В современных экономических условиях большинство предприятий оказались в сложной ситуации: сырье и энергоресурсы дорожают, финансирование ограничено, потребитель становится более разборчивым, конкуренция возрастает. Возникает естественный вопрос: как не только остаться на плаву, но и сохранить конкурентные позиции?
На первый взгляд, решение очевидно: закупить более дешевое сырье, тем самым удешевив продукт и повысив рентабельность производства. Сэкономив, так сказать, на потребителе. И надо признать, что многие сейчас так и поступают. Но как объяснить потребителю, почему за те же деньги он должен покупать товар более низкого качества? Есть ли другие варианты?
Варианты есть. Можно сделать производство более эффективным. И большинство мировых производителей уже давно работают по такой схеме: чем жестче условия, тем более эффективным должно быть производство. Разработаны даже соответствующие стандарты. Например, всем известный стандарт качества ISO 9001:2000 предполагает организацию на производстве распределенных систем управления качеством, что обеспечивает минимизацию процента брака и тем самым сберегает ресурсы. А вот реализация подобного подхода к управлению качеством напрямую связана с внедрением систем автоматизации, в частности уровня MES, который интегрируется с уровнем ERP.
Рассмотрим подробнее, как же можно повысить эффективность производства с помощью автоматизированных систем управления качеством, каковы механизмы их работы и какие проблемы возникают при их внедрении.
Управление качеством изделия, в отличие от традиционных систем выходного контроля типа ОТК, предполагает внедрение информационно взаимосвязанных технических средств контроля на всех этапах изготовления изделия. Эти средства контроля зачастую являются составной частью современных станков и автоматизированных линий. C технической точки зрения успешное решение этой задачи требует создания единого информационного фундамента в виде компьютерной сети класса Profibus — Industrial Ethernet, формирования программного слоя цехового уровня MES, внедрения лабораторных информационных систем (LIMS), а также отдельной функциональности на уровне ERP (в частности, плановые показатели производства, включая показатели качества). Внедрение системы управления качеством на уровне ERP предполагает ведение в реальном масштабе времени системы балансов: финансовых, материальных и энергетических. Одно из интересных следствий вышеописанного подхода — возможность оценить себестоимость продукции в реальном масштабе времени, что позволит прогнозировать состояние производства и кардинально повысить эффективность управления.
При реализации системы управления качеством с помощью MES решается и другая проблема, актуальность которой нарастала в последние десятилетия, а ввиду последних экономических реалий стала жизненно важной. Это проблема ужесточения контроля за расходованием энергии. Ее неформальное решение в промышленности также предполагает создание сети класса Profibus — Industrial Ethernet и внедрение счетчиков расхода энергии на всех этапах создания продукции с параллельным анализом влияния энергетических затрат на себестоимость продукции. Интеграция результатов работы счетчиков электроэнергии в автоматизированную систему управления верхнего уровня невозможна без программного уровня MES. А экономическое обоснование энергозатрат можно выполнить только на уровне ERP (модель рынка, модуль финансового анализа и планирования). Так что экономия энергоресурсов невозможна без информационной связи MES — ERP. В практику управления производством все чаще внедряется подход к энергии как к планируемому ресурсу, и вследствие этого информация об энергозатратах обрабатывается на уровне ERP (сравнение плановой и реальной себестоимости продукции, контроль загрязнения окружающей среды, ведение энергетических и материальных балансов).
Еще одна серьезная проблема управления производством — контроль за материальными балансами. Планирование потребностей в материалах относится к важнейшим задачам уровня ERP (Materials Planning). Внутрицеховой контроль за рациональным использованием материалов — это уже задача уровня MES (Materials Management). Очевидно, что в идеальном случае план (ERP) должен совпадать с фактом (MES). В реальной управленческой ситуации, когда эти цифры могут несколько различаться, интеграция систем ERP и MES дает достаточно объективную информацию о качестве планирования и потерях материалов в процессе производства. Таким образом, решать важнейшие задачи управления производством невозможно без многоуровневой интеграции систем MES и ERP. Без всяких сомнений, успешно сделать это можно, параллельно внедрив MES и ERP при наличии функционирующего уровня АСУ ТП и адекватной модели управления производством. В этом случае минимизируется стоимость проекта, и создаются предпосылки для сохранения инвестиций за счет однородности программных решений. Именно таким образом реализован, например, интеграционный проект фирмы Danone (MES Simatic IT — ERP Themis).
