разработанные системы APS используют методологию AP&S, од­
нако последняя может применяться в различных других системах, включая ERPсистемы. Главным отличием методов продвинутого планирования и составления
расписаний (Advanced Planning and Scheduling, AP&S) является не столько ис­
пользование математических методов поиска оптимальных решений, сколько пред­
ставление о планировании как о динамическом процессе. Этот способ планирова­
ния обычно использует представление о «скользящем» горизонте, при котором в
каждый момент планирования плановое решение готовится на некоторый предсто­
ящий интервал времени, который не обязательно должен быть постоянным. Вто­
рым отличительным признаком методологии продвинутого планирования является
обязательный анализ имеющейся информации с целью поддержки принимаемых
решений. При этом, как правило, устанавливаются критерии качества принимаемо­
го решения и выбираются методы достижения высоких значений этих критериев.
Третьим обязательным признаком этой методологии является учет различных огра­
ничений, прежде всего по мощности, непосредственно в процессе планирования. На
рис. 6 графически (стрелками) иллюстрируются связи между различными инфор­
мационными системами, работающими на предприятиях и в цепочке поставок, а
также методологией AP&S. На этом рисунке отображены только модули информа­
ционных систем, применение которых нашло широкое распространение. Поэтому не
показаны модули краткосрочного планирования APS и ERP систем, модули управ­
ления цепочками в APS системах и планирования в SCM-системах.

Уровень

Тип системы или ее

Основные функции

ГОСТИВ

ERP

' 3MES
2
I

О

.....SCADA. UMS

Базовые системы контроля
(программные ус тройства,
контроллеры)
Датчики, сенсоры

; Технико-экономическое
s планирование, распределение
J курсов и Х^Х

; Внутрицеховое планирование и
Д. упрочение_______ ___________
( Анализ и управление
| технологическимnpoiieccoM___
i Задание про I рамм работы

Сбор информации

Диапазон
времени

Дни, недели,
месяцы
Минуты, часы
Секунды,
минуты

Миллисекун­
ды, секунды
Непрерывная
шкала времени

Рис. 7. Характеристики информационных уровней согласно
стандарту ISA-95

В литературе существуют различные, а иногда и противоречивые мнения о ме­
сте продвинутого планирования в информационных системах. Часто утверждается,
что APS-системы должны применяться на уровне долгосрочного и среднесрочно­
го планирования, а MES-системы - при краткосрочном планировании, что близко
к существующей практике. В то же время в некоторых книгах по MES-системам
полагается, что APS-система должна включаться непосредственно в состав MESсистемы.
По всей вероятности, последнее утверждение проистекает вследствие того, что
отождествляются понятия APS-системы и AP&S методологии. Действительно, раз­
работчики модулей планирования MES-систем, как правило, с самого начала вы­
нуждены использовать вышеперечисленные основные принципы AP&S методологии
- динамичность, оптимизацию и учет ограничений, поскольку в противном случае
рассчитанные планы будут либо нереальны, либо иметь низкое качество. В то же
время внутри MES-системы какой-либо отдельной APS-системы обычно не суще­
ствует.

Уровни обработки информации
В качестве основы информационной поддержки бизнес-процессов стандарт ISA95 рассматривает ERP-систему и устанавливает терминологию и правила интегра­
ции ERP-системы с другими системами на предприятии. Стандарт предусматрива­
ет 5 уровней обработки информации, отражающей производственную деятельность
предприятия. На рис.7 приведено описание этих уровней.
Нижний (нулевой) информационный уровень представляют элементы сбора дан­
ных (датчики), первый уровень - устройства с программным управлением (напри­
мер, контроллеры станков с ЧПУ). На втором уровне находятся автоматизирован­
ные системы диспетчерского управления SCADA (Supervisory Control and Data
Acquisition), взаимодействующие с оборудованием. Кроме того, ко второму уров­
ню также относятся т.н. лабораторные информационные системы LIMS (Laboratory
Information Management Systems), обеспечивающие контроль и анализ протекаю­
щих технологических процессов в реальном масштабе времени.
SCADA и LIMS-системы обеспечивают информацией MES-системы, находящи­
еся на третьем уровне; решения MES, в свою очередь, предоставляют агрегирован­
ную информацию для ERP-систем верхнего уровня управления.

Рис. 8. Движение информации при составлении плана продаж

и производства

Чем ниже уровень обработки информации, тем быстрее должна быть соответ­
ствующая реакция. Как следует из рис. 7, диапазон реагирования в производствен­
ных информационных системах очень велик: на нижнем уровне ответная реакция
часто должна быть практически мгновенной, а на верхнем уровне процесс принятия
решения может занимать несколько месяцев.

