Андрей Артюхин
Специализированная ERP-система Protean для перерабатывающей промышленности
“Как, еще одна ERP-система?” - спросите вы. Да, это не первая статья на данную тему, но система Protean корпорации Wonderware (www.wonderware.ru), о которой я хочу рассказать, одна из немногих систем подобного класса из имеющихся на мировом рынке, становится доступной и в России.
Об ERP слышали практически все, и не знать, что это такое, считается дурным тоном. Почему я взял на себя смелость занимать ваше время описанием еще одной ERP-системы? Потому что реально работающие на производстве (а не те, о внедрении которых отчитались), можно пересчитать по пальцам.
Рис.1. Структура BOM сборочного производства.
Попробуем разобраться, почему так происходит. Большинство предлагаемых на российском рынке ERP-систем позиционируются как универсальные. К тому же настоящий продавец никогда не должен говорить потенциальному покупателю “нет”. Вот он и предлагает одну и ту же систему и для производства по сборке автомобилей, и для пивоваренного завода. За такую универсальность приходится расплачиваться тем, что для каждого конкретного типа производства готовая система подходит меньше, чем специально спроектированная, учитывающая его специфику.
Для примера возьмем R/3 фирмы SAP. Я ни в коем случае не хочу очернять эту систему: во-первых, это неприлично делать заочно; во-вторых, у 80% клиентов, использующих Protean, управление сбытом, финансовой консолидацией и т. д. на верхнем, корпоративном уровне осуществляется с помощью R/3. (При этом сам Protean является полноценной ERP-системой с модулями финансов, снабжения, сбыта и т. д.)
Более того, фирма Wonderware создала специальный модуль сопряжения с R/3, что позволяет свести затраты на интеграцию этих систем к минимуму.
R/3 установлена в банках, образовательных учреждениях, страховых компаниях, авиа- и судостроительных компаниях, на предприятиях пищевой, металлургической и химической промышленности. Не надо быть специалистом, чтобы понять, что производственная специфика сильно различается в этих отраслях. И страховой компании нет дела до многочисленных регулирующих положений, играющих важную роль в пищевой и фармацевтической промышленности. Поэтому лишь у немногих работает производственный модуль от R/3. Что это означает для вас? А вот что - если у вас сборочное производство, то вам не нужен Protean, хотя я бы порекомендовал дочитать эту статью до конца. А вот если вы работаете в пищевой, фармацевтической, химической, горно-обогатительной, целлюлозно-бумажной и других перерабатывающих отраслях, то Protean для вас, потому что он специально создавался для данных отраслей.
Рис. 2. Планирование потребностей в материалах (MRP)
Представляемая фирмой Wonderware ERP-система Protean основана на собственных запатентованных технологиях и исследованиях и воплощает многолетний опыт работы в химической, нефтехимической, пищевой, фармацевтической и других связанных с переработкой сырья отраслях.
Чем же Protean так хорош и чем он отличается от других систем? Для того чтобы это понять, начнем немного издалека и взглянем на теоретические основы ERP-систем, на то, в чем заключается общая идея. Ведь, как говорил кто-то из великих, если вы не можете объяснить сущность теории ребенку, то вы сами ее не понимаете.
При объемно-календарных методах планирования производства вы определяете, когда, сколько и что надо произвести. В соответствии с этим планом вам необходимо иметь определенные материалы и комплектующие для производства в нужное время и в нужном количестве. При этом недостаток материалов приведет к срыву производства, а их избыток - к омертвлению оборотных средств. Проблема наличия необходимых материалов и комплектующих в нужное время, в нужном месте и в нужном количестве особенно актуальна для массовых сборочных производств, где простои конвейера недопустимы.
Основой математической модели является Bill Of Materials (BOM), или конструкторская спецификация. Графически это можно представить в виде иерархии, приведенной на рис. 1.
Математически задача заключается в следующем. Если спроецировать эту схему на временную ось (рис. 2), то, например, для того, чтобы произвести 1000 ед. готовых изделий 16 октября, с учетом времени изготовления, надо 15-го изготовить 1000 шт. В и иметь в распоряжении 1000 шт. Е. Соответственно, чтобы к 15-му в наличии были 1000 шт. В, их следует начать изготавливать 14-го (так как срок изготовления В - 1 день). Для этого 14-го надо иметь 1000 шт. C и 2000 - D. Для того чтобы иметь С и D вовремя, надо 12-го числа заказать 1000 шт. С и 11-го 2000 шт. D (с учетом соответствующих сроков поставки). Если учитывать имеющиеся на каждую дату свободные складские запасы (Е, C, D), то можно уменьшить объем заказа. И так для всех компонентов.
Рис. 3. Планирование ресурсов предприятия (MRPII - ERP)
Решить эту задачу непросто, так как приходится учитывать еще много других факторов (сроки хранения, неснижаемые складские остатки и т. д.). Если номенклатура изделий предприятия исчисляется сотнями, а закупаются тысячи комплектующих у сотен поставщиков, то с этой задачей вручную не справиться. А представьте, если вдруг меняется план производства?
