Принципы и правила управления производством

Одной из передовых технологий в сфере автоматизированных систем иден­тификации и прослеживаемости сырья, материалов, полуфабрикатов в технологи­ческом процессе и готовой продукции является применение принципов штрихового кодирования. Если цифровая идентификация уже давно используется в различных отраслях экономики, а распространение магнитной и радиочастотной систем идентификации ограничено только определенными сферами, то штриховое кодирование находит все новые области использования и уже применяется во многих странах.

Эффект от использования штриховых кодов достигается в результате сокра­щения расходов, связанных с уменьшением документооборота и длительности обработки информации, что позволяет оперативно получать информацию о произ­водителе сырья и материалов, технических и потребительских характеристиках последних, цене, стадии обработки, произведенных коррективах и пр. Быстрая обра­ботка информации позволяет снизить издержки транспортных и складских систем, производить мониторинг производственного процесса, оперативно разраба­тывать предупреждающие мероприятия и корректировать производство и сбыт про­дукции. Необходимость автоматической идентификации продукции также диктуется многообразием параметров, характеризующих материальные потоки (номенклатура, ассортимент, весовые характеристики, потребительские свойства, виды применяе­мой тары и упаковки и т.д.). Именно поэтому системы штрихового кодирования и ав­томатической идентификации активно внедряются во многих странах.

Автоматическая идентификация позволяет достичь следующих основ­ных преимуществ:

- оперативное поступление полной и достоверной информации о продукте (сырье, материале, таре, упаковке, полуфабрикате, единице хранения, готовой продукции и т.п.);

- поступление сведений о производителе сырья, материалов, о персонале, осуществляющем технологические операции, и т.п.;

- осуществление управления, контроля и мониторинга движения каждой еди­ницы продукции на всех этапах производственного процесса, логистической цепи при помощи информационно-компьютерных систем;

- автоматизированная электронная обработка соответствующих безбу­мажных документов;

- автоматизированный учет наличия, расходования и движения сырья и ма­териалов, продукции в подразделениях предприятия;

- выполнение автоматической адресации грузов в транспортно-складских комплексах;

- снижение затрат, существенное упрощение и ускорение процедур обработки и выполнения заказов потребителей, процедур управления запасами продукции при производстве и реализации;

- обеспечение точности и достоверности логистической информации о мате­риальных потоках;

- повышение эффективности процедур контроля качества продукции;

- облегчение процедуры маркетингового анализа спроса и рынка определен­ного ассортимента товаров.

Все вышеуказанные преимущества могут быть достигнуты в процессе выполнения соответствующих операций и функций, касающихся идентифи­кации и прослеживаемости, а штриховой код - лишь способ представления необходимой информации.

Первый стандартизированный штриховой код появился в 1977 году в США и применялся в основном для классификации потребительских товаров. Штриховой код - это совокупность чередующихся темных и светлых полос; ширина полос (штри­хов), а также их сочетания являются источником информации.

Существует несколько различных типов штриховых кодов: UPC, EAN, ШК «Г из «5», ШК 39, ШК 128, Codabar и др. В производстве и торговле наибольшее рас­пространение получили следующие типы: UPC (Universal Product Code - универ­сальный товарный код (англ.)) - стандарт, принятый в США и Канаде; EAN (European Article Numbering - европейская система кодирования товаров (англ.)) - стандарт, принятый в европейских странах.

В России разработаны и утверждены следующие стандарты, устанавливаю­щие требования к штриховым кодам:

- ГОСТ Р 51294.10-2002 «Автоматическая идентификация. Кодирование штри­ховое. Общие требования к символам линейного штрихового кода и двумерным сим­волам на этикетках для отгрузки, транспортирования и приемки»;

- ГОСТ Р 51294.1-99 «Автоматическая идентификация. Кодирование штрихо­вое. Идентификаторы символик»;

- ГОСТ Р 51294.2-99 «Автоматическая идентификация. Кодирование штрихо­вое. Описание формата требований к символике»;

