Обзор "Рынок корпоративного ПО 2006" подготовлен

Системы управления производством могут сократить издержки предприятия на треть

Системы автоматизации управления и оптимизации производственной деятельности (MES) успешно решают задачи снижения издержек производства, увеличения объема и  улучшения качества продукции. Аналитики MESA указывают на возможность экономии 30-40% при использовании этого ПО — за счет сокращения времени ожидания поступления расходных материалов и внедрения безбумажного документооборота. В AMR Research считают, что MES-системы сокращают время перенастройки оборудования до 35%, а количество отходов и брака — на 22%.

Эксперты MESA International (Manufacturing Enterprise Solutions Association, международная ассоциация изготовителей систем управления производством, http://www.mesa.org/ ) утверждают, что главный фактор успеха производителей — использование комплексных систем автоматизации. По их определению, MES (Manufacturing Execution Systems) — автоматизированная система управления и оптимизации производственной деятельности, которая  отслеживает, оптимизирует, мониторит производственные процессы, от начала выполнения заказа до выпуска готовой продукции, причем в режиме реального времени.

По данным MESA International, 32% производственников США используют MES на своих предприятиях, при том, что ERP внедрили 68% предприятий, а RFID — 15% предпринимателей. Еще 39% американских промышленных предприятий, под данным опроса MESA International, планируют внедрить MES на своем производстве в ближайшие 12 месяцев. В целом мировая промышленность пока не сокращает инвестиции в MES: по прогнозам Frost & Sullivan, мировой рынок MES вырастет к 2010 году до $2,51 млрд.

MES в «пирамиде» информационной системы промышленного предприятия

Современную информационную систему (ИС) автоматизации крупного  промышленного предприятия принято обозначать некой пирамидой, в основании которой — автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП), в средней части — MES-системы, а в верхней части — ERP-системы (Enterprise Resource Planning — системы управления предприятием).

Пирамида ИС символизирует поток информации — от станков к  «высшему» управлению. Системы АСУТП находятся в производственных зонах (цеха, линии). От контроллеров и датчиков АСУТП информация поступает к MES-системам, которые располагаются в местах управления производством (службы гл. технолога, например). Уже затем обработанная информация поступает в ERP-системы, находящиеся в финансово-хозяйственном управлении предприятия. MES-системы, руководствуясь указаниями верхнего уровня, управляют текущим производством в соответствии с поступающими заказами, требованиями технологической документации, состоянием оборудования. Внедрение MES-систем (между системами нижнего и верхнего уровней) позволяет уменьшить время простоя оборудования, значительно сократить время на выполнение производственных операций.

Данная пирамида позволяет различать предназначение ERP и MES-систем при автоматизации промышленности:  первые ориентированны на планирование, управление производством, в то время как вторые оперативно реагируют на информацию о производственных процессах, меняя расписание и задание столько раз за смену, сколько необходимо для оптимизации работы. В ERP-системах слишком велик объем информации административного и финансового плана, поэтому перепланирование не может производиться часто. Сегодня ведущие вендоры ERP-систем уже ввели в свои продукты модули планирования производства, тем не менее, их скорость реакции на изменение требований производства мала, что не позволяет оптимизировать планы по большому количеству параметров.

MES-системы заметно моложе ERP-систем, и пока даже в среде специалистов существует немало споров, где же фактическая область эффективного использования в промышленности систем  класса ERP (MRP-II), а где — класса MES. Эксперты, как правило, сходятся на следующем заключении. 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.

Основные функции MES-системы: управление процессами и качеством производства, техобслуживанием, персоналом;  контроль ресурсов, документов; оперативное планирование; сбор и мониторинг данных, анализ производительности.

Системы этого класса улучшают финансовые показатели компании, включая повышение отдачи основных фондов, ускорение оборота денежных средств, снижение себестоимости, своевременность поставок, повышение размера прибыли и производительности. MES-системы более узко направлены, чем ERP-системы, их внедрение часто просто сводится к адаптации модели планирования к конкретному производству, и сроки внедрения на порядок меньшие, чем у ERP-систем.

Аналитики компании MESA указывают на возможность экономии при использовании MES-софта  в размере от 30% до 40 %  за счет меньшего времени ожидания поступления расходных материалов, повышения степени информированности и внедрения безбумажного документооборота. А эксперты компании AMR Research считают, что MES-системы сокращают время перенастройки оборудования до 35 %, а количество отходов и брака — на 22%.

