Erp и mes системами что это
Системы управления производством и производственными операциями и современные вызовы
В ближайшие годы перед промышленностью будут стоять несколько связанных между собой вызовов:
Управление в контексте ценности
На производстве управление потоками информации и ресурсов, происходит в многофакторной среде, в подразделениях производства, планирования, отделах инженеров-технологов, технического обслуживания и ремонта, внутренней логистики, качества и др. Все процессы необходимо увязать так, чтобы продукция производилась в срок и с требуемым уровнем качества. При этом нужно учитывать все параметры оборудования, сырья, компонентов, окружающей среды, а на управленческом уровне — иметь представление о состоянии производства и производственных процессов, объективной оценки их возможностей, себестоимости продукции, возможных улучшениях — для принятия решений. Для этого служат системы управления производством.
На функционирующем производстве уже есть система управления производством. Может на основе бумажного документооборота и межличностных отношений. Такие системы имеют право на существование. Они даже могут быть результативными. Конечно, — в зависимости от масштабов предприятия. Тем не менее, с повышением требований к продукции, процессам, прослеживаемости и генеалогии изделий, с увеличением номенклатуры продукции, к которой требования применяются, растёт объём информации, увеличивается сложность управления.
Повышается и вероятность несоответствий различного рода.
Применение систем MES, обычно работающих в паре с решениями APS (системами производственного планирования и диспетчеризации/графикования), позволяют автоматизировать часть рутинной, но напряжённой работы, а также взять на себя задачи по сбору и предоставлению информации для разных уровней менеджмента предприятия. При этом они оставляют больше времени на работу, которая создаёт ценность для потребителя и компании.
Важно понимание того, что такое ценность. В отсутствии понимания потребностей внутренних и внешних заказчиков эффективное управление предприятием невозможно. В концепции бережливого производства понятие ценности описывается четырьмя пунктами:
Для чего нужны системы MES?
Как любое коммерческое предприятие, производственный актив должен приносить прибыль. Поскольку производство создаёт продукт, востребованный потребителем, оно является основным источником генерации прибыли. Участвующие в производственном цикле процессы, по-разному влияют на себестоимость изделия. Чем эффективнее процессы, чем меньше потери из-за дефектов, простоев, исправлений, тем ниже себестоимость для производителя и выше его прибыль. Поэтому применение различных автоматизированных систем или установка нового оборудования всегда рассматривается в контексте сокращения издержек, связанных с неэффективностью существующих процессов и операций, а также влияния на производительность и на уровень качества.
Системы управления производством и производственными операциями (MES/MOM), такие как DELMIA Apriso, являются инструментом, требующим не только серьёзных финансовых инвестиций для приобретения и внедрения, но и глубокого детального анализа, а иногда и пересмотра существующих бизнес-процессов предприятия. Они должны не только гармонично встраиваться в существующую структуру предприятия, но и соответствовать ожиданиям: обеспечивать удобное управление, предоставлять актуальную и точную информацию для принятия решений, удовлетворять текущим и будущим требованиями производства и общества.
Поддержка уже выстроенных процессов позволяет сохранить комфортную рабочую среду, снизить эмоциональную нагрузку и стресс внутри команды. Учитывая комплексное влияние систем MES на предприятие, их внедрение не должно быть прихотью или погоней за трендом цифровизации. Они должны решать задачи, которые беспокоят как производственника, так и владельца производственного предприятия, помогать предприятию стать прибыльнее и непрерывно развиваться.
Гибкость предприятия
Доктор технических наук Х. Вайендал (H.-P.Wiendahl) выделял три типа гибкости предприятия как системы. Развивая их, можно успешно работать на современных турбулентных рынках, ориентированных на потребителя и его ценности:
Цифровизация и бережливое производство
Одной из концепций управления является бережливое производство. Эта концепция доказала состоятельность и результативность применяемых методов на предприятиях в различных отраслях. Ориентированная на удовлетворение потребностей клиента в соответствии с ожидаемыми им ценностями, она позволяет сократить издержки, не связанные непосредственно с процессом производства продукции, устраняя известные виды потерь.
