Раздел 6. Системы планирования ресурсов

Тема 1. Системы планирования потребности в материалах (mrp)

Концепция планирования потребностей в материалах

В начале 60-х годов, в связи с ростом популярности вычислительных систем, возникла идея использовать их возможности для планирования деятельности предприятия, в том числе для планирования производственных процессов. Необходимость планирования обусловлена тем, что основная масса задержек в процессе производства связана с запаздыванием поступления отдельных комплектующих, в результате чего, как правило, параллельно с уменьшением эффективности производства, на складах возникает избыток материалов, поступивших в срок или ранее намеченного срока. Кроме того, вследствие нарушения баланса поставок комплектующих, возникают дополнительные осложнения с учетом и отслеживанием их состояния в процессе производства, т.е. фактически невозможно было определить, например, к какой партии принадлежит данный составляющий элемент в уже собранном готовом продукте.

С целью предотвращения подобных проблем, была разработана методология планирования потребности в материалах MRP (Material Requirements Planning).

Материаламибудем называть все сырье и отдельные комплектующие, составляющие конечный продукт.

Идея концепции «планирования потребностей в материалах» – сначала определяется, сколько и в какие сроки необходимо произвести готовой продукции. Затем определяется время и необходимые количества материалов для выполнения производственного расписания. Основная цель концепции – обеспечение потока плановых количеств материалов и запасов продукции на горизонте планирования.

Необходимые условия реализации концепции «планирование потребностей/ресурсов»: использование эффективных математических методов прогнозирования, планирования, организации производственных процессов; наличие средств вычислительной техники, позволяющей автоматизировать решение оптимизационных задач, планирование и управление производством, оперативное управление технологическими процессами.

По сути, MRP-методология представляет собой алгоритм оптимального управления заказами на готовую продукцию, производством и запасами сырья и материалов, реализуемый с помощью компьютерной системы. Другими словами, MRP система позволяет оптимально загружать производственные мощности, и при этом закупать именно столько материалов и сырья, сколько необходимо для выполнения текущего плана заказов и именно столько, сколько возможно обработать за соответствующий цикл производства. Тем самым планирование текущей потребности в материалах позволяло разгрузить склады как сырья и комплектующих (сырье и комплектующие закупались ровно в том объеме, который можно обработать за один производственный цикл и поступали прямо в производственные цеха), так и склады готовой продукции (производство шло в строгом соответствии с принятым планом заказов, и продукция, относящаяся к текущему заказу, должна быть произведена ровно к сроку его исполнения (отгрузки)).

MPS (master planning scheduling), страховой запас, статистическое управление запасами, точка заказаиуровень пополнения

Первым стандартом управления бизнесом является MPS (master planning scheduling), или обьемно-календарное планирование. Идея была проста – формируют план продаж ("объем", с разбивкой по календарным периодам – отсюда – объемно-календарное), по нему формируют план пополнения запасов (за счет производства или закупки) и оценивают финансовые результаты по периодам (в качестве которых используются периоды планирования или финансовые периоды).

При составлении объемно-календарного плана, сбыт планируется на будущее посредством прогноза продаж. Объемно - календарный план создаётся с помощью плановых первичных потребностей. Плановая первичная потребность (т.е. спрос на готовое изделие, узлы, ходовые товары и запчасти) создает с помощью этой информации минимальный уровень запаса при планировании потребности в материалах.

Пока производство было мелким и простым, все было относительно неплохо.

Но потом стали возникать проблемы. Одной из наиболее сложных проблем, возникших при формировании заказа, была проблема прогнозирования необходимого объема и срока поставки. Действительно, например, чай из Индии не доставляется мгновенно, да и собирают определенные сорта в определенное время. Следовательно, нужно прогнозировать спрос на длительное время вперед, учитывать длительность (а часто и сезон) производства и потребности в складских площадях. При этом объем заказа тоже часто не может быть выражен в произвольных цифрах. Также часто просто недопустимо отсутствие в продаже "товаров повседневного спроса", так как это может привести к уходу клиента в соседний магазин (оптовый склад), где ему вполне может понравиться. В результате возникает "страховой запас" ("Safety stock") в размере, например, суточной потребности (широко используется это понятие и в производстве, с целью гарантировать ритмичный производственный процесс, кроме того оно может быть использовано для обеспечения потребностей замены вышедшей из строя и предъявленной к гарантийному ремонту техники в торговле, и во многих других случаях).

