На отечественных предприятиях все чаще задумываются о реализации интегрированного решения, которое бы автоматизировало процесс внедрения изделия в производство, начиная с этапа его проектирования и заканчивая поставкой заказчику...

На отечественных предприятиях все чаще задумываются о реализации интегрированного решения, которое бы автоматизировало процесс внедрения изделия в производство, начиная с этапа его проектирования и заканчивая поставкой заказчику

Промышленные предприятия под влиянием запросов потребителей вынуждены довольно часто модифицировать свои изделия и ускорить разработку новых. Скорость создания изделий и выпуска их на рынок наряду с себестоимостью стали критически важными факторами конкурентоспособности предприятий.

Наглядной иллюстрацией этого является ставший уже классическим пример автомобильной промышленности. По данным, приведенным в [1], в 80-х годах японские автомобилестроители оказывали большое давление на американских коллег. Одна из причин — японские производители проходили путь от замысла до массового выпуска за три года, американцы же — за четыре—шесть лет. В ответ к 1998 году Ford сократила продолжительность этого процесса более чем вдвое (в 1990 году компания Ford создавала автомобиль за пять с лишним лет). Естественно, эти результаты были невозможны без изменения бизнес-процессов. Американские компании сняли организационные барьеры, разделявшие маркетинг, дизайн, производство, сбыт, и улучшили работу с партнерами. Одновременно внедрялись системы автоматизированного проектирования и электронный обмен информацией.

Рис.1. Основные бизнес-процессы промышленного предприятия

Современный уровень развития программных продуктов позволяет создавать ИТ-решения для руководителей предприятий, которые на основании требований рынка стремятся объединить маркетинговые исследования, проектирование изделий, разработку технологических процессов и производство (см. рис. 1.). ИТ-система предприятия, охватывающая всю эту цепочку, позволяет эффективно управлять бизнес-процессами на каждой стадии жизненного цикла изделия. Кроме того, обеспечивает руководство промышленного предприятия необходимыми данными для принятия обоснованных стратегических решений, в том числе по оптимизации портфелей продукции и проектов по разработке новых изделий. Без применения информационных технологий собирать и обрабатывать информацию, необходимую менеджерам на различных уровнях управления, невозможно (с учетом того, что информация должна оставаться актуальной).

Полноценное внедрение ERP-системы снимает большинство вопросов, связанных с оперативным управлением производством, которые на российских предприятиях решаются ежедневными «оперативками» с участием директора и по большей части сводятся к поиску и наказанию виновных, так как исправлять что-либо уже поздно. Соответственно, после внедрения ERP у высшего руководства появляется время для стратегического управления.

В последнее время для стратегического управления предприятием активно применяется сбалансированная система показателей (Balanced Scorecard, BSC). Существуют отдельные программные продукты, обеспечивающие реализацию методик BSC, но как правило, ERP-системы содержат в своем составе либо соответствующие модули, либо развитый инструментарий для создания сбалансированной системы показателей. Например, в системе SAP R/3 методология BSC для превращения стратегии в действие реализована в модуле стратегического управления SAP SEM. Такое решение обеспечивает информацией руководство в части управления производством.

САПР и ERP-системы позволяют повысить производительность труда инженеров, но максимальный эффект достигается при согласованной работе всех специалистов, которая возможна только при интеграции систем САПР и ERP. Существенным фактором, определяющим конкурентоспособность предприятия, является своевременная и качественная разработка новых изделий. Поскольку в САПР содержится вся информация о состоянии разработок и деятельности разработчиков, то интегрированное решение позволит охватить управление и этим бизнес-процессом.

Основные информационные потоки, возникающие между САПР и ERP-системой на промышленном предприятии (названия модулей отражают функциональную направленность и в конкретных системах могут отличаться от приведенных в таблице), приводятся в табл. 1.

Благодаря интеграции наряду с ускорением, связанным с отсутствием необходимости повторного ввода информации, появляются дополнительные возможности, например оценка себестоимости изделия на этапе проектирования. Большинство ERP-систем содержат модули моделирования, что позволяет на этапе проектирования (передав информацию из САПР) без изготовления опытных образцов рассчитать себестоимость различных вариантов нового изделия, цикл производства изделия, оптимальный размер партии, обеспечивающий минимум затрат на производство, и другие показатели. В результате появляется возможность на этапе разработки оценивать эффективность конструкторских и технологических решений, отсекать решения, не удовлетворяющие критериям цена/качество, срокам выхода на рынок и др., а также управлять процессом разработок и производства (от идеи до выхода на рынок новых товаров), осуществляемых согласно стратегии предприятия.