Помимо рутинного применения инструментов бережливого производства для решения возникающих проблем, его важными задачами являются организация потока создания ценности – выстраивание процессов и операций в последовательности, соответствующей процессам работы над изделием, и совершенствование самих операций. Часто это требует пересмотра текущей планировки, перемещения оборудования, глубокого анализа операций для оценки реального вклада в создание ценности, что требует времени.
В случае изменения номенклатуры или конфигурации изделий может потребоваться новый виток подобных действий. И эти действия необходимо разумно оценить, чтобы не пришлось все переделывать.
Инструменты для цифрового производства от Dassault Systemes
Для работы с такими задачами эффективно использовать решения из области цифровых производств (Digital Manufacturing). Они позволяют смоделировать в трёхмерной среде производственный процесс с размещением оборудования в цехах, проработать технологические маршруты, провести анализ операций обработки изделия. Такие функции реализует DELMIA Digital Manufacturing.
Для существующих производств это даёт возможность увидеть в динамике текущие потоки, обнаружить узкие места и до принятия решения о физических изменениях смоделировать новое состояние. Это позволяет оценить результативность планируемых изменений, провести оценку операций обработки, не вмешиваясь и не прерывая реальный физический процесс. Кроме того, можно смоделировать операции, требующие участие оператора и провести оценку не только затрачиваемого времени на создание ценности, но и эргономики операций для формирования комфортной рабочей среды.
Применение подобных инструментов для проектируемых производств позволит избежать ошибок и с первого раза запустить наиболее эффективный процесс с учётом помещения, оборудования, инструмента и ожидаемого уровня спроса.
При запуске в производство новых изделий, применение таких решений позволяет смоделировать в виртуальной среде будущий процесс, спланировав размещение нового оборудования, или оценить пригодность уже существующего, а также собираемость изделия.
Использование систем MES (таких как DELMAI Manufacturing & Operations) позволяет выстроить процесс взаимодействия как между инженерными и производственными подразделениями таким образом, чтобы минимизировать время, затрачиваемое на не создающую ценность работу, например, оповещение о несоответствии или получение инструкций в точке использования, учёт операций по контролю качества и операций между производственными подразделениями для своевременного пополнения уровня запасов на участках и их перемещения дальше по потоку.
Анализ данных, получаемых с оборудования, дает возможность встроить автоматические или ручные оповещения для сотрудников ТОиР, повысить эффективность использования оборудования и получать информацию о его состоянии, автоматически вычисляя показатели его эффективности. Также можно планировать перезаказ компонентов для обслуживания или инструментов в соответствии с заранее определёнными процессами, процессы технического обслуживания.
Таким образом, цифровые решения для автоматизации управления производственными процессами, включая процессы внутренней логистики, ТОиР и управления качеством, позволяют с минимальными издержками реализовать и поддерживать оперативную гибкость производства. Решения, позволяющие моделировать производства на уровне цеха или проводить оценку самих операций совместно с APS (DELMIA Ortems), обеспечивают тактическую гибкость. А использование подобных инструментов совместно с платформенными решениями (такими как 3DEXPERIENCE), позволяющими связать все команды, включая продажи и маркетинг, дает возможность в полной мере реализовать стратегическую гибкость.
Она необходима для быстрой разработки продукта требуемого рынку, анализа возможности его производства, оценки самого производства и постоянного развития продукта и компании на основании обратной связи от клиентов.
С чего начать
Внедрение систем подобного класса не должно быть прихотью в погоне за цифровизацией. Оно требует не только больших финансовых вложений, которые должны окупиться, но и анализа текущих процессов для понимания их возможностей, существующих компетенций и вероятных сложностей. Более того, требуется чёткая постановка задачи – что должна решить цифровизация, какие показатели не достигаются, какие существуют проблемы и пр.