Планирование продаж и производства
Источники плана продаж и производства и порядок его разработки
Обычно планирование продаж и производства (Sales and Operations Planning,
S&OP) проводится планово-экономической службой предприятия на основе инфор­
мации, получаемой от других подразделений.
На рис. 8 показана схема движения информации, предложенная Oliver Wight
Americas, Inc. План продаж и производства составляется, прежде всего, на основа­
нии бизнес-планирования (Integrated Strategic and Business Planning) с целью обес­
печить намеченные показатели последнего. Для оценки возможностей предприятия
устанавливаются показатели пропускной способности и загруженности оборудова­
ния (Resource Management), снабжения (Supply Management) и сбыта (Demand
Management). Кроме того, учитываются перспективы организационного и техни­
ческого развития (Development Management) и качества продукции (Performance
Management).
Процесс
планирования
продаж
и
производства
является
спросориентированным. В начале этого процесса необходимо определиться с положением
предприятия на рынке в рассматриваемом временном интервале. Для этого нужно
ответить на три вопроса (George Е. Palmatier, Oliver Wight Americas, Inc.):

- Что хотят приобрести наши потребители?
- Что мы хотели бы подготовить к продаже?
- Что мы имеем к продаже?

Ответы на эти вопросы могут быть получены путем опроса соответствующих
служб и экспертов в агрегированном виде, т.е. по группам выпускаемой продук­
ции. На основании полученных данных должны быть составлены агрегированные
планы снабжения (Aggregate Supply Plan), продаж (Aggregate Sales Plan) и разви­
тия (Aggregate Development Plan), разработаны инициативные решения (Strategic
Initiatives) и принят агрегированный финансовый план (Financial Planning and
Aggregation).
При ежемесячном планировании выявляются и устраняются несогласованности
между отдельными планами и конфликтные ситуации между службами предпри­
ятия. Практика использования S&OP планирования показывает (Palmatier, Oliver
Wight Americas, Inc.), что компании начинают внимательно относиться к S&OP
после того, как оказывается, что для длительного успеха на рынке недостаточно
иметь лидирующее положение в определенных, но ограниченных, видах продукции.
Применение S&OP планирования часто выявляет существующие несоответ­
ствия между спросом и производством, и первой задачей планирования является
устранение этого дисбаланса. Кроме количественного балансирования агрегирован­
ного спроса и предложения, существенное значение имеет соотношение обуслов­
ленного рынком времени поставок и фактической длительности производственного
цикла. Анализ этого соотношения позволяет выбрать правильную производствен­
ную стратегию: «производство на склад», «производство под заказ», «сборка под
заказ», «проектирование под заказ».
Регулярное балансирование спроса и предложения приводит к тому, что при
каждом новом S&OP планировании необходимы изменения в финансовом плане.
Т.к. S&OP планирование проводится ежемесячно, то параметры стратегического
плана должны подвергаться корректировке с той же частотой. Плановый горизонт
S&OP планирования обычно находится в интервале 18-24 месяцев. Поэтому значе­
ния налоговой нагрузки на каждый плановый год также подвергается многократной
корректировке. В результате процесс бюджетирования из ежегодного превращается
в непрерывный.
При составлении плана продаж и производства необходимо установить правиль­
ное соотношение между планированием агрегированной продукции и ее детализа­
цией. Необходимость в обязательном планировании агрегированных групп обуслов­
лена тем, что составление достаточно адекватного баланса спроса и производства на
некотором продолжительном периоде возможно только на агрегированном уровне.
План по агрегированным группам продукции может рассчитываться в различ­
ных единицах измерения. Наиболее общим показателем, конечно, является объем
производства в стоимостном выражении. Этот показатель, однако, мало что говорит
менеджерам производства и сотрудникам служб снабжения. Для этих работников
более удобными являются, например, показатели выпуска в натуральных единицах,
тоннах, или даже в нормочасах.
Количество агрегированных групп, как правило (Vollmann Т.Е.,Berry W.L.,
Whybark D.C., Jacobs F.R. Manufacturing Planning and Control for Supply Chain
Management, 2005), находится в пределах от 6 до 12. Такое группирование поз­
воляет охватить основные виды продукции и должным образом анализировать их
вклад в получаемый доход, производство и использование ресурсов. Агрегирование
продукции в группы может проводиться по самым различным параметрам: по виду
продукции; по размеру или свойствам; по сегментам рынка и даже отдельным по-

требителям и т.д. Наиболее часто и удачно продукция агрегируется по товарным
группам, представленным на рынке.
План производства по группе в определенный период не обязательно равен про­
гнозируемому спросу в этом периоде. Объем выпуска в некотором периоде может
обеспечивать спрос будущих периодов, а может быть по каким-либо причинам и
меньше текущего спроса.
Порядок разработки плана на примере лучших образцов сводится к следующим
мероприятиям (AMR Research, 2009).

-

-

Сбор данных по продажам.
Разработка плана продаж.
Обсуждение плана продаж и его корректировка.
Разработка вариантов плана продаж в зависимости от возможных вариантов
снабжения.
Разработка плана продаж и производства с учетом ограничений по мощно­
стям;
Проведение анализа плана с учетом возможных отклонений спроса.
Рассылка проекта плана и проведение согласований.
Окончательное редактирование плана.
Рассылка окончательного варианта плана

Наиболее распространенным способом планирования продаж и производства яв­
ляется составление таблиц, содержащих значения соответствующих показателей в
различные интервалы времени - обычно помесячно. В таких таблицах для каждого
агрегированного продукта указываются значения прогноза и фактического сбыта
за прошедшие месяцы (обычно за квартал), значения прогноза на несколько пред­
стоящих месяцев (обычно на полугодие). Важным показателем плана производства
является величина запланированной ежемесячной производственной загрузки. Пла­
новая величина запаса на конец каждого периода обычно устанавливается норма­
тивом запаса в днях расходования.