Однако возможность управлять эффективностью бизнес-процессов на всех этапах с помощью единой информационной системы ограничена, в частности, тем, что традиционно разработкой САПР и ERP-систем занимаются разные компании. Таким образом, появляется необходимость создания решения по интеграции САПР и ERP-системы предприятия.

Интеграция: проблемы, подходы

Одним из процессов, обеспечивающих скорость вывода нового изделия на рынок, является передача конструкторской и технологической информации о новом изделии в производственные модули ERP-системы.

Несовпадение стандартов

Основная проблема здесь заключается в том, что сегодня стандарты в оформлении данных САПР и ERP-системы не совпадают. Все расчеты ERP-система делает на основании технических данных по изделию, но в терминах зарубежных стандартов. Российские предприятия в оформлении технической документации, а также в процессе разработки изделий обязаны придерживаться ГОСТ (см. табл. 2).

Соответствие терминов ERP-системы и ГОСТ

Например, в ЕСКД записано, что существует конструкторский состав изделия, который определяется конструкторской спецификацией и не включает в себя данные о заготовках, из которых производятся детали, кроме того, он одноуровневый. В ERP-системах нет понятия конструкторского состава изделия, там используется понятие состава изделия, которое является развернутой структурой изделия, куда включены также заготовки (материалы) на детали, входящие в головную сборку. В ЕСКД существует понятие групповой спецификации, которая позволяет одним документом описать несколько различных изделий, в свою очередь в ERP-системах четко прописано одно изделие — один состав изделия. К примеру, в отрасли «Приборостроение» количество исполнений на основной вариант может доходить до 200. Это один из наиболее ярких примеров несовпадения стандартов.

Другой пример несовпадения стандартов — обслуживание извещений в САПР и ERP-системах. По ГОСТу извещения выпускаются на документ, и в одно извещение может быть включено несколько различных документов, а в связи с тем, что в ГОСТе прописана возможность наличия групповых спецификаций, к одному извещению может быть привязано несколько изделий. В ERP-системах опять же есть жесткая взаимосвязь: одно извещение — одно изделие, не документ.

В свою очередь, технические данные по изделию в ERP-системе представляют собой состав изделия (Bill of material), куда входят не только конструкторский состав изделия, но и заготовка, из которой производят детали, вспомогательные материалы и некоторую оснастку, используемые при производстве этого изделия. Кроме того, к техническим данным по изделию в терминах ERP-системы относятся пооперационные маршруты производства изделия с указанием времени выполнения каждой операции, а также оборудования, персонала и оснастки, которая используется при производстве изделия. Кроме того, ERP-системы применяют при планировании сквозных маршрутов изготовления изделий, в то время как специалисты российских предприятий по ряду причин используют при написании технологии вспомогательные техпроцессы.

Соответственно при передаче данных надо как-то решать возникающие проблемы. Существует два основных варианта решения этих проблем: организационный и программный.

Организационный вариант. Пусть при внедрении на предприятии ERP-системы принимается решение следовать стандартам, заложенным в ERP-систему. Но тогда сразу же возникает проблема ведения технической документации на предприятии: сегодня нет ни одного предприятия в России, которое бы активно не использовало групповые спецификации. Отсюда следует, что полностью соответствовать международным стандартам на этапе разработки отечественные предприятия не могут, так как это потребует перевести все использующиеся в производстве наработки в новые стандарты. Новые разработки еще можно вести, но со старыми приходится считаться. Учитывая, что новые изделия имеют в лучшем случае 30% вновь разрабатываемых узлов и деталей, а остальное заимствуется из уже использующихся в производстве, и здесь возникает тупиковая ситуация. На перевод всей документации у российских предприятий нет в настоящий момент необходимых ресурсов. Таким образом, для решения этих проблем только организационным методом сегодня в России нет соответствующих предпосылок.