Страховой запас– запас ресурсов, предназначенный для бесперебойного снабжения производства и потребления в случаях уменьшения поставок по сравнению с предусмотренными.

Страховой запас защищает вас от дефицита товара в период ожидания пополнения запаса. Для чего нужна такая страховка?

• Спрос — это прогноз, основанный на прошлых показателях, коэффициенте(ах) тенденции и/или известном объеме будущего потребления. Фактическое потребление товара может быть больше или меньше. Страховой запас необходим в том случае, когда фактическое потребление превышает прогноз. Это страхование обеспечивает возможность выполнения заказов покупателей.

• Планируемое время выполнения заказа — это тоже прогноз, обычно основанный на данных о прошлых поставках. Иногда фактическое время выполнения заказа бывает больше прогнозируемого. Страховой запас предотвращает возникновение дефицита, когда на получение пополнения требуется больше времени, чем предполагалось.

Дальнейшее изучение динамики запасов (как правило, с использованием статистических методов – отсюда "статистическое управление запасами" – "statistical inventory control" – SIC) приводит к появлению еще двух понятий – "точка заказа" (reorder point – точка "перезаказа", дословно), которая определяет уровень складских запасов, при снижении планового запаса ниже которого необходимо сделать (точнее спланировать) заказ поставщику, и "уровень пополнения" (запаса товара на складе) – то есть, то количество товара, выше которого не рекомендуется повышать уровень складского запаса конкретного товара.

 

Важно подчеркнуть, что данные понятия являются существенно динамическими, так как уже говорилось, что заказ на пополнение нужно производить своевременно, с учетом времени доставки, а объем дискретной (раздельной, состоящей из отдельных частей) поставки может не вписываться в плановый "уровень пополнения". Динамизм возникает и при учете, например, сезонных изменений основных параметров SIC – очевидно, что страховой запас обширного ассортимента прохладительных напитков летом весьма существенен, а вот зимой отсутствие полного ассортимента вряд ли приведет к заметным неприятностям, кроме, может быть, наиболее популярных сортов. Опять же, предпраздничная торговля требует установления более высоких уровней "точки заказа", чем в обычные периоды. Определение и фиксация подобных колебаний – иногда предмет серьезных статистических исследований. Современные компьютерные системы управления, как правило, имеют встроенные статистические анализаторы, хотя бы простейшего типа, либо автономные (внешние) подсистемы, позволяющие производить такой анализ.

Спецификация состава изделия (BOM)

Появление методологии статистического управления запасами (SIC) лишь частично устранило существующие проблемы. Кроме того, к уже существовавшим трудностям решения задач производственного предприятия добавлялись новые. Среди них такие, как:

-         усложнение процесса производства;

-         возникновение сложных изделий, количество компонент (составных частей) в которых измерялось тысячами, при том, что сборка изделий могла производиться на нескольких сборочных конвейерах (соответственно возникло понятие "сборка" или "подсборка" – то есть компонента, деталь или просто какая-то часть конечного продукта, подготовленная на вспомогательном сборочном конвейере для инсталляции в готовый продукт на главном конвейере, типичными примерами которых является двигатель, шасси и кузов в машиностроении, еще одно название – узел). Изделия, производимые в ходе такого рода сборочных операций, стали представляться в виде древовидных конструкций, получивших обобщающее название BOM (bill of material - в русском языке нет столь же общего эквивалента, есть проблемно-зависимые аналоги, такие как "состав изделия", "рецептура", "сборочная спецификация", ввиду этого далее будем использовать оригинальный термин).

