Названа концепція породжена практикою бурхливого розвитку і широкого застосування обчислювальної техніки в плануванні й управлінні виробничою діяльністю і бере свій початок від середини 60-х років минулого століття. У ті часи у зв’язку зі зростанням популярності обчислювальної техніки розпочалися широкомасштабні наукові роботи з розроблення автоматизованих систем управління та застосування ЕОМ у плануванні діяльності підприємств, у тому числі для планування постачання матеріальних ресурсів.
Розроблення автоматизованих систем управління поставило на порядок денний дві взаємозв’язані проблеми. З одного боку, це формалізація і стандартизація методів розроблення проектів, а з іншого — стандартизація методів управлінських рішень, які б відповідали визначеним цілям.
Для розв’язання першої проблеми треба було уніфікувати методологію розроблення складних інформаційних систем — від аналізу предметної галузі та вибору відповідного матеріального математичного опису системи до проектування розроблення й супроводу її з урахуванням можливих інструментальних засобів програмної реалізації. Лише цілковита уніфікація методів створення проектів давала підстави говорити про побудову по-справжньому інтегральних систем, у яких формалізація інформаційних взаємодій та оцінювання їхньої ефективності відбуваються на рівні математичного і програмного забезпечення.
Для задоволення потреб системних аналітиків, проектувальників і програмістів швидкими темпами почали створювати програми автоматизації процесу проектування й розроблення прикладного програмного забезпечення складних систем організаційного управління. Такі програмні продукти дістали назву CASE — від перших літер англійських слів — Computer Aided Software/ Sistem Engineering (дослівно — комп’ютерні допоміжні засоби створення програмного забезпечення). Зараз існує широкий вибір CASE-засобів, за допомогою яких створюють корпоративні інформаційні системи.
Сучасні Case-засоби охоплюють чималу царину підтримки багаточисельних технологій проектування інформаційних систем: від простих засобів аналізу і проектування до повномасштабних засобів автоматизації, що супроводжують життєвий цикл програмного забезпечення. Case-засоби забезпечують якість ухвалюваних технічних рішень і підготовку проектної документації на найбільш трудомістких етапах розроблення ІС, якими є аналіз і проектування, дають розробникові змогу візуально уявити інформацію. Завдяки цьому можна будувати
структурні схеми, діаграми тощо в реальному масштабі часу, використовувати багату кольорову палітру, в наочному вигляді вивчати наявну ІС, перебудовувати її залежно від обраної мети і прийнятих обмежень.
До найвідоміших Case-засобів належать: система CORBA, що охоплює програмні пакети OmniORB2, ORBacus і Mico, UML (Universal Modeling Lan-guvage) — універсальна мова моделювання; Rational Rose, яка реалізована у трьох варіантах (Rose Data Modeler, Rose Real Time, Rose Enterprise) і розрахована на проектувальників, системних аналітиків і розробників широкого профілю; Designer/2000 і Developed/2000 — засоби розроблення масштабованих прикладань корпорації Oraсle, які дозволяють створювати моделі складних систем засобами реінжинірінгу прикладних процесів і будувати гнучкі масштабовані прикладні програми ERWin, S-Designer i DataBase Designer, які забезпечують моделювання даних і генерацію схем баз даних.
Розв’язання другої проблеми на той час дістало втілення в розробленні концепції MRP (Materials Reguirements planning)
— планування потреби в матеріалах, головним завданням якої є формалізувати бізнес-процеси на підприємствах.