Поскольку решения не являются коробочными, а представляют собой достаточно большой набор разных по функциям, но взаимодействующих между собой приложений, самостоятельно оценить применимость, не зная весь спектр их функций, невозможно. Привлечение компетентных специалистов в области цифрового производства и производственного консалтинга позволит за короткий промежуток времени получить срез текущего состояния производства и увидеть вероятный путь развития.
Компания Dassault Systemes в качестве самого первого шага на пути к внедрению систем управления производством предлагает проводить короткое полуторадневное бесплатное бизнес-обследование производства DELMIA Maturity Assessment с ключевыми сотрудниками предприятия. Это позволит выявить существующие потребности, оценить цифровую зрелость процессов, определить точки роста и сформировать верхнеуровневую стратегию цифрового развития с ориентацией на задачи компании, а также планы дальнейшего возможного сотрудничества.
Хотите узнать больше? Переходите по ссылкам, прослушайте записи вебинаров!
Что такое MES-системы
MES – программные комплексы для управления процессом производства на уровне цеха. Это эффективный инструмент для планирования, оптимизации и контроля, который позволяет найти точки роста и слабые места предприятия, проанализировать эффективность использования ресурсов и, в итоге, повысить уровень конкурентоспособности.
Отличия MES-систем от ERP
ERP-системы в первую очередь помогают планировать показатели сроков и количества продукции, которое должно быть произведено. MES дают возможность получать информацию обо всех производственных операциях в режиме реального времени, что позволяет сделать производство прозрачным, и принимать управленческие решения с большой скоростью и мобильностью.
В ERP из-за большого объема административно-хозяйственных и учетно-финансовых данных, перепланирование может осуществляться не чаще одного раза в сутки. Система для производственного планирования, работающая исключительно с производственной информацией, позволяет расписать план по часам и минутам, а также скорректировать или полностью пересчитать его в течение рабочей смены столько раз, сколько это необходимо. При совместном использовании MES восполняет недостаток функций в ERP.
Функции MES-систем
Функции, предусмотренные в MES, позволяют управлять производственными процессами с момента выдачи заказа на производство и до момента выпуска готового изделия. В него входят:
Распределение ресурсов и контроль за ними. Эта функция подразумевает управление ресурсами, которые необходимы для производства: материалами, полуфабрикатами, запасами, оборудованием, персоналом, методиками работ.
Оперативное планирование. Это формирование сменно-суточного задания по рабочим центрам с учетом последовательности сборки. Функция направлена на создание эффективного производственного расписания с минимальными сроками изготовления и себестоимостью.
Диспетчеризация производства. Функция управления процессом производства в реальном времени, включающая распределение партий, наблюдение за ходом операций, контроль занятости оборудования и сотрудников, выполнения работ в соответствии с производственной программой, внесение корректировок.
Управление документами. Кроме ведения плановой и отчетной документации функция включает получение, обработку и контроль документов, сопровождающих производство каждого изделия: рабочие инструкции, рецептурные данные, чертежи, описание процедур, характеристики партий, конструкторские изменения, взаимодействие смен и т.д.
Сбор и хранение данных. Эта функция касается сведений о состоянии технологических процессов и оборудования, получаемых из цехов и подразделений предприятия в режиме реального времени.
Управление персоналом. Информацией о сотрудниках собирается и анализируется с заданной периодичностью. К этой функции относятся отчеты о времени и присутствии на рабочем месте, учет дополнительных и совмещаемых обязанностей, производительности, описание полномочий, прав доступа, ведение учета затрат людских ресурсов по видам деятельности или продукции.
Управление качеством. Эта задача включает функции анализа параметров производства и продукции для обеспечения надлежащего качества, выявления причин брака и проблем, требующих вмешательства или изменения процессов, составление рекомендаций по их устранению.
Техобслуживание и ремонт оборудования. Функция поддерживает процесс технического обслуживания, планового и оперативного ремонта инструментов, производственного и технологического оборудования с целью поддержания их в работоспособном состоянии, предупреждения повреждений или преждевременного износа.
