Об эффективности корпоративных информационных систем в отечественном машиностроении

Дополнительной проблемой является получение точных данных о конфигурации изготавливаемого продукта. Под конфигурацией в данном случае понимается описание всех входящих в состав конечного изделия узлов, деталей и покупных комплектующих. Для мелкосерийного производства высокотехнологичной продукции характерно непрерывное изменение этого состава, поскольку конструкция изделия постоянно уточняется либо по результатам эксплуатации, либо в соответствии с требованиями конкретного заказчика. Проблемой для отечественных предприятий является то, что данный процесс практически нигде полностью не автоматизирован, и более того, существующая нормативная база (ЕСКД) допускает несколько видов документов, изменяющих конфигурацию изделия (извещения на изменения, технические условия на сборку и т.д.), каждый из которых имеет специфические особенности. Таким образом, определение конфигурации ведется в ручном режиме на основании бумажных документов, что приводит к ошибкам. В то же время изучение передовых практик зарубежных предприятий показывает, что при наличии информационных систем можно обеспечить процесс управления конфигураций на основе только одного документа (извещение на изменение, или Engineering Change Order).

2. Влияние недостоверности информации на производственное планирование

Для того чтобы оценить степень влияния недостоверности информации о конфигурации изделия и производственных операциях на качество производственного плана, рассмотрим упрощенную модель машиностроительного предприятия, представленную на рис. 1. Предположим, что предприятие выпускает 1 продукт, состоящий из 4 узлов, включающих соответственно 7, 5, 6 и 6 деталей (всего 24 детали), причем по технологическому маршруту № 1, показанному на рис. 1 (литье -- механообработка -- термообработка), изготавливается 11 деталей, по технологическому маршруту № 2 -- 6 деталей, остальные детали -- по технологическому маршруту № 3. Всего предприятие имеет 7 производственных центров WC_t, i = 1... 7 , и одну линию сборки, на которой собираются как узлы, так и готовое изделие. Минимальное время обработки детали на одном рабочем центре (такт деятельности предприятия, дискрета планирования) равно 1/4 смены, включая затраты на перемещение между рабочими центрами. Ежедневный выпуск изделия стабилен и составляет 5 шт. в день.

Рис. 1. Модель машиностроительного предприятия

Для данного предприятия был рассчитан производственный план на 50 рабочих смен (при этом предполагалось, что доступные мощности позволяют выполнить указанную программу производства и она обеспечена запасами покупных материалов и комплектующих). В итоге был получено множество производственных заданий для всего предприятия М =Ц, где Ц = {Т, Т, ...}.. -- множество заданий для /-го производственного центра в момент времени, соответствующий у-й дискрете планирования, Т = р_к |0 -- производственное задание, р_к -- обозначение детали, подлежащей обработке в рамках данного задания, к = 1 ... 24. Каждая деталь р_к характеризуется маршрутом обработки ^гк = {ЖС; 6), (ЖС_;; /₂), (ЖС,; /₃)}, представляющим собой множество упорядоченных пар (ЖС₁; /_т), где Х_т -- время обработки детали на соответствующем рабочем центре, т = 1 ... 3. Максимальное значение т определяется структурой производства, в рассматриваемом случае, как следует из рис. 1, все детали имеют маршруты, включающие ровно три обрабатывающих центра. Для оценки влияния достоверности исходных данных на качество производственного плана рассмотрим три варианта ошибок в данных о технологических процессах и конфигурации изделия:

• ошибки в определении времени выполнения производственной операции

• ошибки в назначении рабочего центра ЖС₁ для выполнения операции;

• ошибки в определении конфигурации (в составе узла произвольная деталь заменяется на деталь из другого узла).

Количество ошибок в производственном плане будем оценивать как

Q -- общее количество непустых производственных заданий.

Полученные результаты представлены на рис. 2, где кривая 1 представляет влияние ошибок в определении времени выполнения операций, кривая 2 -- ошибок в назначении рабочих центров, кривая 3 -- ошибок в определении конфигурации. Анализ этих данных показывает, что уже при ошибке в определении времени ^ для каждой десятой производственной операции 65% производственных заданий назначаются неверно. Величина Е достигает своего максимального значения 92% при ошибке в определении X для 45% операций. Следует, однако, отметить, что в данном случае величина Е никогда не достигает значения 100%, поскольку назначение первой операции в маршруте обработки всегда производится правильно.