Оптимизация плана продаж и производства методами линейного про­
граммирования
Основным критерием качества плана продаж и производства (операций) яв­
ляется величина возможной получаемой прибыли. Существует очень большое ко­
личество различных формулировок таких задач для оптимизации планов продаж
и производства. Ограничимся здесь задачами, в которых используется стратегия,
близкая к стратегии преследования, т.е. случаями, когда количество продаваемой
продукции должно стремиться к прогнозируемым значениям спроса. Разумеется,
это не значит, что количество продукции, производимой в течение некоторого пе­
риода, должно быть точно равно количеству, продаваемому в этот период, хотя
такое совпадение и желательно «в среднем» за несколько периодов.
Если полагать, что количество продаваемой продукции во всех агрегированных
группах определяется прогнозом спроса, а цены установлены и не изменяются, то
величина возможного дохода полностью определяется этим спросом. В таком слу­
чае наилучшим вариантом плана становится такой, при котором минимизируются
значения производственных издержек.

Рассмотрим случай оптимизации при параллельном выпуске п групп продукции,
причем масштабы планируемого производства ограничиваются мощностью одного
рабочего центра (подразделения). Как указывалось в предыдущем пункте, целевой
функцией, в общем случае, является получаемая прибыль. Поэтому будем искать
такой набор независимых переменных задачи на некотором горизонте планирования
h, которые обеспечивают наибольшее возможное значение прибыли П.
Значения издержек определяются непосредственными затратами на исходные
материалы и оплату труда, расходами на набор и увольнение персонала, на хра­
нение изготовленной, но не проданной продукции, а также на поддержание про­
стаивающего производства в работоспособном состоянии. Не вдаваясь в подробное
описание ограничений по мощности оборудования, наличию страховых запасов, ба­
лансу персонала и т.п., рассмотрим пример, приведенный на рис. 9, полученный при
помощи MS Excel.
В верхней части электронной таблицы записаны параметры трех групп про­
дукции, а также календарно-плановые нормативы. Все цены и стоимости указаны
в тыс. руб., количества - в единицах измерения продуктов, фонды времени - в
часах, трудоемкости - в нормочасах. Следующая часть таблицы содержит данные
о спросе для каждой группы по периодам до горизонта планирования. Величины
продаж и производства являются независимыми переменными, значения которых
определяются в результате расчета.
В нижней части таблицы сосредоточены основные расчетные параметры: сто­
имость материала и стоимость хранения; количество часов сверхурочной работы
и простоя оборудования. Кроме того, здесь рассчитываются суммарная загрузка и
загрузка узкого места, а также ежемесячные возможности сверхурочной работы и
наибольшей загрузки оборудования. Количества вновь принимаемых и увольняемых
сотрудников являются независимыми переменными задачи. В самом низу таблицы
приведены расчетные значения затрат, дохода и прибыли.
В приведенном примере полное удовлетворение спроса невозможно из-за огра­
ничения по мощности узкого места. Решение задачи оптимизации показывает, что
при заданной структуре цен и затрат в первую очередь целесообразно обеспечить
спрос по группе 3, затем по группе 2, только в последнюю очередь - по группе 1.
Поскольку имеет место большой спрос, который даже невозможно удовлетворить,
простои производства оказываются незначительны.
Задачи приведенного типа весьма разнообразны. В них могут использоваться
самые различные ограничения: по потребляемой энергии, наличию персонала опре­
деленной специальности, размеру оборотных средств в течение некоторых периодов
и т.д. в зависимости от реальной ситуации, а также фантазии разработчика. В то
же время для большинства подобных задач решение может быть получено при
помощи электронных таблиц, вполне аналогичных приведенным выше.

Эффективность планирования продаж и производства и способы ее
увеличения
Несмотря на то, что отсутствие агрегированного плана продаж и производства
или его некачественное составление зачастую приводит к целому ряду неприятных
последствий - излишним товарным и материальным запасам, низкому показате­
лю уровня обслуживания заказчиков, простоям мощностей и т.п., далеко не все

Рис. 9. Оптимизированный план продаж и производства

Как долго вы используете формальные процессы

планирования продаж и производства?

Рис. 10. Распространение планирования продаж и производ­

ства

предприятия составляют такие планы. На рис. 10 показаны результаты исследо­
вания, проведенного JDA Software Group, Inc. в 2011 году для 46 американских
предприятий.
Как следует из рис. 10, подавляющее большинство предприятий (38 из 46)
либо уже применяет планирование продаж и производства, либо начинает его осу­
ществление. Анализ результатов использования такого планирования позволил JDA
Software Group сделать вывод о том, что повышение опыта планирования продаж
и производства приводит к существенному улучшению показателей планирования.
В частности:

