Зачёт. Зачет. 1. Интегрированные системы
 Скачать 70.77 Kb.
|
|
1. Интегрированные системы Собирая данные о производстве, можно превратить издержки при производстве в прибыль. Интеграция будет приобретать все большее значение как одно из средств объединения управляющих приложений с цеховыми системами. Она предоставляет верхнему звену управления предприятием возможности по обработке данных в таких задачах, как моделирование и проигрывание производственных процессов, а также выступая в роли средства планирования, контроля и оптимизации внутрицеховых операций. Объединение офисных функций с внутрицеховыми операциями далеко не тривиальная задача, учитывая разнородность используемых систем на нижнем уровне. Различие в типах данных и скорости их передачи у различных систем предприятия требует постоянного накопления, обработки и анализа этой информации. Приводит к необходимости создания между офисными приложениями и системами управления технологическими процессами промежуточных накопителей и преобразователей информации. Предположим, что непрерывные и дискретные процессы завода охвачены раздельными сетями передачи информации, которые управляются не связанными друг с другом контроллерами. В этой широко распространенной ситуации различные подразделения страдают от последующей несогласованности действий. Горизонтальная интеграция позволяет устранять подобные изолированные действия путем объединения всего производственного цикла в единую согласованно действующую систему. Все устройства автоматики имеют между собой информационную связь и могут регулироваться и настраиваться без особых усилий. Однако это совсем не означает, что в каждый момент времени вся производственная система функционирует с максимальной эффективностью. Это задача вертикальной интеграции. Вертикальная интеграция базируется на организации потоков информации от нижнего уровня (датчиков и контроллеров технологического оборудования) во внутренние и внешние компьютерные сети предприятия и через них в административные системы управления. Данная задача решается путем объединения промышленных и административных сетей. Основная цель вертикальной интеграции устранение препятствий на пути информационных потоков между уровнями АСУП и АСУТП с целью оперативного обмена данными. Преимущества горизонтальной и вертикальной интеграции очевидны: • Повышение производительности. Благодаря объединению производственного оборудования и возможности получать любую интересующую информацию в любой момент времени, специалисты быстрее могут устранять места, препятствующие эффективному производству. • Снижение себестоимости. За счет постоянного контроля технологических и производственных параметров могут быть обнаружены и устранены источники непроизводственных потерь энергетических и трудовых ресурсов, простои оборудования, перерасход сырья, завышение нормативов трудозатрат • Повышение качества продукции. Обеспечение текущего контроля качества на всем цикле производства продукции позволит избежать таких ситуаций, когда брак выявляется только на завершающей стадии производства или еще хуже на складе готовой продукции. И чем раньше лица, принимающие решения, будут знать о нарушении качественных показателей, тем меньше будут возможные издержки от потери качества. • Оперативный переход на новый вид продукции Ключевым моментом здесь становится время перенастройки оборудования на другие технологические циклы и режимы. Здесь поможет электронный доступ к базам данных, где хранятся технологические карты и рецепты для каждого вида выпускаемой продукции, а также алгоритмы их адаптации на конкретный тип имеющегося технологического оборудования. • Предупреждение аварийных ситуаций. Эту задачу можно решить с помощью создания средств диагностики и мониторинга основного технологического оборудования как наиболее подверженного аварийным ситуациям. Экономический эффект от прогнозирования и предупреждения или даже снижения последствий серьезных поломок оборудования и аварий невозможно оценить в деньгах, т.к убытки можно подсчитать только после того, как эта авария произойдет. Важная составляющая эффекта, достигаемого внедрением диагностических систем, это экономия средств на ремонт и эксплуатацию технологического парка за счет перехода от системы планово-предупредительного ремонта оборудования к обслуживанию по его фактическому состоянию. 