МОДЕЛЬ ФОРМУВАННЯ ПЛАНУ MPS В ПРОЦЕДУРІ ПЛАНУВАННЯ СТАНДАРТУ MRP II
17.01.2024 17:22
[1. Information systems and technologies]
Author: Новінський Валерій Петрович, кандидат технічних наук, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ; Попенко Володимір Дмитрович, Національний технічний університет України «Київський політехнічний інститут імені Ігоря Сікорського», м. Київ
З всіх теорій, які є потенційним базисом для створення інформаційних автоматизованих систем управління в виробничий сфері, виділяється американський стандарт MRP II (Manufacturing Resource Planning – Планування ресурсів виробництва). По- перше, це найбільш комплексна теорія, вона не залежна від типу виробництва (дискретне-неперервне, одиничне-серійне-масове, виробництво на склад або на замовлення тощо). По-друге, вона описує процеси системи управління, які охоплюють всі фази управління: планування, організацію діяльності, облік та нормування. Для цих процесів представлено сукупність процедур та методів, які повинні бути реалізовані.
Основна концепція роботи системи класу MRP II представлена на рис.1 [1]. Це ланцюжок етапів з планування, організації виробничої діяльності та обліку зі зворотними зв’язками.
BUSINESS PLANNING та SALES AND OPERATIONS PLANNING -S&OP (Бізнес Планування та Планування Продажу та Операцій) – це етапи розрахунків Плану Продаж та Операцій (ППО). ППО пов’язує стратегічне управління діяльністю з оперативним управлінням та є обмеженням, яке задає додаткову потребу для виробництва.
MASTER PRODUCTION SCHEDULING - MPS (Головний календарний план виробництва - ГКП) - є основним виробничім планом. Об’єктами плану є обов’язково продукти та напівпродукти, які виробляються.
MATERIAL REQUREMENTS PLANNING - MRP (Планування потреб в матеріалах - ППМ). На цьому етапі календарні показники MPS розкладаються у відповідності зі специфікаціями продуктів в ієрархічні структури напівпродуктів та матеріалів. Розраховані кількісні брутто-потреби напівпродуктів доповнюють позиції продуктів у MPS. Розраховані кількісні потреби в покупних матеріалах формують План закупівлі матеріалів – ПЗМ.
CAPACITY REQUREMENTS PLANNING – CRP (Планування завантаження потужностей - ПЗП). На цьому етапі календарні показники MPS для продуктів та напівпродуктів розкладаються у відповідності з виробничими маршрутами в ланцюжки та структури виконання технологічних операцій. Виконання кожної операції призначається на конкретний робочий центр з прив’язкою до часу.
REALISTIC? – це оцінка (перевірка) реалістичності виконання ПЗМ та ПЗП.
EXECUTING CAPACITY PLANS / EXECUTING MATERIAL PLANS (Виконання планів завантаження потужностей та закупівель матеріалів). Це етапи організації виконання ПЗП в цехах основного виробництва та ПЗМ у підрозділах, які займаються закупівлями.
Рис.1 Концепція MRP II
На рис.1 представлені численні зворотні зв’язки з «нижчих» планових рівнів на «вищі» рівні. Вони реалізують класичні традиційні принципи побудови самої системи як системи управління.
В інформаційній системі процес, представлений на рис.1, підтримується функціональністю, яка реалізує «прямі розрахунки» з використанням вхідної інформації з бази даних, наприклад, інформації про запаси, відкриті замовлення, нормативи тощо. Стандарт не був орієнтований на використання математичних методів, оптимізаційних процедур та інших аналогічних засобів. Стандарт був орієнтований на створення умов для ритмічного динамічного протікання виробничого процесу з підтримкою єдиної дисципліни та взаємодії між менеджерами з продажу, виробництва та закупівель.
Але була ще причина відмови від застосування засобів математики в цій сфері. Стандарт з’явився у 1989 році у вигляді [1]. В той час обчислювальна техніка була організаційно та територіально відокремлена від центрів виробництва. Вона була представлена «великими» комп’ютерами – мейнфреймами з обмеженою швидкодією та обмеженими ресурсами.
Тому задача сьогодення – спробувати розвинути можливості стандарту з використанням засобів теорії дослідження операцій.
При формуванні MPS існують певні обмеження.
1. Треба задовольнити потреби керівництва зі створення запасів для згладжування різних бізнес факторів та ситуацій, що задається Планом продажів та операцій.
2. Треба задовольнити потреби комерційних підрозділів з продажу продуктів на ринку, що задається Детальним планом продажів.
3. Треба виробляти за потребою пп. 1 та 2 та не виробляти зайвого.
Можливо виробляти не більше ніж дозволяють виробничі потужності.
4. Можливо виробляти не більше ніж дозволяє наявність матеріалів в запасах та потенційних закупівлях.
5. Треба максимально завантажувати виробничі потужності.
Змістовний опис задачі формування MPS як задачі лінійного програмування
Приймемо, що змінними задачі лінійного програмування є значення планової кількості поповнення запасу конкретного продукту в конкретному інтервалі зони планування, що має зміст виробляти задану кількість не пізніше означеного інтервалу.
Першим видом обмежень задачі є тривіальне обмеження – позиції плану (змінні задачі) не повинні бути негативними.
Другим видом обмежень є обмеження задачі, яке визначає формування такого плану виробництва, який усуне дефіцит в календарних прогнозних запасах продуктів.
Третім видом обмежень задачі є обмеження об’ємів виробництва – виробляти не більше ніж це потрібно - тобто сумарне виробництво для кожного продукту повинно дорівнювати підсумковому дефіциту.
Четвертий вид обмежень задачі є обмеженням, яке узгоджує об’єми виробництва з виробничими потужностями. Це можна зробити, якщо порівняти потрібну планову виробничу потужність і відповідний потрібний час обладнання з фондом часу виробничих робочих центрів.
П’ятий вид обмежень задачі є обмеженням, яке узгоджує об’єми виробництва з можливістю забезпечення виробництва покупними матеріалами. Це можна зробити, якщо порівняти планову потребу витрат матеріалів у виробництві з плановим рівнем запасу матеріалів з урахуванням часу на закупівлю.
В якості цільової функції задачі можна взяти максимум завантаження всіх робочих центрів. Втім, критерій не грає принципової ролі, тому що призначення задачі – знайти припустимий план у вузькому коридорі, заданому планом продажу та операцій, реальними замовленнями і виробничими обмеженнями.
Література
1. Landvater D.V., Gray C.D. MRP II Standard System: A Handbook for Manufacturing Software Survival. – John Wiley & Sons Inc., 1989.