Информационная структура предприятия

Внедрение MES на предприятии не только обеспечивает составление детальных производственных расписаний, но также положительно влияет на управление качеством и уровень обслуживания технологического оборудования. На рынке существуют решения как для систем с дискретным характером выпуска продукции, так и для производств с непрерывным характером. Наиболее сложными с точки зрения точности планирования и выполнимости планов следует считать системы первого вида, особенно с «позаказным» типом производства [18].

Наряду с системами ERP, APS и MES в контур управления производственными процессами входят автоматизированные системы управления технологическими процессами (АСУТП, HMI/SCADA), которые отвечают за функции контроля и выполнения технологических процессов. От эффективности SCADA-систем напрямую зависит эффективность производства.

Функции автоматизированных систем управления выполняются информационными системами на нескольких уровнях управления (рис. 1.4) [18]. При этом каждый уровень выполняет свою основную управленческую функцию:

• верхний уровень управления предприятием (административно-хозяйственный) решает стратегические задачи, а соответствующая ERP– система обеспечивает управление ресурсами в масштабе предприятия в целом, включая часть функций поддержки производства (долгосрочное планирование и стратегическое управление в масштабе: годовое, квартальное, месячное);

• средний уровень управления (производственный) решает задачи оперативного управления процессом производства, а соответствующая автоматизированная система обеспечивает эффективное использование ресурсов (сырья, энергоносителей, производственных средств, персонала), а также оптимальное исполнение плановых заданий (сменное, суточное, декадное, месячное) на уровне участка, цеха, предприятия;

• низшие уровни технологического управления решают классические задачи управления технологическими процессами.

Каждый уровень управления характеризуется своей интенсивностью циркулирующей информации, масштабом времени и набором функций [18]. Контур управления уровня технологических процессов является самым интенсивным по объему информации и самым жестким по времени реакции, которое может составлять секунды и даже миллисекунды. В верхнем уровне слоя АСУТП – в SCADA– системах – происходит накопление и обработка большого числа технологических параметров и создается информационная база исходных данных для MES– уровня.

Контур управления уровня MES (оперативно-производственный) опирается на отфильтрованную и обработанную информацию, поступающую как от АСУТП, так и от других служб производства. Интенсивность информационных потоков здесь существенно ниже и связана с задачами оптимизации заданных производственных показателей. Типовое время циклов управления – минуты, часы, смены, сутки. Оперативное управление производством в этом контуре управления осуществляется специалистами, которые более детально, чем высший менеджмент, владеют производственной ситуацией.

Рис. 1.4. Уровни управления

В этом случае контур управления уровня ERP (стратегический) освобождается от решения оперативных задач производства и обеспечивает поддержку бизнес-процессов предприятия в целом. Поток информации от производственного блока становится минимальным и включает в себя агрегированную управляющую и отчетную информацию по стандартам ERP с типовым временем контроля (декада, месяц, квартал), а также аварийные сигналы, требующие немедленного вмешательства высшего менеджмента предприятия.

Однако прежде чем запустить производство в «автоматическом» режиме работы, необходимо синтезировать управляющие программы для технологического оборудования, которые в свою очередь должны быть получены как результат конструкторского проектирования. Для оперативного внесения конструкторско-технологических изменений с целью корректировки производственных планов при смене стратегий производства или позиционирования продукции в состав контура управления производственным предприятием (уровня MES) должно быть включено взаимодействие с информационной системой поддержки процесса проектирования – интегрированной САПР (CAE/CAD/CAM– системой). Таким образом, на оперативно-производственный уровень управления должна поступать информация с конструкторского и технологического этапов проектирования, содержащаяся в CAE/CAD/CAM– системах.

Из изложенного очевидно, что информационными системами, определяющими информационную структуру предприятия как взаимодействие трех основных уровней управления, являются ERP– , MES– и SCADA– системы.

Приведем основные функции MES– систем [20, 21]:

1. RAS (Resource Allocation and Status) – контроль состояния и распределение ресурсов. Управление ресурсами: технологическим оборудованием, материалами, персоналом, обучением персонала, а также другими объектами, такими как документы, которые должны быть в наличии для начала производственной деятельности. Обеспечивает детальную историю ресурсов и гарантирует, что оборудование соответствующим образом подготовлено для работы. Контролирует состояние ресурсов в реальном времени. Управление ресурсами включает резервирование и диспетчеризацию для достижения целей оперативного планирования.

2. ODS (Operations/Detail Scheduling) – оперативное/детальное планирование. Обеспечивает упорядочивание производственных заданий, основанное на очередности, атрибутах, характеристиках и рецептах, связанных со спецификой изделий, таких как форма, цвет, последовательность операций и др., и технологии производства. Цель – составить производственное расписание с минимальными перенастройками оборудования и параллельной работой производственных мощностей для уменьшения времени получения готового продукта и времени простоя.

3. DPU (Dispatching Production Units) – диспетчеризация производства. Управляет потоком единиц продукции в виде заданий, заказов, серий, партий и заказ-нарядов. Диспетчерская информация представляется в той последовательности, в которой работа должна быть выполнена, и изменяется в реальном времени по мере возникновения событий на цеховом уровне. Это дает возможность изменения заданного календарного плана на уровне производственных цехов. Включает функции устранения брака и переработки отходов наряду с возможностью контроля трудозатрат в каждой точке процесса с буферизацией данных.

4. DOC (Document Control) – управление документами. Контролирует содержание и прохождение документов, которые должны сопровождать выпускаемое изделие, включая инструкции и нормативы работ, способы выполнения, чертежи, процедуры стандартных операций, программы обработки деталей, записи партий продукции, сообщения о технических изменениях, передачу информации от смены к смене, а также обеспечивает возможность вести плановую и отчетную цеховую документацию. Кроме того, функция включает управление инструкциями по безопасности, регламентирующими документами (стандартами), контроль защиты окружающей среды и хранит историю прохождения и изменения документов.