К сожалению, исторически так сложилось, что ERP начали внедряться на производстве раньше, чем MES, и установка этих ERP‑систем ограничивалась офисом, то есть использовались модули «Финансы», «Бухгалтерия», «Кадры», «Планирование», а также ряд аналитических модулей. Ограниченность систем ERP в части управления производством, однонаправленное взаимодействие с цехом (план спускается сверху без детального анализа возможностей производства) сейчас, в ситуации быстрых и непредсказуемых изменений внешней среды, неприемлемы. В настоящий момент осознана необходимость интеграции модулей ERP c базами данных цехового уровня, но предустановленные ранее системы ERP препятствуют этому процессу. Процесс автоматизации снизу породил на ряде предприятий развитый комплекс средств АСУ ТП, который не может далее совершенствоваться в изоляции: необходимо интегрировать информацию в базах данных и предоставлять возможность аналитической обработки ряду модулей ERP. При этом информационные обмены MES — ERP становятся симметричными. Например, формировать плановый уровень себестоимости продукции желательно исходя не только из состояния рынка, но и из анализа состояния и возможностей производственных мощностей.
Сопровождение комплексной системы автоматизации производства, включающей в свой состав MES и ERP, — задача нетривиальная. Как правило, возникает необходимость реорганизовать существующий на предприятии отдел АСУ и увеличить накладные расходы на поддержание системы. Одна из важнейших проблем заключается в отсутствии квалифицированных специалистов в области интеграции цеховых и управленческих процессов. Проблемы программирования и системного сопровождения MES и ERP не сложны по сравнению с проблемой разработки нового комплексного взгляда на управление производством. В некоторых случаях накладные расходы уменьшаются при последовательном проведении единой политики автоматизации. При комплектации системы важно ориентироваться на ту фирму, у которой есть концепция комплексной автоматизации и соответствующие инструментальные и исполнительные средства.
Наличие единой концепции интеграции существенно упрощает процесс комплектации и сопровождения системы. В качестве примера можно привести концепцию комплексной автоматизации фирмы Siemens — TIA. Сейчас успешно конкурирует в этой области концерн Invensys (Wonderware), поглотивший сравнительно недавно одного из успешных производителей MES — фирму Cimnet. Продукт Cimnet Factelligence (Operations) находит применение в отечественной промышленности и успешно конкурирует с MES Simatic IT (Siemens). Cледует также подчеркнуть развитость средств управления качеством (QM — QA), поставляемых Invensys — Wonderware. Интересно сравнить интеграционные возможности Industrial SQL Server — Нistorian (Invensys — Wonderware) и Historian (Siemens), но это требует серьезных затрат на экспериментальные исследования. Необходимо отметить, что обе системы базируются на единой платформе — MS SQL Server и допускают масштабирование от уровня отдельного сервера до кластера параллельно функционирующих серверов.
C точки зрения сохранения инвестиций производить модернизацию программных слоев MES и ERP куда сложнее, чем заменить часть цехового оборудования (компьютеры и контроллеры). Тем более что современное оборудование оснащается встроенными контроллерами, SCADA-панелями операторов, SQL‑серверами и проектируется с учетом дальнейшей интеграции в среду MES — ERP. Программные слои более консервативны, чем исполнительные устройства. И в этом нет ничего удивительного: в программном обеспечении отражается консерватизм процедур управления. В идеальном случае итогом внедрения системы комплексной автоматизации становится упрощение базовых организационных процедур управления производством за счет повышения прозрачности производственных процессов. Конечно же, сохранить инвестиции можно только в случае стабильного положения на рынке и долговременных партнерских отношений с одной из фирм, ведущих в области комплексной автоматизации. Только в этом случае безболезненно происходит модернизация аппаратно-программных комплексов, и денежные средства экономятся за счет системы партнерских скидок.
Наличие на производстве средств комплексной автоматизации MES — ERP в большинстве случаев сокращает сроки освоения новой продукции за счет использования серьезных аналитических средств и возможностей быстрой переналадки оборудования. И что самое главное — оно позволяет эффективно внедрять систему управления качеством, которая, как показала мировая практика, может стать залогом конкурентоспособности производства.