- ГОСТ Р 51294.3-99 «Автоматическая идентификация. Кодирование штрихо­вое. Термины и определения»;

- ГОСТ Р 51294.4-2000 «Автоматическая идентификация. Международная уни­кальная идентификация транспортируемых единиц. Общие положения»;

- ГОСТ Р 51294.5-2000 «Автоматическая идентификация. Международная уни­кальная идентификация транспортируемых единиц. Порядок регистрации»;

- ГОСТ Р 51294.6-2000 «Автоматическая идентификация. Кодирование штри­ховое. Спецификация символики MaxiCode (Максикод)»;

- ГОСТ Р 51294.7-2001 «Автоматическая идентификация. Кодирование штриховое. Линейные символы штрихового кода. Требования к испытаниям качества печати»;

- ГОСТ Р 51294.8-2001 «Автоматическая идентификация. Идентификаторы применения EAN/UCC (ЕАН/ЮСиСи) и идентификаторы данных FACT (ФАКТ). Общие положения и порядок ведения»;

- ГОСТ Р 51294.9-2002 «Автоматическая идентификация. Кодирование штри­ховое. Спецификации символики PDF417 (ПДФ417)».

В последнее время в России штриховое кодирование стало шире применяться не только при маркировании товаров, но и в обороте личных, медицинских, кредитных и других карт, в библиотечном деле и в других сферах. Автоматическая идентифика­ция осуществляется посредством сканирования штриховых кодов с последующим представлением необходимой информации. В процессе присвоения определенному объекту штрихового кода производится автоматическое занесение информации о нем в соответствующую базу данных; информация, относящаяся к объекту, содержится в базе данных, а не включается непосредственно в код.

Система автоматической идентификации продукции является составной ча­стью информационно-управляющей системы предприятия и представляет собой мно­гоуровневую систему, предусматривающую передачу информации от нижнего к верхнему уровню.

Нижний уровень представляет собой систему автоматической идентифика­ции. Его элементами являются устройства считывания (сканеры), декодирования, мультиплексирования, предназначенные для оперативного сбора, передачи и накоп­ления информации в базе данных действующей автоматизированной системы управ­ления предприятия.

Автоматизация сбора данных осуществляется путем нанесения штриховых кодов на этикетки (технологические, товарные и тарные) и первичные документы по перемещению продукции в процессе производства.

Верхний уровень базируется на действующей компьютерной сети предприя­тия, включающей в себя программы управления производством, планирования, бух­галтерского учета, сбыта, материально-технического снабжения и т.д.

Прослеживаемость требует связи между физическими и информационными потоками. Чтобы гарантировать непрерывность информационных потоков, каждый участник цепи поставок должен предоставлять определенные данные, необходимые для функционирования системы прослеживаемое™. Если хотя бы один из участни­ков цепи поставки допускает ошибку, это может привести к разрыву информацион­ного потока и, как следствие, к нарушению процесса прослеживаемости. Невозможно достигнуть полной прослеживаемости без корректной идентификации объектов на каждом этапе цепи поставки.

Необходимым условием функционирования автоматизированной системы идентификации и прослеживаемости является применение специализированных программных продуктов. Сейчас используются два вида корпоративных информа­ционных систем: BMS (Business Management System - система управления бизнесом (англ.)); ERP (Enterprise Resource Planning - система планирования ресурсов предприятия (англ.)).

В свою очередь системы BMS разделяются на три группы. В первую из них входят простые системы, предназначенные для автоматизации учета на малых пред­приятиях. Системы данной группы рассчитаны на выполнение ограниченного числа стандартных бизнес-процессов и представляют собой готовые программные решения. За рубежом такие системы называют low end (англ.: малофункциональные). Приме­ром системы такого уровня, применяемой в России, является «1C Бухгалтерия».

Ко второй группе, называемой middle (англ.: средний; промежуточный), относят системы, отличающиеся большей функциональностью. В таких системах могут быть описаны десятки бизнес-процессов. В основном данные системы автоматизируют бух­галтерский и складской учет; примером такой системы является «1C Предприятие».