Обратите внимание на то, что на различных уровнях ВОМ могут находиться одинаковые товарные позиции, как например Крепеж на различных уровнях сборочной спецификации компьютера. При разузловании из приведенного выше древовидного списка получается линейный, служащий для формирования заказа на закупку:

 

В линейном списке Крепеж встречается только один раз, так как заказ на крепеж должен формироваться единым образом (для однородного крепежа разумеется).

В результате описанные выше проблемы управления запасами стали на порядок сложнее, так как кроме окончательных комплектующих, они стали относиться и к сборкам, которые, в свою очередь могли производиться в ходе "единого" сборочного процесса, могли производиться на вспомогательных производствах (то есть с промежуточным складированием "незавершенки" или "сборок"), а могли – на основе субподряда "на стороне", причем одна и та же "сборка" или узел, например двигатель, может как заказываться, так и производиться. При этом требования к точности соблюдения сроков поставки такого рода компонент стали на порядок выше, чем ранее для "простых" комплектующих. В результате возникла методология планирования производств (в основном сборочных или "дискретных"), которая была призвана решить проблему формирования заказа на комплектующие и "сборки" (узлы) опираясь на данные (потребности) обьемно-календарного плана производства. Она получила название MRP.

Схема планирования потребностей в материалах

Реализация системы, работающей по MRP методологии представляет собой компьютерную программу, позволяющую оптимально регулировать поставки комплектующих в производственный процесс, контролируя запасы на складе и саму технологию производства. Главной задачей MRP является обеспечивание гарантии наличия необходимого количества требуемых материалов-комплектующих в любой момент времени в рамках срока планирования, наряду с возможным уменьшением постоянных запасов, а, следовательно, разгрузкой склада.

Как и всякая компьютерная программа, MRP-система обменивается с окружающей средой входной и выходной информацией:

Вход					Выход
1. Основной производственный план-график 2. Данные о состоянии запасов 3. Спецификация состава изделия		MRP - цикл			1. График заказов на закупку/производство материалов 2. Изменения к графику заказов на закупку/ производство материалов

Для работы MRP-модуля требуются следующие входные данные.

• Основной производственный план-график (объемно-календарный план, Master Production Schedule – MPS) – документ, в котором расписано, сколько единиц конечного изделия будет производиться в каждый плановый период отрезка планирования.

• Данные о состоянии запасов (книга учета запасов, Inventory Status File) – документ, максимально полно раскрывающий информацию о каждой учетной единице сырья, материалов, комплектующих, конечных изделий, включающую:

  • общее описание – идентифицирующий код, характеристику, размер, вес и пр.;

  • данные о запасах: единица запаса, расположение, размер запаса, статус (например, находится на руках, на складе, в текущих заказах), оптимальный запас, страховой запас и пр.;

  • данные по закупкам и продажам для сырья, материалов и комплектующих: единица закупки/продажи, основные поставщики/покупатели, цена, время доставки, реквизиты поставщиков/покупателей, дополнительная информация (например, возможные задержки поставок);

  • данные по производству для полуфабрикатов и конечных изделий: размер партии, длительность производственного цикла.

Описание состояния запасов материалов (Inventory Status File) является основным входным элементом MRP-программы. В нем отражена максимально полная информация о всех материалах и комплектующих, необходимых для производства конечного продукта. В этом элементе указаны статус каждого материала: имеется ли он на руках, на складе, в текущих заказах или его заказ только планируется, а также описания его запасов, расположения, цены, возможных задержек поставок, реквизитов поставщиков. Информация по всем вышеперечисленным позициям имеется по каждому материалу/сборочной единице, участвующему в производственном процессе.

• Спецификация состава изделия (Bill of Materials File – BOM) – документ, содержащий:

  • перечень сырья, материалов и комплектующих, необходимых для производства конечного изделия, с указанием нормативов по их использованию;

  • иерархическое описание структуры конечного изделия.

Список материалов с указанием их количества, необходимых для производства конечного продукта. Таким образом, у каждого конечного продукта имеется свой перечень комплектующих. Кроме того, в этом списке содержится описание структуры конечного продукта, т.е. полная информация о технологии сборки.