Программный вариант. Второй вариант заключается в создании программного интерфейса, который будет получать данные из САПР, соответствующим образом их преобразовывать и потом передавать в ERP-систему. Но в зависимости от степени и глубины интеграции САПР и ERP-системы в итоге можно получить очень сложный и запутанный интерфейс передачи данных, который в дальнейшем все труднее будет дорабатывать под возникающие задачи.

На самом деле существует третий вариант организации передачи данных из САПР в ERP-систему — смешанный, когда часть проблем решается организационно, а часть — программно. В частности, те данные, которые имеют неоднозначные характеристики (уровень в структуре, вторичные единицы измерения запаса; например: основной единицей измерения материалов являются килограммы, а вторичной — рулоны или листы, привязки к складам и др.), могут быть добавлены непосредственно в систему ERP.

Передача данных

Данные, необходимые ERP-системе для осуществления планирования производства изделия, есть в САПР. И эти наборы данных полностью перекрывают друг друга, однако они не идентичны, что должно быть отражено в программном интерфейсе передачи данных.

В соответствии с выбранным вариантом решения проблемы несовпадения стандартов существует три способа организации переноса данных из САПР в ERP-систему:

  • вручную;
  • с использованием специального модуля по передаче данных;
  • полуавтоматический способ.

Первый способ заключается в организации рабочих мест ERP-системы в конструкторской и технологической службах, обязав специалистов этих подразделений заносить соответствующую информацию в ERP-систему. Этот вариант влечет за собой двойную работу: специалисты сначала проектируют изделие либо разрабатывают техпроцесс, а уже потом заносят эту информацию в ERP-систему, производя сбор составов изделий из разработанной конструкторской документации, в частности разбирая групповые спецификации, в составы изделий по каждому конкретному исполнению. Кроме того, специалисты, которые будут заниматься переносом данных в ERP-систему, скорее всего, должны быть полностью освобождены от выполнения своих прямых профессиональных обязанностей. Соответственно повышается вероятность ошибочного ввода данных вследствие человеческого фактора, а также невозможность организовать проверку на полноту технических данных по изделию, необходимых ERP-системе.

Организация переноса данных ручным способом может иметь место только на тех предприятиях, где нет единой САПР, то есть автоматизация конструкторских и технологических мест островная, либо нет программного интерфейса передачи данных. Также этот способ передачи данных может быть применен при занесении в ERP-систему данных по ранее разработанным изделиям, документация на которые хранится в бумажном виде, а необходимости переводить ее в электронный вид и хранить в САПР нет в виду малой вероятности ее использования в новых разработках.

Второй способ заключается в программной реализации передачи данных из САПР в ERP-систему, осуществить которую можно двумя путями (см., например, [2]):

  • использование внутренних API-функций систем посредством прямой трансляции и синхронизации данных;
  • применение файлов экспорта/импорта.

Создание программного интерфейса, использующего для передачи данных файлы экспорта/импорта, предоставляет более гибкое и платформенно-независимое решение по передаче данных из САПР в ERP. Опыт внедрения интегрированного решения на предприятиях машиностроительной и приборостроительной отрасли показал, что лучшим и наиболее удобным подходом является реализация передачи данных по необходимости, а не в режиме онлайн, как предложено в [2]. Момент передачи данных в ERP-систему определяется бизнес-процессом предприятия на основании готовности данных в САПР.

Подобный подход позволяет избежать излишнего захламления базы ERP-системы неиспользуемыми данными. И дело даже не в том, что на большинстве предприятий в производство попадает не более 10% всех конструкторских разработок. При онлайновой перегрузке данных в базу ERP-систем будут попадать не только окончательные варианты изделий, но и их промежуточные варианты, которые конструктор может также сохранять в базе САПР, а они не нужны в производстве.

На любом российском предприятии действуют строгие правила ЕСКД и ЕСТД, таким образом, в производство запускаются только утвержденные изделия. Поэтому некоторую автоматизацию процесса передачи данных можно реализовать через маршрут утверждения документации, вставив в него пункт передачи данных в ERP-систему. Кроме того, модуль интеграции должен осуществлять проверку данных не только на правильность и соответствие регламенту представления информации в ERP-системе, но и на полноту этого набора.