Следующая группа систем под названием high end (англ.: многофункцио­нальные) рассчитана на работу большого предприятия. В системах данной группы описываются уже сотни бизнес-процессов. Среди российских программных продуктов к данному классу относятся «Галактика», NS2000; среди иностранных - Concorde XAL.

Высший уровень иерархии занимают системы ERP, которые обеспечивают планирование и управление всеми ресурсами предприятия. В них содержится опи­сание тысяч бизнес-процессов. Такие системы могут иметь до 100 тысяч настраи­ваемых параметров, позволяющих учитывать все многообразие требований различных предприятий.

Исторически методология ERP, т.е. планирования ресурсов предприятия, является результатом последовательного развития, начавшегося с разработки кон­цепции MRP (Material Requirement Planning, англ.: планирование потребностей в ма­териальных ресурсах). Преимущества, обеспечиваемые MRP, состоят в минимизации издержек, связанных с хранением сырья, комплектующих, полуфабрикатов, а также аналогичных объектов, находящихся в производстве. Основу данной концепции со­ставляет понятие bill of material, BOM (англ.: ведомость материалов), т.е. специфика­ции изделия, которая отражает зависимость спроса предприятия на сырье, комплектующие, полуфабрикаты и т.д. от плана выпуска готовой продукции. При этом существенную роль играет фактор учета времени, поскольку несвоевременная до­ставка материалов может привести к срыву планов выпуска готовой продукции. Для того чтобы учитывать временную зависимость производственных процессов, в ин­формационной системе, поддерживающей реализацию концепции MRP на пред­приятии, должны присутствовать сведения, касающиеся технологии выпуска продукции (технологической цепочки), т.е. последовательности и продолжительно­сти соответствующих технологических операций.

С середины 90-х годов концепция ERP стала очень популярной в производ­ственном секторе, поскольку ее использование для планирования ресурсов позво­лило существенно сократить время выпуска продукции, снизить количество товарно-материальных запасов, а также усовершенствовать обратную связь с по­требителями при сокращении административного аппарата. Методология ERP по­зволила объединить информацию обо всех ресурсах предприятия.

Стандарты MRP/ERP поддерживаются Американским обществом по контролю производства и запасов (англ.: American Production and Inventory Control Society). MRP/ERP - это набор проверенных на практике принципов, моделей и процедур управления и контроля, предназначенных для повышения показателей экономиче­ской деятельности предприятий.

Системы ERP,удовлетворяют большинство потребностей как средних, так и крупных предприятий. На мировом рынке представлено около трех десятков полно­ценных систем ERP.

В России сейчас широко используется мировой опыт применения информа­ционных технологий для управления предприятиями, поскольку многие из систем ERP представлены в России, русифицированы и адаптированы к требованиям россий­ского законодательства.

Ныне практически все современные западные производственные системы и системы управления производством базируются на концепции ERP и соответствуют ее рекомендациям.

Последний по времени принятия стандарт CSRP (Customer Synchronized Re­source Planning - ориентированное на потребление планирование ресурсов (англ.)) помимо управления непосредственно предприятием охватывает взаимодействие с заказчиками: оформление технического задания, наряд-заказа и пр. Таким обра­зом, если MRP и ERP ориентировались на внутреннюю организацию предприятия, то CSRP включил в себя полный цикл - от проектирования изделия с учетом требова­ний заказчиков до гарантийного и сервисного обслуживания после продажи. Суть кон­цепции CSRP - в том, чтобы интегрировать заказчиков в систему управления предприятием. Заказчик непосредственно размещает заказ на изготовление продук­ции и, соответственно, несет ответственность за его правильность, может отслежи­вать сроки поставки, производства и др. При этом предприятие может четко отслеживать тенденции спроса и тому подобные факторы.

На мировом рынке сейчас предлагается свыше 500 систем класса BMS. Рынок бурно растет - на 35-40 % ежегодно. В настоящее время в России присут­ствует около десятка западных систем и несколько отечественных корпоративных информационных систем.

