Версия для печати Поиск
Главная 1C:ERP Управление предприятием 2 Новое в версии

Использование инструментов MES-системы на цеховом уровне

График производства обеспечивает согласованное по ресурсам распределение этапов по интервалам планирования. Каждое подразделение-исполнитель обязано выполнить свои этапы в срок, определенный графиком производства. Наряду с исполнением сроков для подразделений важно выполнить этапы с наилучшими значениями технологических и/или экономических показателей. Помочь в решении обеих задач могут инструменты MES-системы, позволяющие составить оптимальное по выбранным критериям пооперационное расписание для рабочих центров.

MES (от англ. Manufacturing Execution System) – производственная исполнительная система, реализующая следующие функции: оперативное планирование и диспетчеризацию производства. Использование инструментов MES-системы позволяет существенно расширить возможности пооперационного планирования, поддержать возможность многокритериальной оптимизации при построении расписания, обеспечить сценарное моделирование при планировании на цеховом уровне, расширить механизмы диспетчеризации и анализа расписания производства. Ориентировано на использование в условиях дискретного производства.

Составление пооперационного расписания возможно для производственных подразделений (список Структура предприятия), у которых для реквизита Управление маршрутными листами выбрано значение Пооперационное планирование (MES), управление операциями. Для получения обратной связи о ходе выполнения составленного расписания необходима регистрация выполнения операций, для подразделения в указанном реквизите можно выбрать одну из двух методик отражения факта исполнения операций:

  • Регистрация отклонений – регистрируются только отклонения в выполнении операций от сроков составленного расписания производства. Операции, для которых отклонения не зафиксированы, считаются исполненными в срок;
  • Регистрация факта – факт начала и окончания выполнения всех операций расписания подлежит обязательному указанию пользователем. Операции, для которых состояние исполнения не зарегистрировано, считаются невыполненными в срок.

Без интеграции информационной системы с автоматизированной системой управления технологическими процессами (АСУТП), без использования датчиков оборудования получить оперативную обратную связь по исполнению операций сложно. Для снижения влияния несвоевременного отражения данных о фактическом исполнении операций на диспетчирование расписания для подразделений задается параметр Нормативное время на регистрацию выполнения операций. Реквизит определяет максимальный срок, в течение которого должна быть отражена информация о начале выполнения операции расписания. Если по истечении данного срока соответствующая информация не введена, то операция считается неактуальной и подлежит перепланированию.

Расширен состав параметров настройки рабочих центров (элементы списка Структура рабочих центров). При составлении расписания с использованием критериев, минимизирующих стоимость исполнения расписания, используются значения следующих реквизитов:

  • Расценка (работа) – нормативная почасовая стоимость времени работы единицы оборудования;
  • Расценка (переналадка) - нормативная почасовая стоимость времени переналадки рабочего центра.

Для указания значений расценок используется безразмерная величина, основным условием является сопоставимость заданных для разных рабочих центров расценок между собой.

Построение пооперационного расписания предполагает в описании этапов обязательное указание маршрутных карт, задающих состав технологических операций.

Управление производственными процессами в подразделениях, использующих пооперационную методику планирования, ведется в рамках рабочего места Производство и ремонты – Выполнение графика – Диспетчирование (MES), позволяющего решить следующие задачи:

  • создание и диспетчирование маршрутных листов;
  • составление расписания производства;
  • выдача (печать) сменно-суточных заданий;
  • контроль сроков выполнения графика производства и расписания производства;
  • оформление выпуска продукции;
  • регистрация выработки сотрудников.

Щелкните для увеличения

Перед составлением расписания требующие выполнения этапы разбиваются на партии производства, каждая из которых представлена отдельным маршрутным листом (размер партии автоматически регулируется настройками выполнения этапов). Маршрутные листы создаются по выбранную дату (включительно) по гиперссылке Сформировать маршрутные листы. На момент создания маршрутным листам присваивается статус Создан, а параметры исполнения маршрутных листов могут быть уточнены ручным редактированием.

Составление и отражение пооперационного расписания выполняется в отдельном окне Пооперационное планирование, которое вызывается по гиперссылке Планировать расписание.

Щелкните для увеличения

Перед расчетом расписания по кнопке Рассчитать указываются параметры расчета:

Щелкните для увеличения

Параметр Момент планирования позволяет установить дату и время, начиная с которых будет выполняться расчет/перерасчет расписания. При составлении расписания он используется совместно с реквизитом Нормативное время на регистрацию выполнения (значение реквизита наследуется из настройки соответствующего параметра производственного подразделения). По совокупности указанных параметров определяется состав операций, для которых требуется выполнить перепланирование.