- среди компаний с 5-летним опытом 63% заявили о достаточной высокой точ­
ности делаемых прогнозов. Для сравнения, среди компаний с двухлетним
опытом такой точности удалось добиться только 45%;
- аналогично в компаниях с 5-летним опытом 69% считают, что им удалось
установить оптимальные размеры запасов. Среди компаний с двухлетним
опытом так полагают только 61%;
- наконец, в компаниях с 5-летним опытом 75% полагают, что качество раз­
работанного таким образом плана производства вполне удовлетворительное.
Для компаний с двухлетним опытом так считают только 68%.
Большой интерес представляет опыт предприятий, достигших существенных
результатов в S&OP планировании. Исследование в этом направлении было прове­
дено AberdeenGroup в 2005 г, в котором, на наш взгляд, наиболее показательны
два примера.
В первом случае изучалось планирование на крупном химическом предприя­
тии. Предприятие обратилось к использованию S&OP планирования, прежде всего,
чтобы улучшить прогнозирование спроса и, соответственно, уменьшить резкие из­
менения в планах производства. На предприятии к этому моменту уже действовала
достаточно мощная ERP-система. Это дало возможность установить дополнитель-

но специальную систему прогнозирования и планирования Smart Software, которая,
пользуясь статистическими данными (транзакциями) ERP-системы, позволила зна­
чительно приблизить прогнозы к реальности.
В результате предприятие смогло перейти к гибкой политике запасов. По неко­
торым, позициям, наиболееважным для положения на рынке, был обеспечен уро­
вень выполнения заказов в 90-95%. По большинству позиций, обеспечивающему
80% дохода, был установлен уровень выполнения заказов 85%, а по остальным более низкий уровень. Такая политика позволила снизить товарные запасы на 5%,
а отказы в выполнении заказов на 60%.
Второй пример относится к машиностроительному предприятию среднего раз­
мера, на котором имеется набор различных программных средств, включая отно­
сительно простую ERP-систему, базы данных которых могли конвертироваться с
помощью MS Excel. Соответственно, просмотр и анализ данных, полученных раз­
личными службами, был затруднен и требовал значительного времени. Предприя­
тие явно нуждалось в специальном средстве для анализа имеющейся информации
для составления прогнозов, планирования и бюджетирования.
С этой целью был установлен пакет CONTROL многомерного анализа данных
(On-Line Analytical Processing, OLAP), который был подключен ко всем хранили­
щам информации на предприятии. Это программное обеспечение дало возможность
распространить имеющиеся статистические данные о спросе на будущее, а также
рассматривать различные возможные сценарии изменения спроса. Кроме того, стало
возможным анализировать различия в потребностях отдельных регионов и заказ­
чиков, выявлять появляющиеся тренды и т.п. Одним из результатов использования
программного пакета стало уменьшение времени составления бюджета подразделе­
ний с трех месяцев до трех недель.
AberdeenGroup в своем исследовании обращает внимание информационных
служб предприятий на необходимость тщательного отбора данных для S&OP пла­
нирования. Практика показывает, что фактически при планировании необходимо не
более 15 - 20 % данных, находящихся в информационных хранилищах. Излишние
данные существенно замедляют работу OLAP пакета и затрудняют анализ.
В заключение приведем несколько простых правил, улучшающих процесс пла­
нирования продаж и производства, и предложенных David L. Anderson, Supply
Chain Ventures, 2008.
- Производитель продукции не должен полностью полагаться на данные о сбы­
те его продукции, поступающие из розничной продажи. Для контроля необхо­
димо специальное исследование, которое может быть проведено доверенными
лицами.
- План продаж и производства должен контролироваться непрерывно, а не толь­
ко на специальных (ежемесячных) совещаниях. Для этой цели может быть
назначен специальный сотрудник; кроме того, можно воспользоваться специ­
альным программным обеспечением.
- В процессе планирования следует предусматривать внедрение нового и пре­
кращение выпуска старого продукта, хотя при этом не обязательно устанав­
ливать точные даты этих состояний.
- Для обсуждения плана продаж и производства в службах предприятия целе­
сообразно использовать внутреннюю компьютерную сеть.

Продиозствопы* продеескл

Рис. II. Модули планирования для матрицы цепочек поставок

- При составлении плана следует учитывать распределение запасов в цепоч­
ке поставок, причем возможно хранение части запасов непосредственно на
территории потребителя.

Объемно-календарное планирование
Цель объемно-календарного планирования и его место в планирова­
нии цепочки поставок
Объемно-календарное планирование (Master Planning Scheduling, MPS) про­
водится для определения количественных показателей выпускаемых продуктов в
привязке к временным отрезкам планирования в пределах всего срока планирова­
ния. При этом необходимо:
- спланировать сроки производства готовой продукции и своевременно выпол­
нить заказы;
- избежать перегрузки производственного оборудования;
- обеспечить эффективное использование производственных мощностей и оп­
тимальные производственные затраты.
В настоящее время широкую известность приобрела методика проведения
объемно-календарного планирования как одной из составляющих планирования в
цепочке поставок. На рис. 11 представлена схема модулей планирования, кото­
рая является несколько модифицированной матрицей цепочек поставок (Меуг, Н.,
Wagner, М., Rohde, J.. Supply Chain Management and Advanced Planning - Concepts,
Models, Software, and Case Studies, 2008).
Матрица цепочек поставок разработана фирмой SAP в рамках ее концепции
использования APS системы. Эта концепция предусматривает накопление данных
в транзакционной (on-line transaction process, OLTP) системе R3, передачу данных
в специальную базу данных планирования, проведения планирования в системе
APS и возвращения полученных результатов в систему R3. Соответствующая схема
показана на рис. 12 (Stadtler, Н., Kilger, С. Supply Chain Management and Advanced
Planning. Concepts, Models, Software, and Case Studies, 2008). База данных APS
также является транзакционной, однако ее данные обновляются существенно реже,
чем в базе реального времени.