Рыночные отношения диктуют производителям, что только качество товара может привлечь покупателей и обеспечить предприятию прибыль. Именно качество становится основным критерием конкурентоспособности предприятия, а значит, и его процветания. Для достижения поставленной цели необходима не только материаль­ная база и заинтересованный, квалифицированный персонал, но и эффективные ме­тоды управления качеством и безопасностью.

Таким образом, одним из наиболее значимых, а в некоторых аспектах и наи­более значимым и весомым в процессе производства пищевой продукции является комплекс мер, направленных на контроль и прогнозирование качества.

Управление качеством в настоящее время приобрело широкую распростра­ненность в мире и стало средством успешного предпринимательства. Система управления качеством занимает одно из важнейших мест в управлении организа­цией, наряду с управлением финансами, производством, снабжением, персоналом и пр. При этом на первый план выходят задачи прогнозирования, решение которых

позволит значительно повысить качество выпускаемой продукции и снизить про­цент брака. Задачи прогнозирования и контроля производства колбасных изделий усложняются многофакторностью моделей и поливариантностью характеристик, составляющих дескриптивную систему алгоритмов анализа и прогнозирования ка­чества. Рассмотрение в качестве решающего фактора одного параметра не позво­ляет решить задачи обеспечения биологической безопасности, так как в реальных условиях характеристики качества и безопасности исходного сырья, технологиче­ских сред и готовых продуктов, являясь вариативными, включают в себя множество параметров, которые с различной степенью влияния взаимодействуют друг с другом. Повышение эффективности этого взаимодействия и является тем сред­ством оптимизации процессов, которое позволяет при заданном уровне качества и безопасности для потребителя обеспечить максимальную производительность.

Традиционный путь решения подобных задач, основанный на проведении натурных экспериментов, приводит к значительным временным и материальным затратам. Существенное снижение числа необходимых экспериментов возможно в случае применения компьютерных технологий, позволяющих заменять реальные объекты математическими моделями, адекватно отражающими наиболее важные закономерности исследуемых явлений.

Таким образом, применительно к мясным продуктам весьма актуальной является задача имитационного моделирования взаимодействия характеристик как средство диагностики и прогнозирования конечного качества и безопасности про­дукта. Решение данной задачи позволит реализовать оперативное управление про­цессами производства и оптимизацию технологических параметров в режиме реального времени.

Прогнозирование на различных стадиях производства осуществляется в на­стоящее время в основном методом экспертных оценок, что приводит к необходи­мости увеличения численности персонала пропорционально увеличению выпуска, повышению трудовых затрат и себестоимости производства. Разработка и внед­рение автоматизированных систем прогнозирования и контроля качества позволят положительно разрешить создавшуюся ситуацию.

Очевидно, что при нынешних темпах производства, когда повсеместно ис­пользуются и постоянно модернизируются производственные поточные линии, про­цесс контроля качества не может и не должен быть ручным. Предприятия, на которых процесс контроля качества полностью автоматизирован, имеют значи­тельное тактико-техническое, технологическое, качественное, а в конечном счете и экономическое превосходство над конкурентами, использующими для данной цели устаревшие ресурсы.

На рисунке 32 приведена схема информационной поддержки предприятия на основе принципов CALS.

 

В соответствии с приведенными выше положениями во ВНИИМП был разра­ботан комплекс программ имитационного моделирования автоматизированной си­стемы контроля и прогнозирования качества и безопасности продукции путем поэтапного мониторинга и анализа процесса выработки мясных продуктов, была пред­ложена обобщенная структура системы компьютерного мониторинга качества и бе­зопасности при производстве мясных продуктов (рисунок 33). Данная система предусматривает интеграцию инструментальных средств и результатов лаборатор­ного контроля, формирующих информационный массив о качестве переработки мяса, с информационно-вычислительным и аппаратно-программным комплексами, обра­батывающими данную информацию.