Анализ производительности. Формирование отчетов о фактических результатах производства, сравнение их с прошлыми периодами и плановыми показателями.
Управление процессами производства. Отслеживание заданного производственного процесса и внесение корректировок для исправления ошибок или повышения качества текущих работ.
Преимущества MES
MES-системы позволяют оптимизировать производство и сделать его более рентабельным:
увеличить скорость выполнения производственных заказов;
снизить энергозатраты и себестоимость;
автоматизировать ввод и обмен данными;
улучшить качество продукции;
изготавливать нестандартные изделия под конкретного заказчика;
минимизировать брак и незавершенную продукцию;
Отличие MES-систем от ERP-систем, интеграция этих систем
Как показано выше, MES-системы и ERP-системы находятся на различных уровнях информационной структуры. Это связано со следующим различием в их основных функциях:
· MES-системы реализует оперативное планирование, т.е.решают вопросы о том, как в заданный срок и в заданном количестве выпускается продукция.
· ERP-системы реализуют объемное планирование, т.е. решают вопросы о том, когда и сколько продукции должно быть изготовлено.
Следует заметить, что в ERP-системах слишком велик объем информации административного и финансового плана, поэтому перепланирование не может производиться часто, это возможно не чаще одного раза в сутки. Многие ведущие производители ERP-систем уже ввели в свои продукты модули планирования производства, тем не менее, скорость их реакции на изменение требований производства все же мала, и не позволяет оптимизировать планы по большому количеству параметров.
В то же время, MES-системы, в большей степени интегрированные с низшим производственным уровнем и владеющие обширной производственной информацией, позволяют скорректировать или полностью пересчитать план в течение рабочей смены столько раз, сколько это необходимо.
Таким образом, MES-системы позволяют оптимизировать производство и сделать его более рентабельным за счет быстрой реакции на происходящие события, а также применения математических методов компенсации отклонений от плановых заданий.
Именно поэтому MES-системы являются связующим звеном между ориентированными на финансово-хозяйственные операции ERP-системами и оперативной деятельностью предприятия на уровне цеха, участка и т.п.
Тем не менее, провести четкое разграничение областей эффективного использования MES — и ERP-систем достаточно сложно. Большинство экспертов считают, что управление производством опирается на решение четырех задач:
· формирование объемно-номенклатурного плана;
· баланс производственных мощностей;
· составление производственных расписаний;
· группирование оборудования и детале-сборочных единиц.
Первые две задачи достаточно эффективно решаются с помощью ERP, а две последние — MES.
Интеграция между этими системами направлена на установление связей между процессами планирования производства, имеющими место и на уровне предприятия, и на уровне производства. Она также предусматривает возможность передачи детальных производственных планов, сводок и отчетов в существующие на предприятии информационные системы.
MIS — (Management Information System) — Система информационного обеспечения управления. Средства MIS позволяют интегрировать информацию, необходимую для принятия управленческих решений.
SCM — (Supply Chain Management) — Управление цепочками поставок. Технологии SCM автоматизируют весь цикл: «поставщик» — транспорт- производство — хранение — распространение — заказчики», что дает возможность предприятию доставлять необходимый товар в нужное место точно в срок и с минимальными издержками.
CRM — (Customer Relationship Management) — Управление взаимоотношениями с клиентами. Технологии CRM автоматизируют все этапы работы с клиентами: от рекламной кампании и первого контакта с потенциальным заказчиком до послепродажной поддержки и гарантийного обслуживания.
SSM — (Sales & Service Management) — Управление сбытом и обслуживанием.
P/PE — (Product and Process Engineering) — Проектирование производственных процессов и продуктов.
e-business — (электронный бизнес) — Средства электронного бизнеса позволяют взаимодействовать с поставщиками и заказчиками через Интернет. Это особо важно в условиях нашей страны, когда многие участники бизнес-операций географически удалены друг от друга.
