АСУП / ERP Автоматизированные системы управления предприятием презентация

предприятия

предприятия, автоматизирующая учет и управление основными бизнес-процессами компании.
Она нацелена на поддержку планирования деятельности предприятия, ведения оперативного и управленческого учета, принятия решений различного уровня.

По характеру производства АСУП делят на следующие типы:
непрерывного производства;
дискретного (единичное, мелкосерийное, среднесерийное производство);
непрерывно-дискретного типа (поточно-массовое и крупносерийное производство).

в несколько групп, соответственно появляются разновидности АСУП с названиями ERP, MRP, MES, SCM и др.

Обычно функции управления поставками и отношениями с заказчиками относят к функциям ERP, но иногда эти функции реализуются в самостоятельных системах SCM и CRM соответственно.

Наиболее полно функции управления предприятиями представлены в системах ERP (Enterprise Resource Planning), т.е. АСУП обычно отождествляют с системами ERP.

технико-экономического планирования; 
оперативного управления;
управления сбытом продукции;
управления финансовой деятельностью;
планирования, учета, анализа труда и заработной платы;
управления материально-техническим снабжением;
планирования и учета кадров;
управления научно-исследовательскими работами;
управления капитальным строительством;
бухгалтерского учета;
научно-технической информации.

Состав АСУП

планирование производства;
расчет потребностей в мощностях и материалах;
межцеховые спецификации и учет движения изделий;
контроль выполнения.

Типичная иерархия планов предприятия.

контроль брака и отходов;
расчет норм расхода ресурсов;
управление обслуживающими подразделениями.

Подсистемы, выполняющие логистические функции:
Подсистема управления запасами и складами;
Реализует функции:
мониторинг запасов;
регулирование и инвентаризация складских остатков.
Подсистема управления снабжением.
Реализует функции:
формирование заказов на закупку;
графики поставок;
планирование потребности в материалах (управление заявками на закупку);

(счета фактуры);
график продаж потребителям;
конфигурирование продуктов;
анализ продаж;
управления ресурсами распределения;

Подсистема транспортной логистики.
Основные функции:
управление транспортировкой грузов;
оптимизация маршрутов транспортных средств.

и производственных затрат;
маркетинговые исследования;
ценообразование;
составление смет расходов;
ведение договоров и взаиморасчетов;
финансовые отчеты;
отчетность по налогам;
анализ платежеспособности предприятия (основные финансовые потоки показаны на рисунке).

расчет зарплаты.
Подсистема управления проектами.
Функции:
сетевое планирование проектных работ;
расчет потребности в производственных ресурсах.
Подсистема управления сервисным и послепродажным обслуживанием.
Функции:
создание графиков технического обслуживания;
заказ комплектующих;
учет контрактов на обслуживание и формирования счетов.

инсталляция и сопровождение ПО;
генерация моделей и интерфейсов приложений; 
имитационное моделирование производственных процессов.

Oracle Applications;
J.D.Edwards,
Среди отечественных АСУП выделяются системы:
Галактика;
1С:Предприятие;
Флагман.

в материалах.
MRP можно рассматривать как подсистему ERP. Хотя MRP может применяться в качестве самостоятельной системы.

Основные цели MRP:
удовлетворение потребности в материалах, компонентах и продукции для планирования производства и доставки потребителям;
поддержка низких уровней запасов;
планирование производственных операций, расписаний доставки, закупочных операций.
Система MRP позволяет определить сколько и в какие сроки необходимо произвести конечной продукции. Она определяет время и необходимые количества материальных ресурсов для удовлетворения потребностей производственного расписания.

MRP - системы

планов для производственных мощностей и материалов и включает:
бизнес-планирование;
планирование продаж и операций;
формирование главного календарного плана производства;
планирование потребности в материалах, в мощностях,

развития, начавшегося с концепции Material Requirement Planning (MRP), обеспечивавшей планирование потребностей предприятий в материалах.

Преимущества применения MRP состоят в минимизации издержек, связанных со складскими запасами сырья, а также с запасами полуфабрикатов на производственных участках.
В основе этой концепции лежит понятие Bill Of Material (BOM), то есть спецификации изделия, которая показывает зависимость внутреннего для предприятия спроса на сырье, комплектующие, полуфабрикаты и т.д. от плана выпуска (бюджета реализации) готовой продукции.

и материалов, которые применяются в изделии с указанием норм их расхода. 
Пример заголовка спецификации изделия приведен в таблице:

На основании плана выпуска продукции, BOM и технологической цепочки в MRP–системе осуществляется расчет потребностей в материалах в зависимости от конкретных сроков выполнения тех или иных технологических операций.

материалах не учитываются загрузка и амортизация производственных мощностей, стоимость рабочей силы, потребляемой энергии и т.д.

Поэтому в качестве логического развития MRP была разработана концепция Manufacturing Resource Planning (планирование производственных ресурсов), сокращенно называемая MRP -2.

В рамках MRP-2 можно уже планировать все производственные ресурсы предприятия: сырье, материалы, оборудование, людские ресурсы, все виды потребляемой энергии и пр.