Провідна ідея цієї концепції — потреба вдосконалення функції планування матеріальних ресурсів, зумовлена переважно тим, що основна маса збоїв і затримок у процесі виробництва пов’язана із затримками й нерегулярними надходженнями матеріалів і комплектувальних виробів, унаслідок чого ефективність виробництва падає. Крім того, відсутність узгодженого плану поставок матеріальних цінностей із технологічним ланцюжком виготовлення продукції та порушення балансу постачання в багатьох випадках призводять, з одного боку, до накопичення надлишків матеріалів на підприємстві, а відтак, до замороження обігових коштів на певний період, а з іншого — унеможливлюють моніторинг стану їх у виробництві й ефективне управління цим процесом. Тому низка зарубіжних недержавних організацій, серед яких провідне місце належить Американській асоціації з контролю виробництва і запасів APICS (American Production and Inventory Control Society), і відомим дослідником Дж. Орліскі та О. Уайту, сформулювали ідеологію планування потреби в матеріалах, котру згодом було зведено в ранг стандарту для розроблення комп’ютерних програм класу MRP.
Зауважимо, що це не юридичний чи державний стандарт, а радше стандартна ідеологія управління, яка на теперішній час прийнята всіма зарубіжними виробниками програмних продуктів і реалізована в усіх системах масштабу підприємства. І дотепер ця ідеологія сприймається як рекомендація APICS на відміну від стандартів ISO серії 9000: 9000-9004, які встановлюють вимоги до створення програм управління якістю у промисловості й у сфері обслуговування.
Реалізація системи, що працює за цією ідеологією, являє собою комп’ютерну програму, яка дає змогу оптимально регулювати поставки матеріальних цінностей у виробничий процес, контролюючи при цьому запаси на складі й саму технологію виробництва. Головним завданням MRP-системи є забезпечення гарантії наявності необхідної кількості матеріалів і комплектувальних виробів у будьякий відрізок часу в рамках планового періоду й надання можливості зменшення постійних запасів, що водночас сприяє розвантаженню складів. MRP-система — це комп’ютерна програма, що працює за алгоритмом, регламентованим MRP методологією. У системі MRP поточний стан матеріалу визначається його статусом, який охоплює такі показники: наявність даного матеріалу на складі,
наявність чи відсутність його резервування для інших цілей, наявність його в поточних замовленнях чи замовлення на нього лише планується, ціна, можливі затримки постачання, реквізити постачальників тощо. Отже, статус матеріалу однозначно описує міру готовності кожного матеріалу бути запущеним у виробничий процес.
Потреба в матеріалі в MRP-системі являє собою визначену його кількість за відповідною одиницею вимірювання, що відображає потребу в деякий момент протягом планового періоду виробництва в замовленні цього матеріалу.
Розрізняють поняття чистої потреби в матеріалі, яка дорівнює кількості, що безпосередньо йде на виробництво, та повної потреби, при визначенні якої враховують наявність страхового й зарезервованого запасів. Страховий запас, як відомо, потрібен для підтримання процесу виробництва в разі виникнення непередбачених затримок у постачанні матеріалу. В ідеалі, якщо механізм постачання вважати бездоганним, MRP-система не орієнтується на обов’язкову наявність страхового запасу, для підтримання якого треба залучати відволікати відповідні кошти. Це одна з важливих особливостей концепції MRP, оскільки MRP-система має бути гнучкою стосовно зовнішніх чинників і вчасно вносити зміни до плану замовлень у разі непередбачених затримок постачань. Але щодо українських умов, коли затримка в процесах постачання є радше правилом, аніж винятком, на практиці доцільно застосовувати планування з урахуванням страхового запасу, обсяги якого встановлюють для кожного конкретного випадку залежно від реальної ситуації з надходженням матеріалів.
Процес планування в MRP-системі передбачає функції автоматичного створення проектів замовлення на закупівлю матеріалів або внутрішнє виробництво необхідних комплектувальних, що значно підвищує ефективність виробництва. Головні переваги використання MRP-системи у виробництві такі:
— гарантована наявність необхідних матеріалів і комплектувальних виробів у виробництві, зменшення тимчасових затримок у їх доставці, а отже, забезпечення ритмічного випуску продукції;
— наскрізне планування й диспетчеризація виробництва за рахунок формування збалансованого за ресурсами плану;
— безперервний контроль витрат і собівартості продукції;
— упорядкування виробництва через контроль статусу кожного матеріалу, що вможливлює моніторинг його конвеєрного шляху, починаючи від формування замовлення на цей матеріал до наявності його в готовому виробі. Завдяки цьому досягається повна необхідна ефективність виробничого обліку. MRP-система забезпечує синхронну роботу виробничого циклу з доставкою матеріалів і створення кінцевого продукту без додаткових затримок. Вона прискорює доставку першочергових матеріалів і затримує передчасність надходження в такий спосіб, щоб усі матеріали й комплектувальні надходили у виробництво одночасно відповідно до технологічного ланцюжка.