  • При выборе значения Текущее время новое расписание составляется для следующих операций:
  • Операция 1 - все операции, которые должны были начаться, но не начались до времени, отстающего от текущего (по текущему значению времени информационной системы) на величину нормативного времени на регистрацию выполнения;
  • Операция 2 - операций, время начала которых находится позднее текущего времени запуска перепланирования;
  • Операция 3 - не перепланируются операции, начало исполнения которых находится в интервале прошедшего времени до текущего времени на величину нормативного времени на регистрацию выполнения:

При выборе значения Произвольная дата новое расписание составляется для следующих операций:

  • Операция 1 - все операции, которые должны были начаться, но не начались до времени, отстающего от текущего (по текущему значению времени информационной системы) на величину нормативного времени на регистрацию выполнения;
  • Операция 2 - операции, время начала которых находится позднее указанного произвольного времени для перепланирования расписания;
  • Операция 3 - не перепланируются операции, начало исполнения которых находится в интервале прошедшего времени до текущего времени на величину нормативного времени на регистрацию выполнения;
  • Операция 4 - не перепланируются операции, начало исполнения которых находится в интервале от текущей даты до выбранного времени перепланирования (значение реквизита Произвольная дата):

В поле Горизонт планирования задается временной период, на который будет составляться расписание, начиная от даты, выбранной в реквизите Момент планирования.

Правила составления расписания задаются сочетанием собственно модели планирования, сценария пооперационного планирования и признаком использования резервов доступности оборудования. Объединенные наборы правил описываются элементами списка Производство и ремонты – Настройки и справочники – Выполнение графика производства – Модели пооперационного планирования. Выбранный набор правил планирования указывается в поле Модели планирования.

Модели пооперационного планирования

Непосредственно в вариантах модели пооперационного планирования задаются:

  • Критерии оптимизации, использующиеся при составлении расписания – выбор взвешенного значения между двумя граничными вариантами (целевыми минимумами):
    • Ми нимизация сроков исполнения – ключевыми требованиями являются безусловное соблюдение сроков исполнения расписания, максимальная загрузка высокопроизводительного оборудования, т.е. преобладание технологических факторов производства;
    • Минимизация стоимости исполнения расписания – рассчитывается на основании стоимости времени работы и переналадок при использовании конкретных рабочих центров (единиц оборудования). Вариант отражает преобладающее значение экономических факторов производства.

  • Способ загрузки оборудования – характеризует вариант использования взаимозаменяемых единиц оборудования друг относительно друга (рабочих центров в составе одного вида рабочих центров):
    • Максимизировать загрузку единицы оборудования – в рамках одного вида рабочих центров операции будут размещаться на конкретный рабочий центр до момента полного использования его доступности. В результате применения данного варианта загрузка рабочих центров может оказаться неравномерной, а для части оборудования, возможно, будут зафиксированы регулярные простои. Вариант позволяет минимизировать потребность в трудовых ресурсах, и особо выгоден в условиях, когда требуется их оперативное перераспределение;
    • Загружать оборудование равномерно – при составлении расписания операции распределяются на рабочие центры последовательно. Это позволяет уровнять объем выработки каждой единицы оборудования, но велика вероятность простоев на всех рабочих центрах.

Сценарии пооперационного планирования

Список Производство и ремонты – Настройки и справочники – Выполнение графика производства – Сценарии пооперационного планирования используется для сценарного моделирования составления пооперационного расписания. Каждый элемент списка описывает возможные границы изменения параметров производственных подразделений с последующим учетом данных настроек при планировании расписания. Обеспечивается моделирование следующих ситуаций:

  • изменение состава рабочих центров – возможные варианты (закладка Состав рабочих центров):
    • Увеличение парка оборудования – добавление произвольного количества единиц рабочих центров, аналогичных заданному оборудованию;
    • Уменьшение парка оборудования – исключение из расчета расписания указанных рабочих центров;
  • управление графиками работы – назначение рабочему центру, виду рабочего центра или подразделению заданного графика работы (закладка Графика работы).

Составление расписания

Особенности пооперационного планирования:

  • выполняется расчет времени запуска и окончания каждой технологической операции маршрутного листа;
  • учитывается максимальное количество параметров технологического процесса.

