Автоматизация и современные технологии, 2003, № 11

СХЕМАТИЧЕСКОЕ ПРЕДСТАВЛЕНИЕ ЗАКАЗА В СИСТЕМЕ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛЕНИЯ МНОГОНОМЕНКЛАТУРНЫМ МЕЛКОСЕРИЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ

В.А. Милаев, А.А. Фаткин, А.Н. Соколов

В условиях макроэкономической нестабильности, колебания спроса и предложения, успешная работа производственного предприятия возможна только при условии эффективного его управления.

Построение эффективной системы оперативного управления является достаточно сложной задачей, когда речь идет о предприятии с мелкосерийным и единичным характером производства. Это обуславливается, как правило, отсутствием постоянной номенклатуры заказов при большом ее разнообразии, новизной и сложностью изготавливаемых изделий, высокими требованиями к качеству, а также многими другими факторами, определяемыми спецификой предприятия.

В таких условиях важны информационная поддержка процесса управления и информационные технологии, позволяющие снять с человека рутинные расчетные функции и сконцентрироваться ему на принятии управленческих решений.

Практически каждое предприятие, обладая уникальными характеристиками производственной системы, пытается найти собственное решение задачи информационной поддержки процесса управления. Рассмотрим на примере отдельного предприятия использование информационных технологий в системе оперативного управления основным производством.

Предприятие, о котором идет речь, является специализированным КБ с опытным заводом. Продукция, изготавливаемая на предприятии, является уникальной, сложной по конструкции и в большинстве своем выпускается единичными экземплярами или мелкими сериями. Предприятие придерживается стратегии «производство на заказ», которая в отдельных случаях дополняется «проектированием на заказ», когда разработка продукта начинается с этапа конструкторской подготовки производства.

Основной планово-учетной единицей является производственный заказ на выпуск определенного изделия или партии изделий. Если изделие имеет длительный цикл сборки, то заказ может разделяться на части.

Изготовление изделия по частям создает определенные трудности при учете и последующем регулировании его изготовления. Часто возникают ситуации связанные либо с отставанием изготовления отдельных деталесборочных единиц (ДСЕ), необходимых для комплектации сборочных единиц вышестоящего уровня, либо с опережением изготовления менее приоритетных в данный момент компонентов заказа. И тот и другой случай являются негативными и чреваты срывами сроков поставки продукции или увеличением времени производственного цикла. Подобные ситуации выясняются лишь на завершающей стадии сборки изделия и связаны с тем, что нет возможности проводить календарно-плановые расчеты изготовления заказа.

К сожалению, не все отечественные предприятия имеют эффективную систему планирования и управления производственными ресурсами. Реальное внедрение существующих на сегодняшний день систем, позволяющих проводить календарное планирование, сопровождается требованиями [1], к выполнению которых предприятия не всегда готовы. К таким требованиям относятся:

• наличие эффективной компьютерной системы;
• точная информация о спецификациях;
• наличие нормативов длительности циклов обработки;
• надежность устанавливаемых длительностей производственных и закупочных циклов;
• достаточность главного календарного плана, фиксируемого на период времени, для заказа материалов без излишней спешки и путаницы и др.

Для начала более реальным было бы использование документа, содержащего схематическое представление производственного заказа и выполняющего функцию информационной поддержки на этапе его выполнения.

Приведем примеры эффективного использования графических схем.

Схематический подход представления информации используется на стадии конструкторской подготовки производства при разработке схем деления изделия на составные части. Выполнение схем деления изделия регламентируется государственным стандартом (ГОСТ 2.711–82).

Схема деления изделия – это конструкторский документ, определяющий состав изделия, его составных частей, их назначение и взаимосвязь. Схему разрабатывают для изделий (составных частей изделия), на которые имеются тактико-техническое задание или техническое задание заказчика. При оформлении схемы используются условные обозначения для информации об изделии и его составных частях (рис. 1).

Рис. 1. Пример схемы деления изделия на составные части

а – вновь разработанные изделия и составные части; б – заимствованные изделия; в – покупные изделия.