Розглянемо детальніше роботу MRP-системи, котра, подібно до будь-якого програмного продукту, містить вхідні дані та результати їх оброблення. Інформаційну модель цієї системи унаочнює рис. 1.1.
Масив опису стану матеріалів (ISF — Inventory Status File) є основним вхідним елементом MRP-системи. У ньому максимально повно відображено інформацію про всі матеріали й комплектувальні вироби, необхідні для виробництва кінцевого продукту. У масиві має бути зазначено статус кожного матеріалу, його
запаси, розташування на складі, ціна можливих затримок постачань, реквізитів постачальників тощо. Інформація щодо усіх названих позицій має закладатися окремо за кожним матеріалом, який використовують у виробничому процесі.
Рис. 1.1. Інформаційна модель MRP-системи
Масив виробничої програми (MPS — Master Production Schedul) містить інформацію про обсяг виробництва й оптимізований графік розподілу часу для виробництва необхідної партії готової продукції на запланований період. Система передбачає створення спершу випробувальної програми виробництва, яка згодом тестується на можливість її виконання за допомогою програми CRP (Capacity Reguirements Planning). Програма CRP визначає, чи достатньо виробничих ресурсів для виконання випробувальної програми виробництва.
У процесі роботи CRP-програми розробляють план розподілу виробничих потужностей для виконання кожного конкретного циклу виробництва впродовж планового періоду, встановлюють технологічний план послідовності виробничих операцій відповідно до випробувальної програми виробництва, визначають міру завантаження кожної виробничої одиниці на термін планування.
Якщо аналіз показує, що виробнича програма забезпечена ресурсами й може бути виконана, вона автоматично набуває статусу основної та стає вхідним елементом MRP-системи.
Така попередня перевірка потрібна, щоб уникнути неузгодженості між показниками забезпеченості програми виробництва необхідними матеріалами і графіком виникнення потреб у матеріалах, який формує MRP-система і в якій не передбачено механізму аналітичних розрахунків щодо забезпечення виробничої програми ресурсами.
Своєю чергою, у разі браку низки матеріалів чи неможливості виконати план замовлень з точки зору СRP-програми MRP-система вказує на необхідність внести в неї корективи.
Масив складових елементів виробу (BMF — Bills of Material File) містить інформацію про матеріали, складальні одиниці, деталі, покупні комплектувальні вироби та їхню кількість, необхідну для виробництва кінцевого продукту. Поряд з описом структури кінцевого продукту масив містить повну інформацію з технології його виготовлення, тобто уточнення того, на яких операціях технопроцесу які елементи і в якій кількості використовують під час складання виробу. Для масиву складових елементів виробу конче важливим є підтримання його в актуальному стані, тобто своєчасне внесення змін до масиву в разі змін у структурі чи технології виробництва.
Масиви-довідники містять інформацію про назви реквізитів (виробів, матеріалів тощо), розшифровування й детальний опис показників.
Маючи необхідні вхідні дані, MRP-система виконує відповідні логічні кроки роботи, які подано на рис. 1.1 у вигляді п’яти взаємозв’язаних програмних модулів.
Перший модуль аналізує прийняту програму виробництва і формує оптимальний графік виробництва на плановий період для кожного складового елементу виробу.
У другому модулі аналізуються і включаються в план окремим пунктом матеріали, не включені до виробничої програми, але наявні в поточних замовленнях.