Рис. 12. Передача данных между основной транзакционной ба­
зой R3 и дополнительной базой планирования APS

Схема на рис. 12 показывает, что первоначально при запуске системы или под­
системы продвинутого планирования в ее собственную базу данных передаются
необходимые сведения из архивов основной транзакционной базы данных для по­
строения расчетной модели планирования. По мере работы в архивах транзакци­
онной базы накапливаются изменения, которые периодически передаются в базу
планирования APS. Выработанные в системе планирования решения в виде плано­
вых заданий могут передаваться в основную базу R3. В то же время, необходимые
для работы системы планирования новые транзакции могут периодически переда­
ваться в систему планирования. Некоторые данные, необходимые для планирова­
ния, могут отсутствовать в основной базе данных и, в таком случае, вводиться
непосредственно в базу планирования.
Из рис. 11 следует, что объемно-календарное планирование, так же, как и план
продаж и производства относится к среднесрочному планированию. Основным ре­
зультатом объемно-календарного планирования является главный план производ­
ства, который, в отличие от плана продаж и производства, гораздо более дета­
лизирован, т.е. агрегирование отдельных видов продукции является здесь скорее
исключением, чем правилом.
Главный план представляет собой набор планово-учетных единиц, которые
должны быть произведены в течение нескольких плановых периодов от начала
действия этого плана до горизонта планирования. Плановый период, как прави­
ло, равен одному месяцу или, при больших масштабах производства, одной неделе.
Горизонт составления главного плана может устанавливаться в пределах 3-12 пла­
новых периодов в зависимости от того, какое положение продукция предприятия
занимает на рынке. Если рынок стабильный, т.е. существует баланс между спросом
и предложением, то целесообразно вести планирование с наибольшим горизонтом,
во всех остальных случаях горизонт должен быть меньше.
При формировании главного плана планово-учетные единицы (ПУЕ) могут быть
представлены с различной степенью детализации. Существует определенная связь
ПУЕ с типом производства и принятой на предприятии системой формирования
объемно-календарных планов - рис. 13 (Фролов Е.Б., Загидуллин Р.Р., ERPNews,
2008).
Применение ЭВМ позволяет вести параллельное планирование одновременно
по нескольким планово-учетным единицам. При таком подходе пользователь имеет

Принятая система
планирования

Плановоучетная единица

массив.

По такту потока

Деталь

*

Нормативные сроки

Партия ДСЕ

*

Складская

Партия ДСЕ

♦

К1ашиноком1Ш

Машинокомплсю

KofflSdCTM

Цикловой кошт

Кр^л.-узловая

Компл. на узел

Позаказная

Заказ на изделие

Тип произволства
кр.сер. серийн. мл.сер.

*
*
*

един.

♦
♦
*

*
*
*

*

Рис. 13. Связь систем объемно-календарного планирования и

ПУЕ с типом производства

возможность в процессе моделирования производственного процесса переходить от
анализа крупных планово-учетных единиц к более детальному анализу их состав­
ляющих и принимать всесторонне обоснованное решение.
Используемые в системе планирования планово-учетные единицы можно пред­
ставить в виде иерархического дерева, на нижнем уровне которого, очевидно, нахо­
дится технологическая операция. Значительно сложнее установить рациональную
планово-учетную единицу самого верхнего уровня.
При производстве со стратегией «на склад» в качестве такой единицы обычно
используется конкретный тип готовой продукции. При стратегии «под заказ» ка­
жется довольно естественным использование в качестве планово-учетных единиц
внешних заказов. Использование в качестве планово-учетной единицы внешнего за­
каза удобно с точки зрения производственного и финансового учета, однако имеет
очень существенный недостаток - позаказное выполнение работ приводит к малым
размерам производственных партий и значительному повышению себестоимости.
Разработка главного плана является обязательным результатом объемно­
календарного планирования. Если планирование проводится для выпуска сложной
продукции, то в главном плане устанавливаются показатели только для готовой
продукции. Запуск и выпуск элементов такой продукции определяются в номен­
клатурном плане.

Традиционные методы разработки главного плана
Традиционным методом составления главного плана является его представление
в виде совокупности таблиц выпуска продукции во времени для каждого произво­
димого продукта. Такие таблицы могут составляться по каждому выпускаемому
продукту или по агрегированным группам (семействам) подобных продуктов. Рас­
четные результаты в таблицах существенно зависят от используемой политики за­
казов:

- фиксированного размера заказа (партии);
- заказа на период;
- партии для партии.