SCADA — (Supervisory Control and Data Acquisition) — диспетчерское управление и сбор данных.
Под термином SCADA понимают инструментальную программу для разработки программного обеспечения систем управления технологическими процессами в реальном времени (АСУ ТП) и удаленного сбора данных (телемеханика).
HMI — (Human Machine Interface) — человеко-машинный интерфейс. Отображение информации на экране монитора в понятной для человека форме.
SCADA-системы позволяют разрабатывать АСУ ТП в клиент-серверной или в распределенной архитектуре (DCS — Distributed Control System — распределенная система управления).
BI— (Business Intelligence) — Бизнес Аналитика — Под этим понятием чаще всего подразумевают программное обеспечение, созданное для помощи менеджеру в анализе информации о своей компании и её окружении. Это ПО, специально разработанное, чтобы помочь понять, что является движущей силой предприятия, и предсказать влияние текущих решений на будущее. BI включает аналитику, сбор информации для принятия решений и аналитические технологии. Современные BI-системы способны обеспечивать поиск в базах данных, используя технологии наподобие нейронных сетей и деревьев решений, с поиском сильных связей и примеров, которые человеку практически невозможно обнаружить, и преподносят их руководству, чтобы они могли выбрать верный курс.
Итак, MES (Manufacturing Execution Systems) — это интегрированная информационно-вычислительная система, объединяющая инструменты и методы управления производством в режиме реального времени, то есть оперативное планирование и, оперируя точной информацией о технологических процессах, отвечают на вопрос: как в заданный срок и в заданном количестве выпускается продукция, а вторые ориентированы на объемное планирование, т. е. отвечают на вопрос: когда и сколько продукции должно быть изготовлено.
Главное отличие ERP от MES заключается в том, что MES-системы, работающие исключительно с производственной информацией, позволяют скорректировать либо полностью пересчитать план в течение рабочей смены столько раз, сколько это необходимо.
В ERP-системах из-за большого объема административно-хозяйственной и учетно-финансовой информации, перепланирование может осуществляться не чаще одного раза в сутки.
Erp и mes системами что это
Аннотация: в работе рассматриваются проблемы интеграции ERP и MES-систем для построения единой системы управления предприятием. Выполняется анализ уровней и систем автоматизации, формулируются и разрешаются задачи по интеграции указанных систем. Делается вывод о целесообразности построения информационной среды предприятия с применением различных видов автоматизированных систем, используемых по своему функциональному назначению.
Скачать: PDF (версия 1), PDF (версия 2).
Ключевые слова: erp enterprise resource planning, enterprise resource planning system, планирование ресурсов, планирование ресурсов предприятия, планирование ресурсов организации, система планирования ресурсов, планирование потребностей ресурсов, планирование материальных ресурсов, mes, manufacturing execution system, mes manufacturing execution system, система управления производством, автоматизированная система управления производством, производственные системы управления производством, информационные системы управления производством, техническая система управления производством, BI, business intelligence, bi системы, система класса bi, системы business intelligence bi, системы бизнес аналитики bi, асу тп, автоматизированные системы управления технологическими процессами, автоматизированные системы управления технологическими процессами асутп, системы асу тп, управление асу, интеграция erp и mes систем, erp mes integration, mes системы для автоматизации производства, erp mes системы.
Современные реалии таковы, что предприятия вне зависимости от вида деятельности все чаще сталкиваются с необходимостью автоматизации. Большие массивы не всегда структурированных данных, требуемые для анализа и принятия решений, в настоящий момент вручную обрабатывать практически невозможно. Именно поэтому на устах использование таких систем автоматизации, как BI (Business Intelligence), ERP (Enterprise Resource Planning), MES (Manufacturing Execution System) и АСУ ТП (Автоматизированные Системы Управления Технологическими Процессами) [1]. Совместное применение подобных систем позволяет выстроить жесткую вертикаль управления деятельностью предприятия, начиная от автоматического сбора информации и закачивая получением сводных аналитических отчетов.