При ошибках в определении рабочих центров (кривая 2) увеличение количества неправильно спланированных рабочих заданий происходит гораздо интенсивнее и достигает 100% уже при уровне недостоверности исходных данных 30%. Из зависимости, представленной кривой 3, следует, что даже незначительный уровень ошибок в данных о конфигурации продукта приводит практически к полной недостоверности производственного плана. Таким образом, производственная система является нелинейной, незначительные ошибки в исходных данных приводят к значительным погрешностям в принятии решений (планировании).

Рис. 2. Влияние ошибок в исходных данных на точность производственного планирования

Из этого следует, что существует однозначная причинноследственная связь: несовершенная инфраструктура -- объем информации для управления -- качество системы управления. Поэтому основным ограничением при создании эффективных систем управления производством, опирающихся на соответствующие информационные технологии, для предприятий отечественного высокотехнологичного машиностроения является несовершенство производственной и управленческой инфраструктуры. Несовершенство технологической инфраструктуры ведет к резкому увеличению объема производственных операций. Недостаточная зрелость бизнес-процессов, таких, как управление конфигурацией, приводит к недостоверности данных о составе продукта, что сказывается на качестве планирования еще более плачевно. При этом стоит отметить, что в отличие от технологических процессов объем данных о конфигурации для аналогичных продуктов примерно одинаков для российских и зарубежных предприятий.

3. Стратегии повышения информационной эффективности

Из вышесказанного следуют очевидные направления организационных и инфраструктурных изменений, которые должны реализовать отечественные предприятия как часть программы внедрения ЕЯР- системы, которая, в свою очередь, должна являться частью более общей стратегии повышения конкурентоспособности. В первую очередь это повышение информационной эффективности производственных процессов -- сокращение общего объема информации о производственных операциях и техпроцессах и повышение ее достоверности. Очевидно, что прежде всего это должно явиться результатом технического перевооружения -- приобретение новых станков приведет к увеличению обработки за одну установку детали, сокращению количества потребной оснастки, сокращению времени на перенастройку оборудования и т.д. Но, к сожалению, любое серьезное техническое перевооружение требует инвестиций, которые отечественные предприятия позволить себе не могут. В таких условиях обычно используются два возможных сценария [2]:

Передача части производимой номенклатуры на аутсорсинг. При этом ключевые компетенции и сборку готового продукта необходимо сохранить на предприятии.

Объединение нескольких операций техпроцесса в более крупные единицы планирования и контроля, что, однако, может прийти в противоречие с требованиями прослеживаемости и обеспечения качества.

В [4] рассмотрены более общие принципы организационного дизайна через призму информационной эффективности и выделены две основные стратегии: сокращение информации, необходимой для управления, и увеличение возможностей организации по ее обработке. К первой стратегии относятся:

Создание буферов ресурсов, компенсирующих недостатки в планировании и контроле. Очевидно, что такая стратегия ведет к возрастанию запасов, увеличению незавершенного производства, появлению избыточных мощностей и в итоге к общему снижению эффективности. Она противоречит таким современным концепциям, как «бережливое производство», «точно вовремя», но стихийно формируется на предприятиях, страдающих от информационной неэффективности.

Декомпозиция системы на слабо связанные модули, сгруппированные вокруг однотипных продуктов или услуг. Такой модуль должен иметь все необходимые ресурсы для обеспечения всей цепочки создания ценности, тогда он может рассматриваться как «черный ящик», скрывающий внутренние потоки информации. Это сегодняшний мейнстрим в организации производственных систем. Отметим, что аутсорсинг является естественным развитием данного направления.

Стратегия увеличения возможностей по обработке информации подразумевает:

Создание корпоративных информационных систем, позволяющих быстро обнаруживать отклонения от плана и вырабатывать корректирующие действия.

Развитие коммуникаций между сотрудниками (прямые контакты, введение специальных ролей -- интеграторов, рабочие группы, матричная организация и т.д.).

Очевидно, что предприятие может сочетать все эти стратегии одновременно, но в условиях недостатка инвестиций на модернизацию инфраструктуры наибольший эффект может дать декомпозиция производственной системы.

