Укрупненное планирование на предприятии машиностроения. Часть I

Предприятия машиностроения имеют ряд характерных особенностей, к которым в первую очередь относятся высокая сложность и многономенклатурность выпускаемой продукции, длительный производственный цикл, а также постепенный переход от массового и серийного к позаказному производству. В связи с этим возрастает роль планирования машиностроительного производства, которое призвано обеспечить своевременный выпуск изделий с минимальными затратами.

Укрупненное планирование производства в машиностроении подразумевает формирование главного производственного плана — MPS (Master Production Schedule). Он определяет количество готовых изделий всех разновидностей, которое нужно изготовить в рамках всего планового периода с привязкой к определенным временным отрезкам. При этом горизонт планирования чаще всего равен максимальной длительности производственного цикла изделий, которые планируются к выпуску.

На уровне укрупненного планирования определяется возможность исполнения заказов к указанной дате потребности с учетом ограниченных мощностей. Кроме этого, MPS направлен на обеспечение ритмичного выпуска продукции, эффективное использование оборудования без перегрузок и простоев, минимизацию производственных затрат.

На предприятиях могут использоваться различные способы расчета укрупненных планов. К традиционным относятся ручные методы планирования с помощью электронных таблиц. Также в эту категорию входит метод экспертных оценок, когда в основе планирования лежит профессиональный, научный и практический опыт специалиста или группы планировщиков.

Организация планирования машиностроительного производства в ручном режиме является трудозатратным процессом, который не может обеспечить решения проблем управления многономенклатурным производством со сложным составом изделий и большим парком оборудования.

Чтобы учесть реальные ограничения, оптимизировать планы одновременно по нескольким критериям, обеспечить равномерную загрузку мощностей и ритмичный выпуск продукции, необходимы инструменты для автоматизированного планирования, в которых используются современные алгоритмы расчетов.

В производственном планировании используются два основных подхода к формированию укрупненных планов. Первый подход — RCCP (Rough-cut capacity planning), который является частью стандарта MRP II и применяется в ERP-системах. Второй подход — APS (Advanced Planning and Scheduling). Это методика усовершенствованного планирования, которая лежит в основе современных автоматизированных систем.

Подход RCCP направлен на проверку выполнимости плана с точки зрения имеющихся мощностей и существующей технологии производства. Он подразумевает использование упрощенных расчетов, когда при планировании учитываются только ключевые ресурсы и критические участки, при этом игнорируются запасы сборочных узлов, последовательность операций, наладка оборудования, размеры партий и другие параметры.

К преимуществам RCCP-подхода относятся простой алгоритм расчета, возможность быстрого составления графика за счет использования упрощенной модели производства, а также отсутствие необходимости в точной детализации состава изделий и технологии их изготовления на момент формирования укрупненного плана.

Недостатки RCCP заключаются в низкой степени автоматизации планирования, при которой эффективность производства остается зависимым от ошибок, связанных с человеческим фактором. Кроме этого, предусмотренные подходом упрощения негативно влияют на точность расчетов и выполнимость полученных графиков.

Использование подхода APS позволяет получить реалистичные планы, в которых учтены все ресурсные ограничения, а производственные процессы оптимизированы с учетом различных критериев.

Этот подход реализован в системе Adeptik APS, в которой расчеты проводятся с использованием технологий искусственного интеллекта. Благодаря алгоритмам система позволяет учитывать множество ограничивающих факторов, включая пропускную способность оборудования, персонал и его взаимозаменяемость, сырье и полуфабрикаты, время переналадок, переходы между операциями и многое другое. В качестве критериев оптимизации могут выступать приоритеты заказов и соблюдение сроков выпуска продукции, сокращение производственного цикла и т.д.

К преимуществам Adeptik APS также относятся быстрое формирование графиков, занимающее всего несколько минут, возможность моделировать несколько сценариев хода производственного процесса для оценки их эффективности, а также возможность осуществлять перепланирование в режиме реального времени при любых изменениях и отклонениях.