При составлении расписания используются следующие данные:

  • доступность основных и вспомогательных рабочих центров (в т.ч. с учетом ремонтов):
    • основной вид рабочих центров – группа взаимозаменяемого оборудования, заданная для выполнения конкретной технологической операции (поле Вид рабочего центра на закладке Операции в маршрутной карте);
    • вспомогательные рабочие центры указываются в параметрах технологических операций (закладка Вспомогательные рабочие центры – выбор видов рабочих центров или конкретного рабочего центра), их загрузка планируется совместно с основным рабочим центром. В качестве вспомогательных рабочих центров можно описать такие виды ресурсов, как технологическая оснастка и бригады рабочих.
  • варианты и длительность переналадок:
    • вариант наладки задается в параметрах технологических операций (поле Вариант наладки) из списка значений Варианты наладки, доступного из панели навигации формы вида рабочих центров;
    • используется длительность конкретного варианта наладки.
  • параметры межоперационных переходов;
  • резервы доступности видов рабочих центров - использование резервов доступности оборудования задается непосредственно в наборе правил модели планирования (флажок Задействовать резерв);
  • условие непрерывного размещения технологических операций - для технологических операций устанавливается отдельный реквизит Непрерывная, который отражает допустимость прерывания операции интервалами недоступности;
  • коэффициенты времени работы рабочих центров;
  • настройки моделей пооперационного планирования;
  • настройки сценариев пооперационного планирования.

Для решения оптимизационных задач при построении расписания применяются жадные алгоритмы. Жадный подход строит решение посредством последовательности шагов, на каждом из которых получается частичное решение поставленной задачи, пока не будет получено полное решение. При этом на каждом шаге выбор является:

  • допустимым – соответствует условиям и границам задачи планирования;
  • локально оптимальным – отражает наилучший выбор среди всех вариантов, доступных на каждом шаге;
  • окончательным - будучи сделан, он не изменяется последующими шагами алгоритма.

Указанные особенности поясняют название метода: на каждом шаге он предполагает «жадный» выбор наилучшей доступной альтернативы в надежде, что последовательность локально оптимальных выборов приведет к глобально оптимальному решению всей задачи.

Правила построения очереди операций - последовательное использование методик:

  • по дате запуска маршрутных листов (по возрастанию) – наилучшие результаты по данному правилу будут достигнуты в случае планирования операций, имеющих высокую степень пересечения при необходимости небольшого количества или отсутствия переналадок;
  • по убыванию длительности операций («сначала большие затем маленькие») - наилучшие результаты по данному правилу будут достигнуты в случае потребности распланировать большое количество операций разной длительности при небольшом количестве переналадок (или при их отсутствии).
  • Правила построения очереди рабочих центров:
  • выбор по критериям модели планирования – согласно принятому соотношению в диапазоне значений Минимизировать срок выпускаМинимизировать стоимость исполнения расписания с учетом весовых величин по модели планирования;
  • обеспечить минимальное время переналадок - наилучшие результаты по данному правилу будут достигнуты в случае высокой потребности в переналадках при большой загрузке рабочих центров.

Сформированное расписание отражается в рабочем месте Пооперационное планирование. Детальность визуального отражения задается пользователем, доступны следующие варианты: День, Неделя, Месяц.

Щелкните для увеличения

Составленное расписание можно проанализировать с помощью отчета Производство и ремонты – Отчеты по производству и ремонтам – Выполнение графика – Диаграмма пооперационного расписания.

Исполнение расписания сопровождается отметкой начала исполнения и завершения выполнения технологических операций. Для отметки выполнения операций маршрутных листов можно воспользоваться рабочим местом Производство и ремонты – Выполнение графика – Выполнение операций:

Щелкните для увеличения

Отметка исполнения по операции устанавливается непосредственно для позиции списка, без необходимости заходить в режим редактирования маршрутных листов.

Для маршрутных листов, операции которых участвуют в составлении пооперационного расписания, в рамках рабочего места Диспетчирование производства (MES) выводится текущий статус исполнения и выполняется стандартный контроль ожидаемых к исполнению действий:

  •  требование о включении маршрутного листа в расписание;
  •  неоформленное исполнение предыдущих этапов;
  •  необходимость оформить выработку сотрудников;
  •  потребность оформить выпуск продукции или отразить факт выполнения работ.

В состав контролируемых действий по маршрутным листам добавлено поле  По маршрутному листу имеются ошибки/предупреждения. Предусмотрен отбор маршрутных листов по следующим вариантам отклонений от составленного расписания:

  • Нарушен срок графика производства,
  • Нарушен срок запуска маршрутного листа,
  • Нарушен срок выпуска маршрутного листа,
  • Нарушен срок выполнения операций,
  • Нарушен срок окончания выполнения операций.

Регулярный контроль исполнения расписания позволяет сформировать требование на его перепланирование. Перепланирование выполняется на общих основаниях в рамках рабочего места Пооперационное планирование.