2. ERP (англ. Enterprise Resource Planning, планирование ресурсов предприятия) — организационная стратегия интеграции производства и операций, управления трудовыми ресурсами, финансового менеджмента и управления активами, ориентированная на непрерывную балансировку и оптимизацию ресурсов предприятия посредством специализированного интегрированного пакета прикладного программного обеспечения, обеспечивающего общую модель данных и процессов для всех сфер деятельности. ERP-система — конкретный программный пакет, реализующий стратегию ERP. Функции ERP систем. ведение конструкторских и технологических спецификаций, определяющих состав производимых изделий, а также материальные ресурсы и операции, необходимые для его изготовления; формирование планов продаж и производства; планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и объемов поставок для выполнения плана производства продукции; управление запасами и закупками: ведение договоров, реализация централизованных закупок, обеспечение учета и оптимизации складских и цеховых запасов; планирование производственных мощностей от укрупненного планирования до использования отдельных станков и оборудования; оперативное управление финансами, включая составление финансового плана и осуществление контроля его исполнения, финансовый и управленческий учет; управления проектами, включая планирование этапов и ресурсов, необходимых для их реализации. Существуют различные подходы к классификации ERP-систем в зависимости от того, какие характеристики и принципы берутся за основу. ERP-системы можно разделить на группы по назначению, стране происхождения, функциональности и т.д. Приведем здесь наиболее распространенные классификации: По назначению ERP-системы можно разделить на отраслевые и системы общего назначения; По типу организации – на публичные , приватные и гибридные , а также на десктопные и браузерные ; облачные и внутренние ; По архитектуре системы можно разделить на системы с единой архитектурой и модульные системы. Самые популярные сейчас системы – модульные. Такие системы позволяют внедрять продукт постепенно, помудольно, выбирать и комбинировать модули, отвечающие потребностям конкретного предприятия, что позволяет кастомизировать решение под бизнес заказчика и сокращает сроки внедрения; По лицензии системы могут быть проприетарными и с открытым исходным кодом (Open Source ERP). Системы с открытым кодом мало распространены на рынке и используются в большинстве случаев компаниями со своим штатом специалистов, способных самостоятельно дорабатывать продукт. Примеры: 1С:ERP, Microsoft Dynamics 365 3. Крупные ERP системы Определим тяжелую ERP-систему как систему, использующую произвольное число серверов баз данных и обеспечивающую работу произвольного числа серверов приложений с каждым сервером баз данных. Наиболее распространенный пример тяжелой системы - mySAP Business Suite. Два варианта технологической архитектуры тяжелой ERP-системы в составе четырех серверов приложений и четырех серверов баз данных. Для работы с несколькими независимыми серверами баз данных тяжелая система должна иметь внутри себя описание структуры баз, расположенных на каждом сервере, чтобы строить запросы к ним, исходя из необходимости обработки конкретных данных. Иными словами, тяжелая система по определению включает в себя как один из компонентов систему управления распределенной базой данных, для работы которой используются серверы СУБД. Как и в случае средних систем, рассматриваемые варианты технологической архитектуры различаются способом организации библиотеки приложений. В варианте на рис. 6 для библиотеки выделяются отдельные серверы, каждый из которых может использоваться несколькими серверами приложений, что обеспечивает сокращение затрат на сопровождение системы из большого числа серверов приложений, объединенных в компактные группы. В варианте на рис. 7 каждый сервер приложений работает с собственной библиотекой приложений, обеспечивается независимость серверов приложений и высокая масштабируемость системы. Этот вариант реализован в mySAP Business Suite. Наличие внутренней встроенной СУБД значительно усложняет ERP-систему, однако обеспечивает ее масштабирование до десятков тысяч одновременно работающих пользователей. Для больших корпораций, состоящих из десятков, а иногда и сотен территориально удаленных предприятий, использование тяжелой системы иногда оказывается единственной возможностью обеспечить эффективное управление. Однако преимущества, получаемые при использовании тяжелой системы, имеют оборотную сторону в виде высоких затрат на ее приобретение, внедрение и сопровождение, а также на оплату трафика, образующегося при работе с территориально удаленными серверами. Один из способов снижения затрат на трафик - моделирование средствами тяжелой системы технологической архитектуры комплекса средних систем за счет пообъектного размещения серверов (рис. 8). В этом случае все данные локального подразделения (предприятия, группы предприятий) размещаются на сервере баз данных, находящемся на территории или в непосредственной близости