Рис. 1. Уровни управления
Использование данных систем обеспечивает управление информацией в масштабах всего предприятия. В классической теории управления [2] выделяют три уровня управления: стратегический, тактический и оперативный (рис.1). Следуя названиям уровней, становится очевидным, что каждый из них предназначен для решения различных видов задач, отличающихся в первую очередь частотой обработки данных. Важно подчеркнуть, что применение средств автоматизации ведется по канонам указанных уровней.
Проведя анализ литературных источников, посвященных системам автоматизации, хочется упомянуть монографию Лодона Дж. и Лодона К., содержащую описание OLAP-систем (OnLine Analytical Processing) [3], работу О’Лири Д., посвященную ERP-систем [4], а также книги Андреева Е., Куцевича И. и Синенко О. по MES и SCADA-системам (Supervisory Control and Data Acquisition) [5, 6]. К сожалению, указанные источники содержат лишь детальное описание систем автоматизации, но вопрос их интеграции не рассматривается. В ряде статей приводится детальный анализ различия систем автоматизации 7, а также обзор технических задач, возникающих при реализации систем автоматизации [10]. Однако и этого недостаточно для того, чтобы четко сформулировать проблемные области, с которым необходимо считаться при интеграции подобных систем.
Цель данной работы состоит в анализе задач, возникающих при интеграции систем автоматизации для построения единой системы управления, обеспечивающей эффективную обработку информации в рамках предприятия.
1. Уровни автоматизации предприятия
Ранее указанные системы автоматизации (BI, ERP, MES, АСУ ТП) и уровни управления (рис.1) можно соотнести (рис.2). Следуя данным рис.2, системы вида BI и ERP определяют стратегический уровень управления, MES-системы задают тактический уровень, а АСУ ТП – оперативный. Подобное определение уровней автоматизации деятельности предприятия встречается в большинстве работ [7, 10, 11]. Анализ проблем, возникающих при интеграции подобных систем, потребует детального описания каждого уровня. Начнем с нижестоящего.
Рис. 2. Уровни автоматизации деятельности предприятия
Уровень АСУ ТП или SCADA представляет собой комплекс технических и программных средств, предназначенный для автоматизации управления технологическим оборудованием на промышленных предприятиях. Выделяют управляющие, информационные и вспомогательные функции АСУ ТП, позволяющие регулировать отдельные технологические переменные процессов, вести программное управление группой оборудования, технологическими режимами или отдельными участками процессов, а также контролировать и измерять технологические параметры процессов [12]. Пример графического пользовательского интерфейса SCADA-системы дан на рис.3.
Рис. 3. Пример графического пользовательского интерфейса АСУ ТП ICONICS
MES-уровень задает автоматизированную систему управления производственной деятельностью предприятия, позволяющую в режиме реального времени планировать, оптимизировать, контролировать и документировать производственные процессы от формирования заказа до выпуска готовой продукции [13]. Выделяют такие функции MES-систем, как контроль состояния и распределения ресурсов, оперативное/детальное планирование, диспетчеризация производства, управление качеством продукции, производственными процессами, техобслуживанием и ремонтом оборудования, а также анализ производительности [9]. Рис.4 демонстрирует пример пользовательского интерфейса MES-системы.
Рис. 4. Графический пользовательский интерфейс MES-системы Zenith SPPS
Уровень ERP-систем позволяет реализовать стратегию интеграции логистических (закупки, производство, сбыт), финансовых (дебиторы, кредиторы, банки) и кадровых функций компании, ориентированную на оптимизацию ресурсов предприятия посредством специализированного программного обеспечения [14]. ERP-системы в большинстве своем ведут обработку транзакционных данных и относятся к классу систем OLTP (OnLine Transactional Processing). Аналитическая обработка транзакционных данных, собранных средствами ERP-систем, ведется на уровне OLAP (OnLine Analytical Processing), с использованием автоматизированных BI-систем (Business Intelligence) [3]. Примеры OLTP и OLAP-систем продемонстрированы на рис.5, 6 соответственно.