Полуавтоматический способ переноса данных из САПР в ERP-системы заключается в автоматическом переносе части технической информации на изделия, а остальную информацию приходится вводить в ERP-систему вручную. Например, конструкторские данные по изделиям следует выгружать в ERP-систему с помощью модуля интеграции, а технологические — вносить вручную.

Решения

Зарождение информации начинается в САПР. На рис. 2 представлены основные информационные потоки, возникающие на этапе проектирования нового или модернизации существующего изделия.

В соответствии с заказом на разработку нового изделия или при возникновении потребности в модернизации существующего изделия (рис. 2) с помощью модуля управления проектами формируется календарный план-график работ, на основании которого с помощью модуля документооборота производится рассылка заданий в конструкторские и технологические службы. Конструкторские данные по изделию передаются в технологические службы для разработки технологических процессов на проектируемые изделия. Вся техническая информация (и конструкторская, и технологическая) по проектируемым изделиям сохраняется в базе данных модуля документооборота и уже оттуда забирается модулем интеграции. Модуль интеграции обеспечивает сбор в САПР всей необходимой для передачи в ERP-систему информации по изделию и производит первичную проверку данных на полноту и правильность оформления. Далее он формирует файлы экспорта, которые передаются на сервер ERP-системы и обрабатываются модулем загрузки со стороны ERP-системы. При этом модуль интеграции автоматически производит разбивку структуры головного изделия и формирует состав всех изделий, входящих в головное.

Информация о доработках изделия по результатам изготовления и эксплуатации служит пусковым механизмом для процесса модернизации существующего изделия. Эта информация поступает из модуля CRM ERP-системы (см. табл. 1). В модуле ведения нормативно-справочной информации осуществляется формирование ограничительного перечня стандартных изделий и материалов на основании информации о возможности их приобретения, поступающей из модуля закупок ERP-системы.

При внедрении интегрированного решения нельзя ограничиваться только развертыванием модуля интеграции, необходимо также провести адаптацию бизнес-процессов предприятия под эти информационные потоки, иначе никакого положительного эффекта от создания программного интерфейса не достичь. В конечном итоге предприятие должно прийти к созданию единого информационного поля данных об изделиях, начиная с их разработки и заканчивая эксплуатационным обслуживанием.

Вне зависимости от способа, которым будут передаваться данные, необходим интерфейс как со стороны САПР, позволяющий выбирать изделия, по которым должна производиться перегрузка данных, так и со стороны ERP-системы, который будет должным образом производить распределение данных по соответствующим таблицам базы данных системы.

Пример интеграции САПР и ERP

Разработка типового решения по интеграции САПР и ERP-системы нацелена не только на создание автоматизированного механизма передачи данных из САПР в ERP-систему и единой базы данных нормативно-справочной информации, но и на определение себестоимости разрабатываемого изделия до создания опытного образца, а то и на более ранних стадиях проектирования.

В ходе ведения работ по созданию типового решения по интеграции САПР и ERP-систем был выработан определенный перечень требований, предъявляемых к САПР. Система должна:

  • поддерживать ГОСТ в области ведения технической документации;
  • обеспечивать ведение работы конструкторов и технологов с единой базой технической документации и изделий;
  • предоставлять конструкторам и технологам возможность работать с единым ограничительным перечнем стандартных изделий и материалов;
  • поддерживать ведение извещений об изменениях в соответствии с ГОСТом;
  • позволять хранить в себе информацию из наиболее распространенных САПР, а также предоставлять возможность работать с этими данными внутри САПР;
  • взаимодействовать с системами управления проектами для организации проектного управления разработкой.

Рекомендации практикам

Разработка решения по интеграции САПР и ERP-системы нацелена не только на создание автоматизированного механизма передачи данных из САПР в ERP-систему и единой базы данных нормативно-справочной информации, но и на определение себестоимости разрабатываемого изделия до создания опытного образца, а то и на более ранних стадиях проектирования. Поэтому перечень требований, предъявляемых к САПР, выглядит следующим образом. САПР должна:

  • поддерживать ГОСТ в области ведения технической документации;
  • обеспечивать ведение работы конструкторов и технологов с единой базой технической документации и изделий;
  • предоставлять конструкторам и технологам возможность работать с единым ограничительным перечнем стандартных изделий и материалов;
  • поддерживать ведение извещений об изменениях в соответствии с ГОСТом;
  • позволять хранить в себе информацию из наиболее распространенных САПР, а также предоставлять возможность работать с этими данными внутри САПР;
  • взаимодействовать с системами управления проектами для организации проектного управления разработкой.