от этого объекта. Там же располагаются все серверы СУБД и серверы приложений, обслуживающие пользователей этого объекта. В итоге трафик между территориально удаленными объектами образуется только при обработке запросов, поступающих из холдинга, или при взаимодействии между объектами. В представленном на рис. 8 варианте технологической архитектуры каждый сервер работает с собственной библиотекой приложений, а в целом вся система распределена по трем региональным сетям. Естественно, что платой за сокращение трафика станет в этом случае децентрализация вычислительных мощностей и увеличение затрат на обслуживание технических средств. Поэтому выбор оптимального варианта требует предварительных расчетов. Еще один способ снижения затрат на эксплуатацию тяжелой системы - организация комплекса из тяжелой системы и нескольких средних. Тяжелая система охватывает те объекты, данные о которых должны быть доступны в режиме online; объекты, взаимодействие с которыми не поддается полной предварительной регламентации; и объекты с большим числом рабочих мест, превышающим возможности средней системы. На остальных объектах устанавливаются средние системы. Комплекс на основе тяжелой системы, как и в случае средней системы, может иметь более двух уровней иерархии, а на нижних ее уровнях можно использовать легкие ERP-системы. 4. Средние ERP системыОпределим легкую ERP-систему как систему, способную использовать только один сервер баз данных и только один сервер приложений. Технологическая архитектура такой системы представлена на рис. 1. Все запросы пользователей, поступающие с рабочих станций, обрабатываются сервером приложений, который взаимодействует с сервером баз данных. Из ERP-систем этого класса на российском рынке наиболее известны "Управление производственным предприятием" на платформе "1С:Предприятие 8.0" и Microsoft Business Solutions-Navision с использованием Microsoft SQL Server Option. ERP-система такой архитектуры в реальных условиях эксплуатации способна поддерживать одновременную работу до 100 пользователей. По мере приближения к этому пределу увеличение числа процессоров в серверах и их мощности не обеспечивает соответствующего прироста числа пользователей. Возникает эффект насыщения: каждое последующее увеличение числа пользователей требует намного большего прироста ресурсов. Определим среднюю ERP-систему как систему, использующую только один сервер баз данных и произвольное число серверов приложений. Известный пример такой системы - Microsoft Business Solutions-Axapta. Два варианта технологической архитектуры систем управления, построенных на основе средней ERP-системы с использованием трех серверов приложений, представлены на рис. 3 и 4. Вариант архитектуры средней системы, представленный на рис. 3, как раз и реализован в Microsoft Axapta. В обоих вариантах с одним сервером базы данных работают несколько серверов приложений, а различие между ними состоит в организации библиотеки приложений, содержащей актуальные версии всех приложений ERP-системы. В системе с централизованной библиотекой приложений эта библиотека выделена из состава серверов приложений, и все серверы используют единую библиотеку. Во втором случае каждый сервер приложений использует собственную библиотеку приложений. Такая архитектура предполагает наличие в системе развитых средств обмена настройками и программными объектами между библиотеками приложений. Первый вариант архитектуры требует меньших затрат при эксплуатации, однако второй обеспечивает большую масштабируемость системы. На начальном этапе работы можно использовать только один сервер приложений, а затем постепенно наращивать их число. В случае одного сервера приложений максимальное количество одновременно работающих пользователей будет примерно тем же, что и для легкой системы. При подключении новых пользователей число серверов приложений можно увеличивать. В максимальных конфигурациях технических средств, содержащих несколько десятков серверов приложений, число пользователей может достигать нескольких тысяч. Возможность одновременного подключения нескольких серверов приложений существенно усложняет технологическую платформу средней ERP-системы. Одна из основных проблем состоит в том, что серверы приложений кэшируют объекты базы данных. В случае изменения каких-то данных в кэше одного из серверов необходимо сразу исключить измененные объекты из кэш-памяти других серверов. Усложнение технологической платформы средних систем по сравнению с легкими сопровождается и более развитой функциональностью. Это обусловлено тем, что бизнес-процессы средней корпорации более сложны и соответственно требуют развитой бизнес-логики системы и поддержки большего числа одновременно работающих пользователей. Иными словами, в целом при переходе к следующему классу сохраняется некоторая пропорциональность между платформой и функциональными компонентами ERP-системы. 