Рис. 5. Пользовательский интерфейс ERP-системы SAP ECC
Совместное использование указанных уровней автоматизации формирует единую информационную среду предприятия (табл.1). Так, уровень АСУ ТП, заданный программируемыми логическими контроллерами, SCADA-системами и базами данных, позволяет вести сбор и обработку технологических данных в режиме реального времени. Обработанная информация передается на уровень MES-систем и используется для оперативного управления производством с учетом взаимозаменяемости и переналадок оборудования. Оперативный план производства данного уровня соотносится с результатами работы ERP-систем по стратегическому планированию и управлению административно-хозяйственными операциями компании. Сводная аналитическая отчетность, полученная на основе транзакционных данных ERP-уровня, определят финальный шаг автоматизации средствами BI-систем.
Рис. 6. Пример пользовательского интерфейса BI-системы Cognos
Таблица 1. Характеристики систем автоматизации
2. Проблемные области автоматизации предприятия
Описанный процесс взаимодействия уровней интеграции предприятия позволяет сформулировать задачи, решение которых необходимо для построения единой информационной среды. Если рассмотреть работу интегрированной среды ERP, MES и АСУ ТП сверху-вниз, то ERP-системы формируют календарный план производства на основе стандарта MRPII (Material Requirement Planning). Созданный план, переданный на уровень MES, служит основой для формирования и последующей оптимизации производственного расписания. Производственное расписание определяет технологические процессы, проводимые и контролируемые на АСУ ТП уровне. Следует отметить, возможны различные сценарии интеграции систем, включая полное ее отсутствие. В последнем случае каждая система будет работать независимо: так, ERP-система будет использоваться для объемного планирования и фиксации результатов производства, MES – объемного/детального планирования и управления производством, а АСУ ТП – все того же процесса мониторинга.
Рис. 7. Функциональные возможности ERP и MES-систем
Вышесказанное свидетельствует о необходимости четкого разграничения функциональности систем в случае их интеграции. Например, процесс формирования объемного плана производства может выполняться как средствами ERP, так и MES-систем. Причем и в том, и в другом случае есть свои преимущества и недостатки. Так, MES-системы предлагают более совершенные, ориентированные на реальное положение дел алгоритмы создания производственного расписания, в то время как ERP используют в качестве базиса MRPII-стандарт тридцатипятилетней давности. Однако в первом случае требуется большее количество настроек и доработок систем для достижения соответствия ERP и MES-данных по сравнению со вторым [15]. Схожее сравнение можно привести для процессов контроля качества продукции, ремонта оборудования и управления документами, возможность реализации которых существует в обоих видах систем (рис.7).
Определив функциональное назначение каждой из систем, решаются задачи по синхронизации используемых данных. Формирование и становление систем автоматизации происходило постепенно, поэтому каждая система имеет такую архитектуру, которая позволяет и взаимодействовать с внешними информационными системами, и, наоборот, работать в закрытом от обмена информацией режиме. В любом случае основные и переменные данные систем ведутся на каждом уровне интеграции. Проблема заключается в том, что построение единой системы управления требует синхронизации данных каждого уровня автоматизации. Или, попросту говоря, данные в разных системах должны быть одинаковыми. В производственных процессах, основными и переменными данными, подлежащими синхронизации, являются номенклатурные позиции, спецификации, технологические карты и прочие объекты, представленные на рис.8. Интеграция данных затрагивает вопросы сопоставления бизнес-объектов, их признаков и размерностей, кроме того, определяется частота и порядок обновления данных.
Рис. 8. Объекты синхронизации ERP и MES-систем
По большому счету, все множество проблем интеграции ERP и MES систем связано с вопросом разграничения функциональности. Задав функциональное назначение систем, необходимо обеспечить их интеграцию: выбрать технологию интеграции, задать мастер-систему ведения данных, определить объекты миграции и правила их сопоставления.