На схеме приводится состав изделия - комплексы, сборочные единицы, детали, входящие в изделие, как вновь разработанные, так и заимствованные и покупные. При этом указывают:

• обозначение изделия и его составных частей;
• наименование изделия и его составных частей;
• индексы, присвоенные заказчиком изделию и составным частям.

Условные графические обозначения соединяются между собой (соответственно входимости) сплошными тонкими линиями со стрелками.

Схематическое представление информации используется и в сборочном процессе, на начальном этапе которого составляются технологические схемы [2], представляющие собой графическое изображение последовательности сборки и основных сведений о слесарно-сборочных операциях (рис. 2). В сочетании с технологическими инструкциями по проведению типовых слесарно-сборочных операций технологические сборки часто заменяют технологические карты [3].

Рис.2. Пример технологической сборки изделия

I – деталь; II – базовая деталь; III – сборочная единица; IV – операция; V – оборудование; VI – оснастка и инструмент; а – порядковый номер детали по спецификации чертежа собираемой сборочной единицы; б – число деталей или сборочных единиц; в – наименование деталей; г – обозначение чертежа; д – наименование сборочной единицы; е – трудоемкость сборочной операции; ж – сокращенное обозначение наименования операции

Детали и сборочные единицы обозначаются в виде прямоугольников, операции сборки – стрелками, связывающими их с маршрутной линией сборки. При этом детали располагаются слева, а сборки – справа от маршрутной линии сборки. Принимая направление маршрутной линии от базовой детали к готовому изделию, определяют очередность присоединения компонентов. Параллельность маршрутных линий обозначает возможность параллельной сборки отдельных сборочных единиц. Вид слесарно-сборочной операции, а также применяемые при этом оборудование, оснастка и инструмент указывают условными обозначениями, внутри которых проставляют буквенные обозначения операций и порядковый номер оснащения по спецификации технологической схемы.

Рассмотренные примеры позволяют получить общее представление о принципах построения графических схем, которыми можно воспользоваться при определении требований схематического представления производственного заказа. Основные требования можно сформулировать следующим образом:

• схему производственного заказа желательно использовать в условиях мелкосерийного и единичного производства конструктивно сложных изделий или заказов, сопоставимых с годовой мощностью предприятия;
• схема должна выполнять функцию информационной поддержки оперативного управления основным производством;
• основное место на схеме должен занимать структурный состав производственного заказа;
• для каждой структурной единицы на схеме должна присутствовать информация, полностью идентифицирующая ее в производстве, а также ее текущее состояние;
• схема должна формироваться полностью автоматизированным способом, моментально по запросу потенциального пользователя;
• схема должна быть понятной и удобной в использовании.

Первоначально составляемые на предприятии схемы не имели статус полноценного документа, изготавливались вручную и содержали в сгруппированном виде лишь указание о том, какие структурные блоки производственного заказа по какой документации были заказаны. Данные схемы, хоть и формировались на достаточно примитивном уровне, все же имели большое значение для выполнения крупномасштабных заказов в намеченные сроки.

Очередной попыткой схематического представления заказа стало изображение его в виде цепочки взаимосвязанных таблиц, каждая из которых включала список номенклатурных единиц заказа, находящихся на определенном уровне входимости (рис. 3). Последовательное разворачивание таблиц в пространстве при таком варианте представления схемы позволяет в ячейках пересечения строк взаимосвязанных таблиц указывать число промежуточных детале-сборочных единиц, входящих в сборку вышестоящего уровня. Неоднократно применяемые детали и сборочные единицы включаются в схему только один раз с многократным количественным указанием принадлежности, что является преимуществом подобного представления схемы. Данный вариант представления заказа удобен при высокой взаимной применяемости деталей и сборочных единиц. К недостаткам можно отнести достаточно слабую наглядность схемы.

Рис. 3. Пример представления схемы заказа в виде цепочки взаимосвязанных таблиц

Необходимо заметить, что в КБ с опытным заводом к настоящему времени окончательно сформировалась система запуска и учета производственных заказов. Представленный в электронном виде производственный заказ позволяет отслеживать его изготовление на стадиях технологического процесса. Для сбора данных о состоянии заказа на предприятии были выделены заготовительный участок, участки механообработки, комплектовочные кладовые, выдающие информацию. Требования регистрации и обработки информации зафиксированы стандартом предприятия.