Объемы в ед. тм. по неделям планирования

Параметры

Прогноз спроса
Ожидаемые поступления
Складской запас (вначале 180)
Планируемые поступления
Планируемый запуск

-20

2
200
300
80

300

300

200

4

220

230

250

160
300
300

230
300

280
300
300

6
250

30
300

250

8
270

9
270

10
270

80
300
300

110
300
300

140
300

170
300

7

Рис. 14. Главный план для продукта при фиксированном раз­

мере партии

^i
л^
1я2
ха2

Неделя 1

Неделя 2

Неделя 3

0
47,333
65,000
12,667

0
20,000
30,000
10,000

0
52,333
80,000
2,667

Неделя 4
0
0
0
0

Рис. 15. Таблица главного плана производства двух продуктов

на двух предприятиях

На рис. 14 приведен случай выпуска продукта партиями фиксированного разме­
ра, длительность производственного цикла составляет две недели, прогноз спроса
в данном случае имеет нарастающий тренд. В результате складской запас суще­
ственно колеблется и может даже приводить к неудовлетворенному спросу.
Начиная с 90-х г.г., с появлением APS-систем, главные планы рассчитывают­
ся с помощью линейного программирования. При этом целевой функцией обычно
считается минимизация издержек на горизонте планирования. В качестве приме­
ра приведем расчет главного плана для цепочки поставок на рис. 1 (Kreipl and
Pinedo, Planning and Scheduling in Supply Chains: An Overview of Issues in Practice,
Production and Operation Management, 2004).
В расчете рассматриваются поставки продуктов двух видов с двух предприятий.
При этом учитываются издержки на производство, хранение и транспортировку
с предприятий в распределительный центр и из центра потребителям, а также
штрафы за несвоевременную поставку. Решением задачи является таблица главного
плана для обоих предприятий на ближайшие 4 недели (рис. 15).
Как видно из рис. 15 оптимальный план предусматривает на первой неделе на
предприятии 1 (последний индекс в величинах Xiij) только производство продукта
2 (второй индекс) в количестве 47333. Для второго предприятия на этой неделе
предлагается выпуск продукта 1 в количестве 65000 и продукта 2 в количестве
12667. Главный план предусматривает нулевой выпуск продукта 1 на первом пред­
приятии, производство на неделе 4 вообще не планируется.

Разработка главного плана с использованием группового планирова­
ния
При работе на нестабильном рынке как сам прогноз спроса, так и его фактиче­
ская ошибка подвержены большим колебаниям. В таких случаях, конечно, каждое

предприятие стремится работать «под заказ». Однако, при достаточно продолжи­
тельном производственном цикле стратегия работы только по заказам приводит к
увеличению продолжительности ожидания выполнения заказа, что снижает конку­
рентоспособность предприятия.
Поэтому в ряде случаев целесообразно часть всего производимого объема про­
дукта выпускать «под заказ», а часть либо «на склад», либо по стратегии «сборка
по заказу» . В любом случае имеет смысл считать, что весь объем производства
ведется по заказам, но часть этого объема оформлять как исполнение внутреннего
заказа предприятия. При этом планирование фактически всегда ведется на неко­
торую совместно выполняемую группу внешних и внутренних заказов, причем в
частном случае эта группа может состоять только из одного заказа.
Во многих информационных системах группа заказов, предназначенных для
совместного выполнения, считается планово-учетной единицей (ПУЕ) и называет­
ся производственным заказом. Однако этот термин является весьма перегруженным
и, по большей части, относится к финансово-экономической деятельности. Поэто­
му для такой группы заказов, предлагается также использовать термин «группа
планирования».
Под группой планирования понимается набор некоторого количества готовых
продуктов и запасных частей, одновременно запускаемых в производство. В этот
набор имеет смысл включать изделия разных типов с близким конструкторскотехнологическим составом, а также запасные части, аналогичные некоторым ком­
понентам таких изделий.
Количество изделий и запчастей каждого типа в группе планирования долж­
но устанавливаться, исходя из рациональных размеров запасов в течение всего
времени изготовления группы планирования. Время изготовления и сбыта группы
планирования и, соответственно, размеры группы планирования, определяется го­
ризонтом планирования выпускаемой продукции. Выпуск продукции, относящей­
ся к одной группе планирования, может осуществляться постепенно в течение
нескольких плановых периодов. Одна группа планирования может обеспечивать
выполнение целого ряда заказов или их отдельных этапов.
Использование группы планирования в качестве базовой ПУЕ позволяет уста­
навливать достаточно большие размеры производственных партий, т.к. каждая пар­
тия деталей, сборочных единиц, компонентов и готовых продуктов изготовляется
не для одного заказа, и даже не на один плановый период, а для обеспечения
установленной группы планирования.
В группе планирования различаются партии запуска и партии выпуска про­
дуктов и их компонентов. Исходя из самого определения группы планирования, в
одной группе планирования есть только одна партия запуска продуктов каждого
типа, совокупность которых образует группу запуска.
В то же время партий выпуска изделий одного типа может быть несколько.
Сроки изготовления партий выпуска могут относиться к различным временным пе­
риодам, а размеры партий выпуска устанавливаются либо по имеющейся мощности
сборочного производства, либо по ожидаемой потребности в продукции для сбыта.
Каждая партия выпуска изделий в группе планирования является планово-учетной
единицей, находящейся в иерархии ниже группы планирования и типа изделия.
Совокупность партий выпуска изделий одного типа в рамках группы планирования
составляет одну серию этих изделий.