5. Архитектура ERP систем ERP-системы обычно имеют трехзвенную клиент-серверную архитектуру. Три уровня такой системы - это база данных, сервер приложений и пользовательский интерфейс. Хранение данных осуществляется в базе данных (уровень БД), их обработка — на сервере приложений (уровень приложений- на нем происходит обработка данных, и именно сервер приложений обеспечивает авторизацию пользователей, то есть запрещает или разрешает доступ к различным информационным объектам ERP-системы) и, наконец, непосредственное взаимодействие с пользователем происходит через программу «Клиент» с графическим интерфейсом (уровень представления). В роли такой клиентской программы часто используется веб-браузер. Модульный принцип организации позволяет внедрять ERP-системы поэтапно, переводя в эксплуатацию один или несколько функциональных модулей на каждом этапе, а также выбирать только те из них, которые актуальны для организации. Разбивка по модулям и их группировка различная, но у большинства основных поставщиков выделяются группы модулей: финансы, персонал, операции. ERP системы обычно включают в себя следующие модули: Производство: Данный модуль позволяет осуществлять календарное планирование производства, управление качеством, управление подготовкой и обеспечение производственных процессов, управление последовательностью операций, управление производственными процессами, производственными проектами, управление спецификой материалов, управление затратами, производственным потоком, мощностями. Управление поставками: Данный модуль позволяет вести учёт наличия товаров, осуществлять управление закупками, планирование цепочек поставок, выбор конфигураций изделий, обработка претензий, расчет комиссионных, технический контроль. Финансы: Этот модуль ERP системы включает в себя главную книгу, систему управления наличными средствами, учёт основных средств, система расчетов с дебиторами и кредиторами. Проекты: В данном модуле осуществляется калькуляция затрат, временные и материальные затраты, выставление счетов, организация работ. Трудовые ресурсы: В первую очередь модуль управление трудовыми ресурсами подразумевает, собственно, управление трудовыми ресурсами, обучение, учёт отработанных часов, поощрения, начисление заработной платы. Управление связями с клиентами (CRM): Маркетинг и сбыт, гарантийное обслуживание, комиссии, поддержка контактов с заказчиками и справочная информация. 6. Этапы внедрения ERP систем Процесс внедрения ERP-систем условно делится на 7 этапов: организационные работы, обследование предприятия, выбор методологии автоматизации, проектирование системы, развёртывание ПО на рабочих местах сотрудников, запуск системы в промышленную эксплуатацию, сопровождение. Предлагаем рассмотреть порядок внедрения ERP более подробно. I Организационный этап Работа над проектом внедрения ERP на предприятии начинается с определения цели и задач. Это не должна быть автоматизация ради автоматизации — заказчик должен чётко знать, каких бизнес-эффектов он в итоге желает достичь. На подготовительном этапе также необходимо сформировать рабочую группу на стороне клиента. В неё должны войти: Руководитель (желательно из числа топ-менеджеров компании). Этот человек должен хорошо разбираться во всех аспектах деятельности предприятия и организации бизнес-процессов. Кроме того, руководитель проекта внедрения ERP должен иметь возможность принятия единоличных решений по любым возникающим вопросам. Специалисты, ответственные за соответствие системы требованиям действующего законодательства и корпоративным стандартам. Под эту категорию подпадают: исполнительный директор, главный бухгалтер, начальник IT-службы. Руководители всех отделов, которым предстоит работать в системе ERP. В их задачи будет входить консультирование внедренцев на этапе изучения бизнес-процессов предприятия и организация работы подразделений по завершении процесса автоматизации. IT-специалист широкого профиля. Его зоной ответственности будет техническое сопровождение проекта. Если вы хотите, чтобы автоматизированная система управления производственным предприятием как можно скорее принесла ощутимые бизнес-результаты, вы должны позаботиться о том, чтобы ею максимально активно и эффективно пользовались сотрудники. Для этого персонал надо обучить работе в ERP и строго контролировать на первоначальном этапе эксплуатации. Эти обязанности также ложатся на плечи представителей рабочей группы. Кроме того, на организационном этапе необходимо определиться с источниками финансирования и компанией-интегратором. |