Подробно о системе запуска производственных заказов изложено в работе [4].

Наиболее удачным с точки зрения зрительного восприятия стал вариант представления схемы сборки и комплектации заказа в древообразном виде (рис. 4). Каждая ДСЕ заказа представлена на схеме в виде информационной строки, которая содержит следующую информацию:

• документ и номер позиции в нем, по которому заказана ДСЕ;
• обозначение и наименование ДСЕ из конструкторской документации;
• ответственные участки-изготовители ДСЕ;
• количество ДСЕ, необходимое для комплектации родительской сборочной единицы;
• полное количество ДСЕ на заказ;
• изготовленное к настоящему времени количество ДСЕ;
• условное обозначение текущего состояния ДСЕ.

Информация о состоянии ДСЕ в производственном процессе отмечается на схеме следующими условными обозначениями: Д – позиция находится в дефиците; М – выдан материал для изготовления данной позиции; Г – позиция изготовлена; С – позиция выдана в сборку вышестоящей по уровню вхождения сборочной единицы.

Рис. 4. «Дерево» заказа.

Документ формируется полностью автоматизированным способом с использованием COM-технологии. Достаточным оказалось написание нескольких программных процедур обработки табличной информации реляционной базы данных для отображения схемы в стандартном «офисном» приложении.

Выделение на схеме сборочных единиц и покупных комплектующих, группировка деталей собственного изготовления, а также рациональное оформление позволили существенно увеличить наглядность формируемой схемы.

Недостатком подобного представления схемы является существенное разрастание ее в размерах с увеличением структуры производственного заказа, что затрудняет использование документа в реальных условиях производства. Данный недостаток практически полностью устранен, когда было принято решение придерживаться определенного формата при формировании документа. При минимальном участии оператора отдельные фрагменты структуры заказа выносятся на отдельные листы. Следует заметить, что не всегда требуется показывать на схеме полную структуру заказа. Ограничивая содержание схемы компонентами заказа, имеющими наиболее важное значение, значительно сокращаются ее размеры. Например, уменьшение схемы достигается на 10 – 15% только за счет исключения из нее метизных изделий. Помощь при выделении наиболее важных компонентов заказа мог бы оказать ABC-анализ (метод ранжирования), базирующийся на принципе Парето, суть которого сводится к проверке небольшого количества элементов, что позволяет контролировать ситуацию в целом.

Схема производственного заказа может использоваться в двух форматах: в виде электронного представления и бумажной распечатки. В обоих случаях требуется предусмотреть механизм обратной связи, позволяющий в режиме реального времени отображать изменение состояния изготовления составляющих заказа. Конечно, можно проводить ежедневные изменения, при использовании бумажных документов (например, на основе накладных о сдаче ДСЕ производственными подразделениями), но более эффективным является построение динамической связи между электронной схемой заказа и базой данных. Электронное представление древовидной структуры заказа позволит оперативно получать информацию и, соответственно, эффективнее координировать работу по его выполнению.

Предложенный подход не подвергает сомнению состоятельность современных методологий информационной поддержки оперативного управления. Наоборот он может стать небольшим их дополнением, позволяющим доходчиво представлять состояние производственного процесса, способствуя более эффективному управлению на этапе комплектации и сборки заказа в мелкосерийном многономенклатурном производстве.

Литература:

1. Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандарта MRP II. СПб.: Питер, 2002.
2. Жабин А.И., Мартынов А.П. Сборка изделий в единичном и мелкосерийном производстве. М.: Машиностроение, 1983.
3. Управление производством: Учебник/ Под ред. Н.А. Саломатина. – М.: ИНФРА-М, 2001.
4. Милаев В.А., Фаткин А.А., Рулева Т.В. Автоматизация управления в условиях многономенклатурного мелкосерийного производства.// PC Week/RE, 2001, №10, 11.