Группа
планирования
(запуска)

Продукт

В1

Партия
запуска

№2
01.07

В1

Дата
выпуска

1

июнь

2

июль

1

июнь

2

июль

3

август

1

№1
15.06
В2

Партия
выпуска

1

2

Заказ

ПСп

Коли­
чество
изделий

1
2
1
2
1
2
1
2

1
5
2

3

6
3
7
4
8

3

9

2
3
2
3
3

10

Рис. 16. Партии - заказы

Каждая партия выпуска в группе планирования должна предназначаться для од­
ного или нескольких заказов, каждый из которых также является планово-учетной
единицей. Однако непосредственная связь партий выпуска с заказами нецелесо­
образна, т.к., например, для одного заказа могут выполняться несколько партий
выпуска и даже несколько групп планирования. Поэтому имеет смысл ввести еще
одну планово-учетную единицу, находящуюся иерархически ниже заказа - т.н.
«производственную спецификацию».
Под производственной спецификацией понимается некоторый перечень продук­
ции с полным набором необходимых сведений о технологии производства. Понятие
производственной спецификации в практику планирования на российских предпри­
ятиях впервые было введено в информационной системе Technologies. Аналогичное
понятие используется в системе SAP APO под названием «модель производствен­
ного процесса» (Production Process Model, PPM).
Автором было предложено включать в производственную спецификацию (ПСп)
набор изделий и запасных частей из спецификации одного заказа с одинаковой
установленной датой поставки. Если количество в одной поставке спецификации
заказа больше мощности сборочного цеха, то такая позиция спецификации долж­
на делиться на несколько ПСп. При таком подходе, например при периодической
поставке, следует по одному заказу организовать столько ПСп, сколько раз эта
поставка должна осуществляться.
Связь группы планирования и, соответственно группы запуска, с внешним зака­
зом осуществляется путем отнесения производственной спецификации к некоторой
партии выпуска соответствующей планируемой продукции. Связи между производ­
ственными партиями и заказами поясняются на рисунке 16.
Как следует из рис. 16, заказ 1 включает поставку в июне трех изделий В1 и
двух изделий В2. В июле по этому же заказу должны быть выпущены два изделия
В1 и три изделия В2. Кроме заказа 1, одновременно должен выполняться заказ 2,
для которого также должны быть изготовлены изделия В1 и В2. Поскольку эти
изделия имеют близкий состав, их целесообразно запустить в производство одной
группой.
Партия запуска, например, продукта В1 в процессе производства разделяется
на две части - партии выпуска, который производится в двух различных месяцах.

Каждая из партий выпуска обеспечивает поставку для нескольких, в данном случае
двух, заказов согласно соответствующим производственным спецификациям. После
составления каждой новой группы запуска необходимо проверить ситуацию с за­
грузкой оборудования. Для этого на текущие данные о плановой загрузке нужно
наложить результаты расчета загрузки по новой группе запуска.

Номенклатурный план
Для производства сложной продукции, состоящей из нескольких или многих
компонентов, планирование производства последних осуществляется в соответ­
ствии с разработанным главным планом. Такие компоненты представляют собой
объекты зависимого спроса, т.е. их необходимое количество (Bill of Materials,
BOM) может быть непосредственно рассчитано по показателям главного пла­
на. Планирование выпуска объектов зависимого спроса (Manufacturing Resource
Planning, MRP2) является необходимой составляющей современного управления
производством, причем его ядром является набор таблиц планирования каждого
компонента, аналогичных таблице на рис. 14 для главного плана.
Наиболее сложным вопросом расчета номенклатурного плана является опре­
деление рациональных размеров производственных партий. Прежде всего, партии
компонентов должны быть достаточны для сборки планируемых партий выпуска го­
товой продукции, т.е. минимальный размер партии компонентов определяется одной
партией готовой продукции. Такой вариант осуществляется при политике заказов
«партия-для-партии» (Lot-for-Lot). Однако, поскольку при таком соответствии пар­
тии компонентов часто получается небольшими, соответственно, дорогостоящими,
размеры партий компонентов приходится увеличивать.
Вторым вопросом является определение продолжительности изготовления пар­
тий. При разработке главного плана зависимость длительности изготовления пар­
тии от ее размера, в каких-то пределах, часто не учитывают, поскольку длитель­
ность производственного цикла готового продукта берется с большим запасом по
отношению к длительности технологического цикла. Однако при изготовлении ком­
понентов пренебрегать такой зависимостью уже невозможно.
Вообще говоря, размер партии компонента должен обеспечивать спрос на неко­
тором числе временных периодов, но поскольку длительность изготовления зависит
от размера партии, то момент поступления партии становится переменным. В ре­
зультате не всегда ясно, сможет ли партия обеспечить спрос на выбранном числе
временных периодов.
Устранить указанный недостаток планирования в MRP2 можно, если использо­
вать политику заказов «по группе планирования». По определению группы планиро­
вания каждой группе планирования соответствует одна группа запуска нескольких
видов готовых продуктов и запасных частей. Таблица на рис. 16 «Партии-Заказы»
представляет собой временную последовательность групп планирования (запуска),
обеспечивающих выполнение внешних и внутренних заказов. Политика заказов
«по группе планирования» в применении к рис. 16 является обобщением полити­
ки «партия-для-партии», в которой партией готовой продукции считается группа
планирования. При этом партии запуска компонентов точно соответствуют груп­
пе запуска, а партии выпуска компонентов должны обеспечивать партии выпуска
группы планирования.