система для дискретных производств различных типов. Эти типы различаются стратегиями позиционирования продуктов и процессов.

Условиями эффективности применения MRP-2 считаются многостадийность и длительные циклы производства.

Методология ERP позволила объединить информацию обо всех ресурсах предприятия добавляя, таким образом, к MRP-2 возможности управления заказами, поставками, финансами и т.д.

CRP (Capacity Requirements Planning).
Дополнительными исходными данными при этом являются:
сведения о технологическом оборудовании;
фондах времени их возможного использования;
технологических маршрутах изготовления изделий.

Результатами работы CRP являются параметры производственного цикла и загрузки оборудования.

Благодаря CRP, можно планировать потребности в материалах с учетом реалистичности производственных планов.

Их функции схожи с функциями ERP:
распределение ресурсов, в том числе распределение исполнителей по работам в рамках технологического процесса;
диспетчирование потоков заказов и работ;
управление документами, относящимися к выполняемым операциям;
оперативный контроль качества;
оперативная корректировка параметров процессов на основе данных о протекании процессов;
связь систем ERP и SCADA
и др.

производства. Она реализует непрерывное имитационное моделирование движения материальных потоков внутри цеха в соответствии с технологическими маршрутами. Производственное расписание наглядно описывается диаграммой Ганта.
Для вычисления реальной себестоимости продукции в MES-системах проводится детальный финансово-экономический анализ производства - АВС-анализ, или Activity Based Costing (функционально-стоимостной анализ)

Широкое распространение на отечественных предприятия получили MES-системы Фобос (Россия) и Preactor (Англия).

отвечают на вопрос: как в заданный срок и в заданном количестве выпускается продукция, позволяют оперативно корректировать планы столь часто, сколь это необходимо.

ERP-системы ориентированы на объемное планирование, т. е. отвечают на вопрос: когда и сколько продукции должно быть изготовлено.
На ERP возложена масса иных задач, поэтому ее возможности для перепланирования более ограничены.
С помощью ERP планы корректируются не чаще, чем один раз в сутки.

Отличие MES и ERP

свои иерархические уровни:
На верхнем (диспетчерском) уровне АСУТП осуществляются сбор и обработка данных о состоянии оборудования и протекании производственных процессов для принятия решений по загрузке станков и выполнению технологических маршрутов.

Эти функции возложены на систему диспетчерского управления и сбора данных, называемую SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition).
Также система SCADA выполняет роль инструментальной системы разработки программного обеспечения (ПО) для промышленных систем компьютерной автоматизации.

оборудованием (на уровне контроллеров) в АСУТП выполняются:
запуск и тестирование управляемого оборудования;
выключение станков;
сигнализация о неисправностях;
выработка управляющих воздействий для рабочих органов программно управляемого оборудования.

Для этого в составе технологического оборудования используются системы управления на базе программируемых контроллеров — компьютеров, встроенных в технологическое оборудование. Поэтому системы промышленной автоматизации часто называют встроенными системами (Embedded Computing System), а используемые при этом компьютеры - промышленными компьютерами.

по контролируемым участкам производства и связанными друг с другом с помощью шин.

На верхнем уровне иерархии шин осуществляется связь компьютеров системы SCADA и серверов баз данных, здесь используются технологии локальных вычислительных сетей, как правило, сети Ethernet.

Шина – это устройство (аппаратное или программное) для связи между собой устройств вычислительной системы (сети) или компонентов программной системы.

работе в промышленной среде.
В полевых шинах имеют место протоколы трех уровней:
физического уровня;
канального уровня;
прикладного уровня.
Примерами полевых шин являются последовательные шины Profibus, Interbus/S, CANbus. Всего на рынке имеется несколько десятков типов таких шин.

На среднем уровне (уровне контроллеров) АСУТП для связи компьютеров с системами ЧПУ обычно применяют сети Fieldbus — так называемые полевые шины.

модулей контроллеров, датчиков, измерительного и другого оборудования в пределах одного функционального узла (например, соединение слотов в крейте) выполняется посредством магистрально-модульных параллельных шин, таких как VMEbus, CompactPCI, или последовательных шин типа Infiniband или CompactPCI Express.

Программное обеспечение АСУТП представлено операционными системами, программами SCADA, драйверами и прикладными программами контроллеров.

данных;
регистрация аварийных сигналов, выдача сообщений о неисправностях и аварийных ситуациях;
связь с корпоративной информационной сетью;
формирование отчетов;
автоматизированная разработка прикладного программного обеспечения (ПО).

SCADA-системы состоят из терминальных компонентов, диспетчерских пунктов и каналов связи.

SCADA-системы

операционной средой;
типами алармов;
числом трендов (тенденций в состоянии контролируемого процесса) и способом их вывода;
особенностями человеко-машинного интерфейса (HMI - human machine interface ) и др.

Алармы фиксируются при выходе значений контролируемых параметров или скоростей их изменения за границы допустимых диапазонов.
Число одновременно выводимых трендов может быть различным, их визуализация возможна в реальном времени или с предварительной буферизацией. Предусматриваются возможности интерактивной работы операторов.