4. Декомпозиция производственной системы

В данном разделе рассматривается практический опыт ОАО «НПО «Сатурн» -- российской компании, осуществляющей проектирование, производство и послепродажное обслуживание газотурбинных двигателей. Одним из ключевых проектов компании стало создание в партнерстве с французской компанией «8песша» двигателя для регионального самолета «Сухой СуперДжет»-100. руководитель информация производственный

Рис. 3. Декомпозиция производственной системы на кластеры

Выход на международный рынок потребовал среди многих прочих изменений и резкого повышения эффективности производственной системы. Одновременно рассматривались несколько сценариев, в том числе и внедрение ЕЯР-системы. Однако ряд пилотных проектов показал, что требуемая эффективность только за счет обновления ИС не достигается. Анализ объемов информации, которыми должно оперировать предприятие (см. табл. 1), убедил, что именно этот объем является критическим ограничивающим фактором. В качестве альтернативы была выдвинута идея декомпозиции производственной системы на слабо связанные модули. Возможность такой декомпозиции была проверена при помощи кластерного анализа по методу к средних, результаты которого представлены на рис. 3. В строках таблицы перечислены ключевые детали авиационного двигателя, в столбцах -- производственные группы. Закрашенные ячейки на пересечении строки и столбца означают, что детали данного типа обрабатываются в данной группе. Из рис. 3 видно, что производственная система НПО «Сатурн» разделяется на несколько мини-кластеров, каждый из которых обеспечивает полный цикл операций по изготовлению определенного типа деталей, взаимодействие между кластерами практически отсутствует. Заметим при этом, что такое выделение кластеров не соответствует сложившейся структуре цехов.

На основании этих исследований было принято решение разделить производство НПО «Сатурн» на независимые подразделения, задачей которых является производство узкой номенклатуры однотипных продуктов. Каждое из таких подразделений получает заказы от продуктовых дирекций (гражданские двигатели, военные двигатели, промышленные установки), в структуре которых находятся сборочные линии и подразделения, взаимодействующие с потребителями. Деятельность каждого подразделения оценивается через экономические показатели. Это позволило снизить общий объем информации, который необходим для координации производственной системы всего предприятия. Первым ощутимым результатом такой трансформации стало увеличение доли производственных заданий, выполненных точно в заданный срок. Со временем проявились другие эффекты сокращения потоков информации, в частности стали гораздо меньших усилий требовать следующие функции: анализ узких мест, оценка потребностей в инвестициях для развития, унификация техпроцессов для аналогичных деталей, анализ покупать или производить, развитие аутсорсинга.

Заметим, что добиться всех этих результатов удалось без модернизации корпоративной ИС предприятия, лишь за счет сокращения информационных потоков и повышения информационной эффективности. С другой стороны, внедрение ЕЯР-системы, поддерживающей оптимизированные однотипные процессы, позволит еще более повысить эффективность обработки информации, поэтому в НПО «Сатурн» сейчас планируется такой проект.

Заключение

Таким образом, предприятия, решающие проблему улучшения управления производством в условиях недостатка инвестиций на техническое перевооружение, в первую очередь должны оценить потенциал использования различных стратегий повышения информационной эффективности. При этом стратегии создания буферов ресурсов желательно избегать. Опыт НПО «Сатурн» показывает, что наибольший эффект в таких условиях дает сокращение информационных потоков за счет декомпозиции производственной системы, которая может сопровождаться повышением способности компании обрабатывать информацию за счет создания корпоративных ИС и развития коммуникаций между сотрудниками.

Следует отметить также, что традиционно выделяемые ключевые факторы успеха ERP и других проектов, трансформирующих предприятие (поддержка руководства, готовность к изменениям и т.д.), при этом безусловно остаются важными, но на первый план выходит правильная стратегия повышения информационной эффективности.

Литература

1. Големенцев Б.В. Глубокая модернизация высокотехнологичных машиностроительных предприятий мелкосерийного производства // Вестник УГТУ--УПИ: Серия «Экономика и управление». -- Екатеринбург: ГОУ ВПО УГТУ - УПИ. 2006. - № 9(80) - С. 35-41.

2. Зеленков Ю.А. Проблемы создания информационной системы управления производством в отечественном машиностроении // Information Management. 2012. - № 2. - C. 68-76.

3. Милгром П., Робертс Дж. Экономика, организация, менеджмент: В 2 т. - СПб.: Экономическая школа, 2004.

4. Galbraith J.R. Organizational Design: An Information Processing View // Army Organizational Effectiveness Journal. - 1984. - Vol. 8. - No. 1. - P. 21-26.

5. Holland C.P., LightB. A critical success factors model for ERP implementation // IEEE software. - 1999. - Vol. 16. - No 3. - P. 30-36.

6. Soh C., Kien S.S., Tay-Yap J. Enterprise resource planning: cultural fits and misfits: is ERP a universal solution? // Communications of the ACM. - 2000. - Vol. 43. - No. 4. - P. 47-51.

7. UmbleE.J., HaftR.R., Umble M.M. Enterprise resource planning: Implementation procedures and critical success factors // European journal of operational research. - 2003. - Vol. 146. - No. 2. - P. 241-257.

Размещено на Allbest.ru