Но системы управления производством — это не только MES, а еще и APS (Advanced Planning & Schedulling) — детализированный планировщик, относящийся к классу систем оптимизированного производственного планирования и составления расписаний. Особенностью APS-систем является возможность учета производственных ограничений и мониторинга хода производства при краткосрочном планировании. Применение этих систем позволяет ускорять процессы принятия решений на 40%, сокращать время производственного цикла на 75%. Впрочем, некоторые специалисты не склонны отделять ASP от MES, считая, что встроенный в MES APS-модуль является  ядром MES-системы.

MES в России

В России системы управления производством — пока относительно новое слово в автоматизации. Принципу трехслойной пирамиды соответствует отечественное MES-решение «Фобос», которое занимается планированием и внутрицеховым управлением, обмениваясь данными с ERP-системой.  MES-система «Фобос» используется в крупном машиностроении, как правило, в паре с «тяжелыми» ERP-системами — BAAN или SAP. Разработчики системы работают над возможностью интеграции также с  «1С:Предприятие».

Как комментирует Евгений Фролов, профессор МГТУ "СТАНКИН", разработчик MES-системы «Фобос»: «В задачах управления мелкосерийным и единичным производством, к которому в той или иной мере относятся почти 70% всех машиностроительных предприятий, имеется одна особенность: общемировой среднестатистический коэффициент загрузки технологического оборудования на таких заводах не превосходит значения 0.45. (если, конечно, не применять специального производственного софта для составления, коррекции и диспетчерского контроля производственных расписаний, т.е. MES систем). Скорость прохождения производственных заказов фактически в два раза ниже потенциально возможной (!) и для дозагрузки оборудования предприятия с мелкосерийным и единичным типом производства вынуждены неоправданно увеличивать объемы своего незавершенного производства (НЗП) (хорошим показателем соотношения текущего объема выпуска готовых изделий к текущему объему НЗП в машиностроении считается 1:2 или 1:3).  Увы, на российских предприятиях это показатель подчас "зашкаливает" за 1:5, что, по существу, является "самоедством", существенно связывающим оборотный капитал предприятия».

Другая система — YSB.Enterprise — предназначена для предприятий СМБ, которым несколько «не по средствам» приобретать тяжелые ERP-системы. YSB.Enterprise работает по принципу двухслойной пирамиды,  где MES-система берет на себя функции и верхнего слоя управления.

MES-системы PolyPlan, по мнению разработчика Равиля Загидуллина, доцента УГАТУ (г. Уфа), более всего предназначены для автоматизированных систем механообработки. Хотя могут применяться и для неавтоматизированного производства. Кроме нее, аналогов MES-систем именно для автоматизированного производства (гибкое производство, нтегрированное производство), по его заявлению, на сегодняшний день нет.

Основные системы управления производством, используемые в России

Источник: CNews Analytics, 2006

Путь к интеграции

Стремление связать системы типа SCADA (системы нижнего уровня автоматизации производства) с системами верхнего уровня ERP/MRP II существовало со времен появления последних в промышленности. Корпорация General Motors предложила протокол MAP для связи управляющих систем с производственным оборудованием еще в 80-ые гг. прошлого века. Но протокол получился слишком «тяжеловесным» и не стал популярным. В 1995 году Microsoft представила технологию OLE для технологического управления, уже более используемый метод доступа к периферийным устройствам

Крупные автомобильные производители способствовали созданию интеграционной платформы CORBA (Common Object Request Broker Architecture), некое связующее ПО между операционной системой и приложениями «на местах». Архитектура CORBA дает возможность приложениям обмениваться данными,  вне зависимости от местонахождения последних.

Сегодня при автоматизации ориентируются на возможности интернета. Поддержка HTTP-протокола на уровне контроллеров, возможность получения данных «от станка» в любой точке мира, вводится в системы автоматизации фактически всеми вендорами. Web-решения используются для удаленного управления производственными системами. От поставщиков систем управления производством ожидаются продукты автоматизации с уменьшенным циклом разработки, требуется создания интегрированных инструментальных систем. Актуальными становятся производство и экономика реального времени, технологии e-manufacturing, co-manufacturing, виртуально распределенное производство, горизонтальная  интеграция. MES-системы  играют глобальную роль в превращении современных промышленных производств в предприятия реального времени, соответствующие современным требованиям рынка.

Елена Турдакина