Третій модуль на підставі затвердженої програми виробництва і замовлень на матеріали та комплектувальні, що не входять до неї, окремо для кожного матеріалу визначає чисту його потребу відповідно до переліку складових елементів кінцевого продукту.
Чисту потребу h j H обчислюють за формулою: ??? ?= vco jvco h cv h j MXH, де h cv X
— план виробництва v-x виробів (складальних одиниць) на h-й період для с-го цеху; M jvco — норма витрат j-го матеріалу на v-й виріб у с-му цеху на о-й технологічній операції.
У четвертому модулі на основі чистої потреби та з урахуванням поточного статусу матеріалу для кожного періоду й кожного матеріалу обчислюється повна його потреба (P j h ) за формулою: P j h = H j h + S j h + Z j h , де H j h — чиста потреба j-го матеріалу на h-й період; S j h — страховий запас у h-му періоді; Z j h — зарезервований запас для h-го періоду.
При цьому повна потреба в матеріалах порівнюється з рівнем його запасу на складі; якщо рівень запасу знизився до відповідної межі (так званої точки замовлення матеріалу), автоматично створюється проект замовлення на поставку матеріалу.
Сутність методу автоматичного формулювання замовлення на поставку матеріалів відображено на рис. 1.2.
Рівень запасу до точки замовленн
Рис. 1.2. Схема формування потреби в матеріалах за точкою замовлення
Точкою замовлення називають мінімальний рівень запасу матеріалу, який складається зі страхового й зарезервованого запасів та очікуваної середньої потреби в матеріалі в період відтворення запасу матеріалу. Відповідно до цього при визначенні точки замовлення необхідно враховувати страховий і зарезервований запаси, а також середньоденну потребу в матеріалі та кількість робочих днів на відтворення запасу матеріалу.
Отже, мінімальний рівень запасу, страховий і зарезервований запаси є основними параметрами управління під час планування потреби в матеріалах за точкою замовлення. Переваги такого методу полягають у тому, що мінімальний рівень запасу враховує стан витрат і поставок матеріалів, а відтак, запаси на зберігання матеріалів наближаються до оптимальних.
Поточний контроль складського запасу здійснюється під час кожного відпуску матеріалу перевіркою того, чи не знизився рівень запасу матеріалу нижче мінімального рівня. Якщо це має місце, створюється проект замовлення на поставку.
П’ятий модуль аналізує всі замовлення на матеріали й обирає ті з них, які створені раніше поточного періоду планування, і за потреби вносить зміни, абу запобігти передчасним постачанням матеріалу.
Модуль формує певні зміни до наявних замовлень і в разі необхідності створює нові для забезпечення оптимальної динаміки перебігу виробничого процесу. Ці зміни автоматично модифікують масив «Опис стану матеріалу», що, своєю чергою, веде до зміни статусу матеріалу й відображення реальної картини забезпечення виробничої програми ресурсами.
Вихідні повідомлення MRP-системи такі:
1. План замовлень матеріалів (POS
— Planned Order Schedule) містить кількісні показники на замовлення у відповідний період упродовж терміну планування. Він є документом, що регламентує подальшу роботу відділу маркетингу з постачальниками, а також визначає забезпечення виробничої програми для внутрішнього виробництва комплектувальних, якщо таке має місце.
2. Зміни до плану замовлень (CPO — Changes in planned orders) містять уточнені (модифіковані) показники до раніше спланованих замовлень. Окремі замовлення можуть бути затримані або перенесені на інший період.
Крім того, формуються деякі додаткові звіти, мета яких — звернути увагу менеджерів на ті проміжки часу, коли потрібен додатковий контроль за поточними замовленнями, а також щоб учасно сповістити про можливі системні помилки, що виникають у роботі програми. Такими є виконавчий звіт, звіт про забезпеченість (вузькі місця), звіт про прогнози.
3. Виконавчий звіт (PR — Performance Report) є основним індикатором конкретної роботи MRP-системи, який сповіщає користувача про критичні ситуації у процесі планування, наприклад про повну витрату страхового запасу з окремих матеріалів, а також про всі системні помилки в процесі роботи MRP-системи.