3. Практические способы разрешения проблем интеграции
Ранее было показано, что существует несколько возможных вариантов разграничения производственной функциональности в ERP и MES системах. В системах ERP отсутствует возможность управления производственными процессами, данные функции присущи исключительно MES, в то время как в ERP существует лишь возможность фиксации полученных результатов производства (табл.1). Поэтому вопрос разграничения функций систем связан исключительно с процедурами формирования плана производства и расписаний, которые можно выполнить как средствами ERP, так и MES-систем. Несмотря на то, что создавать план и расписание производства можно в обоих видах систем чаще всего предпочтение отдается ERP. Звучит немного парадоксально, ведь именно MES-системы обладают расширенными возможностями формирования производственного расписания, однако в большинстве проектов по интеграции наблюдается именно такая картина. Как результат, в ERP-системе на основе данных продаж создается план, а затем и расписание производства.
Для обеспечения обмена данных в большинстве ERP и MES-систем реализован стандарт ISA95 (IEC 62264), включающий в себя описание объектов, атрибутов и моделей интеграции [16]. На практике для синхронизации данных систем требуется разработка интерфейсов обмена, а также использование готовых интеграционных сред. Интерфейс выполняет экстракцию и трансформацию данных, в то время как среда – передачу трансформированных данных в систему получателя. Мастер системой по ведению основных данных чаще всего назначается ERP: создание, изменение и удаление данных ведется централизовано в ERP-системе, MES-система только использует эти данные без возможности их изменения. Гармонизация данных позволяет выявить особенности их ведения (тип и размерность, количество символов в дробной части), которые закладываются и реализуются в процедурах трансформации.
Обмен и хранение переменных данных ведется по схоже схеме, однако их обработка может инициироваться как из ERP, так и MES-системы. Реализация процессов контроля качества продукции, ремонта оборудования и управления документами ведется преимущественно в ERP-системе. В большинстве проектов системы MES рассматривается и ограничивается функциями, непосредственно связанными с производством. Ранее говорилось, интеграция ERP и MES обеспечивает идентичность данных, представленных на рис.8. Тогда ранее упомянутое производственное расписание представляется бизнес-объектом заказ на производство, который содержит всю необходимую для изготовления продукции информацию, включая даты, статусы и комментарии. Созданные на основе плана производства заказы, передаются из ERP в MES-систему. На определенную дату MES-система может содержать несколько заказов, требующих использование заданного оборудования, именно поэтому на данном уровне существуют механизмы оптимизации загрузки оборудования с учетом различных производственных ситуаций. Типовая модель интеграции систем задается рисунком ниже (рис.9).
Рис. 9. Модель интеграции ERP и MES-систем
Заключение
Совместное применение BI, ERP, MES и АСУ ТП систем позволяет выстраивать единую систему управления предприятием, в которой каждый уровень интеграции выполняет строго заданную функцию: формирование аналитической отчетности, ведение объемно-календарного планирования, расчет оптимального производственного расписания и контроль технологических процессов. Как известно, помимо ERP существуют следующие автоматизированные системы предприятия: SRM (Supplier Relationship Management), CRM (Customer Relationship Management), PLM (Product Lifecycle Management) и SCM (Supply Chain Management), обеспечивающие управление взаимоотношениями с поставщиками и клиентами, жизненным циклом продукции и цепочками поставок [17].
SCM-системы успешно решают задачи по управлению всей логистической сетью. Одной из подсистем SCM служит APS (Advanced Planning and Scheduling), отвечающая за оптимизированное производственное планирование. В случае использования APS-систем схема планирования ресурсов предприятия будет включать три уровня: ERP для объемно-календарного планирования, APS для формирования производственного расписания в масштабах всего предприятия, а также MES для создания оперативного плана производства по цехам [18]. Включение APS-систем в контур планирования ресурсов предприятия непременно приводит к проблемным областям, проанализированным выше. Тем не менее, использование систем данного вида представляется перспективным направлением дальнейшей автоматизации работы производственного предприятия.