Кроме того, необходимо чтобы САПР-система имела внутренний инструментарий, позволяющий удобно организовать выгрузку данных из САПР в файл экспорта. В САПР технические данные хранятся таким образом, чтобы с ними было удобно работать конструкторам и технологам, занятым проектированием изделий. В то же время в ERP-системе эти данные перемешаны и хранятся в одном месте. Уменьшению времени выгрузки данных из САПР может способствовать встроенный набор API-функций, позволяющий сводить все технические данные по изделию. Интегрированные решения помогают не только осуществить автоматизацию процесса технической подготовки производства, но и уменьшить сроки внедрения разрабатываемых изделий в производство.Интегрированные решения помогают не только осуществить автоматизацию процесса технической подготовки производства, но и уменьшить сроки внедрения разрабатываемых изделий в производство.

А дальше?

Дальнейшее увеличение конкурентоспособности предприятия связано с внедрением современных методик проектирования, таких как групповое, параллельное проектирование, проектирование с учетом возможностей производства и др., обеспечивающих качественно новый уровень проектных работ.

Литература
  1. Гейтс Б. Бизнес со скоростью мысли. ЭКСМО-Пресс, 2000.
  2. Черняков А. Интеграция данных об изделиях // Директор информационной службы, 2004, № 3.

Авторы — сотрудники НТЦ производственных систем компании ICL — КПО-ВС:

Теодор Дыхне — директор, teodor@icl.kazan.ru;

Валерий Ромаш — руководитель направления САПР, romash@icl.kazan.ru;

Рафаэль Усманов — эксперт по ИСУ, usmanov@icl.kazan.ru;

Владимир Чегодаев — ведущий специалист САПР, vchegodaev@icl.kazan.ru


Производство

Системы управления предприятием класса ERP обеспечивают бесперебойное исполнение заказов по выпуску товаров надлежащего качества. Поскольку все системы управления предприятием класса ERP соответствуют стандарту MRP II, то с точки зрения управления производством все они обеспечивают одинаковый функционал. Для предприятий, оптимизировавших свое производство, остается все меньше резервов повышения эффективности, и конкурентная борьба перемещается в область разработок новых изделий. Так, наметившаяся в конце прошлого века тенденция переноса производственных подразделений промышленных предприятий в страны Юго-Восточной Азии, безусловно, связана с тем, что ERP-системы позволяют организовать настолько эффективное производство (в том числе и высокотехнологичных изделий), что фактор стоимости рабочей силы становится определяющим. В то же время подразделения, ведущие разработки наряду со стратегическим управлением, по-прежнему концентрируются в развитых странах.

Длительность цикла изготовления, качество и себестоимость изделия закладываются конструкторами и технологами на этапе проектирования нового изделия. ERP-система позволяет максимально близко подойти к проектным значениям этих показателей, но кардинально улучшить их она не в состоянии.


Разработка новых изделий

Системы автоматизированного проектирования (САПР) за сравнительно короткий срок прошли огромный путь от программ, имитирующих кульман, до систем масштаба предприятия, охватывающих весь процесс разработки нового изделия и техническую подготовку производства. В настоящий момент они включают в себя системы для конструирования и разработки технологических процессов, системы хранения, поиска, распространения информации и управления ходом работ (workflow), снимающие рутинные операции с инженеров. Ну а поскольку процесс создания новых изделий, по сути, требует проектного управления, то системы управления проектами заняли свое место в САПР. В нашей стране такое решение, представляющее собой взаимодействующие программы, закрывающие все аспекты разработки новых изделий, обычно обозначается термином «интегрированная САПР». Отчасти это связано с тем, что в отличие от ERP-систем программные продукты САПР сначала имели коробочные варианты с узкофункциональной направленностью. Видимо, из-за этого до сих пор встречаются руководители, считающие выбор САПР задачей технических специалистов. Современные системы автоматизированного проектирования уже давно стали сложными системами масштаба предприятия, следовательно, требуют усилий по внедрению сопоставимых с таковыми при внедрении ERP-систем и поддержки «первых лиц» предприятия.

Поделитесь материалом с коллегами и друзьями