4. Звіт про забезпеченість (вузькі місця) (ER — Exception Report) призначений для завчасного поінформування користувача про передбачені запізнення в замовленні матеріалів, надлишки матеріалів на складі тощо.
5. Звіт про прогнози (PR — Planning Report) містить інформацію про можливу майбутню зміну обсягів і характеристик продукції, що випускається; на його підставі можна робити довгострокові планові потреби в матеріалах.
Як видно із зазначеного вище, MRP-система являє собою алгоритм оптимального управління замовленнями на готову продукцію, її виробництвом і запасами матеріальних ресурсів, дозволяє оптимально завантажувати виробничі потужності та при цьому купувати стільки матеріалів, скільки необхідно для виконання поточного плану, і саме стільки, скільки можна опрацювати за відповідний цикл виробництва. Власне методологія MRP є практичною реалізацією двох принципів — Justintime (вчасно замовити) і KanBan (вчасно зробити). Звісно ідеальна реалізація методології MRP у реальному житті майже неможлива, наприклад, через імовірність зриву термінів постачань з різних причин і внаслідок цього зриву виробництва продукції. Тому в життєвих ситуаціях використання MRP-системи на кожен випадок, передбачений заздалегідь, визначається страховим запасом матеріалів і комплектуювальних (safety stock), обсяг якого встановлює компетентне керівництво компанії.
На початку впровадження концепції MRP здавалося, що всі основні проблеми виробництва й забезпечення матеріалами розв’язано, тому почали активно створювати і продавати комп’ютерні програми, що реалізують нескладні принципи цієї ідеології. Але із плином часу мірою подальшого аналізу ситуації у світовому бізнесі з’ясувалося, що дедалі більша частка в собівартості продукції припадає на витрати, безпосередньо не пов’язані з процесом і обсягом виробництва. Через зростання з року в рік конкуренції, відчутно збільшуються витрати на рекламу й маркетинг, зменшується життєвий цикл виробів, кінцеві споживачі продукції стають дедалі вимогливішими до показників «якість — вартість». Усе це потребує перегляду поглядів на планування бізнесової діяльності. Відтепер доводиться робити те, що продається, а не навпаки — виробляти що завгодно і потім намагатися продати. Отже, маркетинг і планування продажу мають бути безпосередньо пов’язані із плануванням виробництва.
З метою вдосконалення системи планування за методологією MRP наприкінці 1970-х років відомі американські вчені О. Уайт і Д. Плосл запропонували ідею відтворення замкнутого циклу (closed loop) у MRP-системах уведенням для розгляду ширшого спектра чинників і функцій під час проведення планування. До базових функцій планування виробничих потужностей і планування потреб у матеріальних ресурсах було запропоновано додати низку додаткових, зокрема контроль відповідності кількості зробленої продукції кількості використаних у процесі збирання матеріалів і комплектувальних, виявлення відхилень між нормативними та фактичними даними; складання регулярних звітів про затримки замовлень, про обсяги й динаміку продажу продукції, про постачальників тощо.
Головна особливість модифікації системи на основі замкнутого циклу полягала в тому, що створені в процесі її роботи звіти аналізуються і враховуються на подальших етапах планування, змінюючи за потреби програму виробництва, а отже, план замовлень, і в такий спосіб уможливлюють зворотний зв’язок у системі, що забезпечує гнучкість планування стосовно зовнішніх чинників, таких як рівень попиту, стан справ у постачальників тощо.
Подальше вдосконалення системи MRP із замкнутим циклом зумовило її модифікацію, що згодом дістала назву MRPII (Manufacturin Resouce Planning)
— планування ресурсів виробництва, в якій римську цифру «II» вжито для ідентифікації нової системи, що має ідентичну абревіатуру із попередньою системою. Вона охоплює планування всіх ресурсів виробничого підприємства, зокрема фінансових, кадрових, основних фондів тощо.