является BridgeVIEW (другое название LabVIEW SCADA) компании National Instruments.
Ядро системы управляет базой данных, взаимодействует с серверами устройств, реагирует на алармы.
Подсистема HMI предназначена для интерфейса с пользователями.
При настройке системы на конкретное приложение пользователь конфигурирует входные и выходные каналы, указывая для них такие величины, как частота опроса, диапазоны значений сигнала и т.п., и создает программу работы приложения. Программирование ведется на графическом языке блок-диаграмм.

Technology, работающая в среде Windows. Это масштабируемая клиент-серверная система со встроенным резервированием для повышения надежности. Состоит из пяти подсистем:
ввода-вывода;
визуализации;
оповещения (алармов);
трендов;
отчетов.
Подсистемы могут быть распределены по разным узлам сети.
Используется оригинальный язык программирования Cicode.

в городских службах создана компанией AdAstra.
Система состоит из инструментальной части и исполнительных модулей. Предусмотрены управление технологическими процессами, разработка АРМ руководителей цехов и участков, диспетчеров и операторов.

свой путь.

На предприятии до настоящего времени развивались обособленно и независимо друг от друга три типичные уровня автоматизации промышленных предприятий:
уровень проектирования (CAD/PDM);
бизнес-уровень (ERP/АСУП);
производственно-технологический уровень (АСУТП).

Они проектировались и создавались, исходя из требований разных подразделений предприятия.

Каждая из этих систем традиционно строилась по своим внутренним законам. Поэтому они практически не могли общаться между собой.

для всех подлинник конструкторской документации. Наиболее целесообразно переносить данные в электронный вид следует в месте их возникновения. Поэтому первоначально при построении КИС внедряется САD-система, затем САМ/CAE-системы.
На предприятиях конструкторская и технологическая информация хранится в PDM, которая в КИС играет роль системы управления инженерными данными об изделиях и осуществляет управление проектом, процессом и продуктом.
PDM-система, как правило, внедряется после CAD-системы на втором этапе.

ERP и CAD осуществляется именно через решения класса PDM.

Таким образом, в качестве системы первоначального ввода информации об изделии используется PDM-система. Система ERP - это внешняя оболочка, которая объединяет остальные функции КИС.

Конструкторско-технологическая информация передается из PDM-системы в ERP-систему, где на ее основе рассчитывается:
потребность в материалах, производственных мощностях;
график загрузки оборудования;
формируются заказы на закупку и производство и т.п.

производства, с возможностью контроля каждого этапа.

сложных проектов, включающий определение состава работ и исполнителей, планирование этапов проектирования и требуемых средств поддержки (ресурсов), контроль за исполнением планов и т.п.

Управление проектами входит в число функций PDM и ERP. Проектирование состоит из многих шагов, объединяемых в потоки работ (workflow). Управление потоком работ включает в себя большое число действий и условий, поддерживающих параллельную работу многих пользователей над общим проектом.

помогает построить иерархическую структуру плана, сформировать несколько видов отчетов, описывающих расписания, расходы, контроль качества. С ее помощью контролируют общее использование ресурсов, составляют расписания разнохарактерных работ. В качестве ресурсов могут рассматриваться люди, финансовые средства, устройства.

удобных и популярных способов графического представления времени выполнения задач и представляет собой диаграмму интервалов на шкале времени и отражает использование объектами ресурсов.
Этот вид диаграммы широко используется для визуализации хода выполнения задач, планирования ресурсов, графика рабочего времени и других данных, которые представляются не конкретными числовыми значениями, а временных интервалов.

С помощью стрелок на диаграмме можно отображать взаимосвязи задач друг с другом. Диаграмма предоставляет возможность наглядно представлять как последовательные шаги выполнения проекта, так и задачи, требующие одновременного выполнения.

временная шкала. В соответствии со сроком, отведенным по проекту каждой задаче, он откладывается на временной шкале.

систему управления инженерными данными модуля, являющегося инструментом руководителей любого ранга для оперативного планирования работ, ресурсов и затрат по проектам любой тематической направленности.

Модуль управления проектами T-FLEX DOCs предоставляет:
регистрацию работ, их продолжительности и ресурсов;
регистрацию зависимостей между работами;
ведение перечня работ по проекту с возможностью декомпозиции;
планирование работ по срокам с возможностью их взаимного увязывания, как по сроку, так и по факту начала/завершения;
назначение ответственных исполнителей и ресурсов;

почтовой службой T-FLEX DOCs для обеспечения возможности оперативного оповещения исполнителей;
возможность корректировки проекта в процессе его выполнения;
сравнение различных версий проекта для быстрой оценки отставания/опережения графика работ;
сбор и отображение сведений об использовании ресурсов, с учётом графика расходования средств на их приобретение;
получение информации о суммарных затратах, как по всему проекту, так и по отдельным работам.

Наиболее эффективно применение системы управления проектами для оперативно-календарного планирования производства.