Математическое решение задачи заключается в приведении данной иерархии к линейному виду, когда каждый день мы просто знаем, что надо произвести и что надо заказать, при этом будучи уверенными, что все, что необходимо для производства, поступит вовремя.
Вот, собственно, что такое MRP в простых терминах (да простят меня профессионалы за “богохульство”).
Рис. 4. Структура перерабатывающего производства
Замечательно. Но реальное производство не математическая модель. Задачи, которые оно решает, намного шире (рис. 3).
А будут ли в наличии необходимые средства для закупки материалов и требуемое количество рабочей силы? Будут ли доступны производственные мощности?
Эти задачи тоже были формализованы и решены. Модели, которые учитывают также и вышеперечисленные задачи, называются MRP II. Системы, ядром которых является MRP II и которые решают и другие вспомогательные задачи, называются ERP-системами (да простят меня снова знатоки за это упрощение). ERP-систем известно в мире на сегодняшний день несколько сотен.
Рис. 5. Модель нефтехимического производства
Но вернемся к Protean. Не все ERP-системы основаны на BOM или иерархической структуре, так как для многих типов производства не существует конструкторской спецификации. Например, она не требуется для производства никеля, где “готовое изделие” содержится в руде изначально, и надо просто убрать все лишнее. При этом на каждой стадии получается новый продукт. Как можно составить BOM для никеля? Он как был в исходной руде никелем, так и остался. Здесь BOM не дает никакой информации, основой является технологический цикл, или модель производства (рис. 4).
Или нефтехимическое производство, где на входе мы имеем сырую нефть, а на выходе сотни продуктов. Структуру изделия можно скорее представить в виде дерева (рис. 5).
Рис. 6. Модель производства этилбензола
А взгляните на часть блок-схемы технологии выпуска этилбензола (рис. 6). Это уже даже не дерево, а что-то более замысловатое.
Расчет потребности в материалах для таких типов производства с помощью старой, основанной на BOM математической модели заставляет прибегать ко всяким математическим трюкам, типа отрицательных времен производства и отрицательных потреблений.
Или еще пример. Перерабатывающим производствам свойственно большое количество рециклов, когда “выход” с какой-то стадии повторно подается “на вход”. Представьте такую операцию на конвейере для сборки автомобилей, когда недоделанный сборочный узел переносится назад на несколько операций на конвейере, чтобы пропустить его еще раз через те же операции. Для перерабатывающей промышленности это обычное дело. Или вообразите, что для выпуска средних по размеру велосипедов смешивают взрослые и детские. Однако это обычная практика при получении бензина с нужным октановым числом.
Все вышесказанное о перерабатывающих отраслях плюс большой опыт работы с конкретными заказчиками (предшественником Protean была ERP-система PRISM на платформе AS 400) использовалось как исходные условия при проектировании Protean. С учетом специфических для перерабатывающих отраслей моделей производства была разработана оригинальная математическая модель и алгоритм ее решения, что было впоследствии запатентовано (патент США, N 4864507). Protean изначально создавался для платформы Windows. Он поступил на рынок в 1995 г. При его разработке использовались самые последние достижения в области ИТ, такие, как объектно-ориентированное программирование и стандартные технологии Microsoft, например ODBC, OLE DB, ActiveX, OPC и др.
И хотя порой считается хорошим тоном ругать Microsoft, миллиарды долларов, вложенные этой корпорацией в свои технологии, позволяют создавать чрезвычайно мощные и гибкие приложения.
Что означают все эти аббревиатуры на практике?
Это означает, что поскольку система состоит из связанных между собой объектов, то, написав какое-либо дополнение к ней (на Visual Basic или на Visual C++, Delphi), вы не столкнетесь с проблемами при переходе к новой версии, так как имеете дело не с исходным кодом системы, а только со свойствами ее объектов. Для получения нестандартных отчетов не нужно знать имена многочисленных таблиц и связи между ними. Во многих случаях Protean, благодаря применению новейших технологий, является хребтом информационной системы предприятия, связывая между собой другие используемые на предприятии приложения, в которые уже были вложены деньги и от которых нет смысла отказываться, так как они эффективно работают.
В настоящее время насчитывается более 800 установок системы Protean во всем мире, в основном в пищевой, химической и горнодобывающей промышленности. Преимущества Protean оценили такие фирмы, как Mars, PepsiCo (чипсы Lays), JR Simplot, DB Breweries, Heineken, Nabisco, Nestle в пищевой промышленности, Bristol-Myers Squibb, Gillette company - в фармацевтической и в производстве товаров личной гигиены, MВ Totco, Shell - в нефтехимической, и большое количество других компаний в разных отраслях промышленности.
К автору статьи можно обратиться по телефону: (095) 240-1191 или по E-mail: info@plcsystems.ru.
Корпорация Wonderware - производитель SCADA-системы InTouch, базы данных реального времени Industrial SQL Server и ряда других продуктов для промышленной автоматизации. После приобретения в 1999 г. фирмы Marcam Solution, разработчика системы управления основными фондами Avantis и ERP-системы Protean, фирма Wonderware поставляет продукты для решения большинства задач автоматизации предприятия - от обработки информации датчиков до планирования производства, снабжения и сбыта.