При составлении номенклатурного плана по группе планирования наибольший
размер партии каждого компонента равен количеству, потребному для комплек­
тования всех изделий в группе планирования. Т.к. это количество может быть
значительным, то размер партии должен определяться исходя из экономических
соображений, а также условий по загрузке оборудования. Существует большое ко­
личество методов определения рациональных размеров партий, часть из которых
изложена в книге Мауэргауз «Продвинутое планирование и расписания в произ­
водстве и цепочках поставок», 2012.
В номенклатурном плане устанавливаются контрольные моменты передачи пар­
тий деталей или сборочных единиц из цеха в цех в соответствии с технологическим
процессом, т.е. осуществляется межцеховое планирование.

Составление расписаний
Связь оперативного и объемно-календарного планирования
Оперативное (внутрицеховое) планирование, главным образом, заключается в
составлении расписания выполнения заданий, установленных номенклатурным или
главным планом. Иногда, например, при переналаживаемом крупносерийном про­
цессном производстве, оперативный план совпадает с главным планом. В этом слу­
чае составление расписания является составной частью разработки главного плана.
В настоящее время объемно-календарное планирование обычно осуществляется
с помощью ERP-системы или комбинации ERP и APS систем. Для оперативного
планирования возможно применение этих же систем или специальных MES-систем.
Например, фирма SAP использует комбинацию ERP-системы R3 и APS-системы
SAP APO как для объемно-календарного планирования, так и для составления
внутрицеховых расписаний. Известны примеры совместного использования ERPсистемы R3 и MES-системы «Фобос».
В системе Technoclass предусмотрена последовательная работа ERP и MES
модулей соответственно для объемно-календарного и оперативного планирования
(рис. 17). Как видно из рис. 17, APS-система в данном случае является составной
частью MES модуля.
Рассмотрим различия между объемно-календарным (среднесрочным) и опера­
тивным (краткосрочным) видами планирования в цепочке поставок. Перечень таких
различий представлен на рис. 18 (Kreipl and Pinedo, 2004).
Прежде всего, заметим, что объемно-календарное (тактическое) планирование
проводится сразу для всех звеньев (Planning Multiple Stages of Facilities) сбытовой
цепочки (для расширенного предприятия, рис. 1), тогда как оперативное планирова­
ние (Scheduling Single Stage or Facility) ведется для каждого звена (предприятия)
по отдельности. Объемно-календарное планирование проводится для агрегирован­
ной в группы продукции, оперативный план составляется для каждого конкретного
вида продуктов.
Как следует из рис. 18, при среднесрочном планировании наиболее важными ис­
ходными данными являются значения стоимости транспортировки (Transportation
costs), хранения (Inventory), штрафы на запаздывание (Tardiness). По таким дан­
ным продукции как трудоемкость (processing time) и требуемая дата поставки (due

Рис. 17. Последовательное планирование с помощью ERP и
MES модулей.

Среднесрочное планирование
(Medium-term planning)
Тактическое планирование: планирование нескольких этапов
производства для нескольких подразделений
•
•
♦
•

стоимость транспортировки;
стоимость складского хранения;
величина штрафа за задержку производства;
оценка характеристик производства.

Краткосрочное планирование
(Short-term planning)
Операционное планирование: планирование для одного
этапа производства и одного подразделения
• стоимость складского хранения;
• величина штрафа за задержку производства;
• стоимость переналадки в зависимости от очередности
выполнения операций;
• точные величины характеристик производства.

Рис. 18. Сравнение учитываемых исходных данных среднесроч­

ного (Medium Term) и краткосрочного (Short Term) планирова­
ния

date) может быть сделана приближенная (estimate) оценка. При проведении кратко­
срочного планирования по-прежнему учитываются стоимости хранения и штрафы
на запаздывание, но не рассматривается стоимость транспортировки. Вместо этого
принимается во внимание стоимость переналадок, причем с учетом их последова­
тельности (Sequence dependent setup costs). При оперативном планировании уже
необходимы точные данные о продукции (Exact production data).
Описанные различия в данных неизбежно приводят к возникновению рассогла­
сований между длительностью производственного процесса, рассчитанной в опера­
тивном плане, по сравнению с этим параметром в объемно-календарных планах.
Поэтому после составления оперативного плана часто требуется корректировка но­
менклатурного и даже главного планов. В зависимости от горизонта оперативного
планирования такая корректировка может проводиться еженедельно или даже еже­
дневно.

Стандартная классификация расписаний
В последние два десятилетия было опубликовано очень большое число работ,
рассматривавших оптимизацию производственных расписаний методами исследова­
ния операций. Например, в обзоре Allahverdi, Ng., Cheng, and Kovalyov, European
Journal of Operational Research, 2008, посвященном только работам, оптимизиру­
ющим планирование с переналадками, начиная с 2000г., упоминается более 350
статей. Большую роль в упорядочении исследуемых задач сыграла классифика­
ция, предложенная Graham, Lawler, Lenstra, and Rinnoy Kan, Annals of Discrete
Mathematics, 1979, и имеющая вид
a I