Для каждого этапа технологического процесса определен комплекс контроль­ных параметров, выявлены критические контрольные точки и разработана подси­стема мониторинга, включающая в себя следующее:

- перечень мест и объектов контроля;

- перечень контролируемых параметров и показателей;

- критерии идентификации и допустимые пределы изменения для каждого па­раметра и показателя;

- перечень методик выполнения измерений и оценки параметров и показателей;

- периодичность проведения наблюдений и измерений, обеспечивающая свое­временное выявление недопустимых рисков в контрольных точках;

- рекомендации по регистрации и оформлению результатов наблюдений и из­мерений (формы выходного и промежуточного контроля);

- сценарии корректирующих и предупреждающих действий при отклонении (либо при возникновении опасности отклонения) контролируемых параметров и по­казателей от допустимых значений.

Программный комплекс информационной поддержки системы ХАССП состоит из набора взаимосвязанных компонентов, декомпозиционная структура которых может быть представлена в виде дерева (рисунок 34).

Рисунок 34. Древовидная структура программного комплекса инфор­мационной поддержки системы ХАССП

Разработан программный комплекс компьютерного контроля качества и бе­зопасности производства пищевых продуктов, основанный на принципах ХАССП и состоящий из следующих основных блоков: модули интерфейсов, разбитые по груп­пам учетных записей пользователей, модуль разграничения прав доступа, модуль мониторинга показателей производственного процесса, модуль прогнозирования тех­нологических операций и построения моделей тепловой обработки, модуль админи­стрирования программного комплекса.

Руководство пользователя программного комплекса МХАССП состоит из ри­сунков рабочих областей экранных форм, наглядно демонстрирующих принципы ра­боты с системой. Все рисунки снабжены комментариями. В руководстве в виде поэтапного описания интерфейсов представлена работа с программой:

- инициализация программы и авторизация;

- управление: создание, выбор, модификация моделей процессов производства;

- мониторинг процессов производства;

- моделирование этапов термической обработки.

Опционально пользователем может быть включена система подсказок внутри программного комплекса. В этом случае в рабочую область будет добавлена еще одна зона (область 2 на рисунке 35), в которую в хронологическом порядке будут вы­водиться подсказки для пользователя по ходу работы.

В область уведомлений кроме подсказок также выводится справочная ин­формация (например, результаты кластерного анализа).

На рисунке 36 представлена экранная форма работы с моделями произ­водственных процессов на примере вареных колбас под учетной записью «эксперт ХАССП». В случае если экспертные оценки значимости рисков были изменены поль­зователем «технолог», система предлагает произвести автоматический анализ ри­сков. Риски автоматически рассчитываются на основании кластерного анализа экспертных оценок значимости факторов. При этом каждому параметру присваива­ется одно из следующих значений: «риск значим» или «риск незначим».

Рисунок 36. Экранная форма работы с моделями производственных процессов

Далее производится оценка информативности модели, и в случае необ­ходимости пользователю рекомендуемся проанализировать параметры, в отно­шении которых риски были признаны значимыми по результатам автоматического исследования.

На рисунке 37 показан пример определения критической контрольной точки при помощи дерева принятия решений. В верхней части указывается наименование технологической операции и параметра, анализ которого производится. Интерфейс предоставляет пользователю возможность, отвечая на вопросы «да» и «нет», установить, является ли параметр критической контрольной точкой или контроль­ной точкой. После установления итогового результата данные сохраняются в модели производства.

Рисунок 37. Интерфейс дерева принятия решений

Организационное и нормативно-методическое обеспечение системы менедж­мента качества - это набор документов: от политики в области качества и руководства по качеству до стандартов предприятия, методических инструкций, технологических карт и карт контроля. Для реализации этой части системы менеджмента качества тех­нологии CALS предполагают использование функциональных моделей процессов предприятия с точки зрения обеспечения качества. Данные модели разрабатываются в соответствии с требованиями методологии IDEFO (IDEFO - Integration Definition for Function Modeling, интегрированное определение функционального моделирования (англ.)). При помощи графического языка IDEFO анализируемая система предстает в виде набора взаимосвязанных функций. Данный метод, регламентируемый стан­дартом FIPS 183, предназначен для функционального моделирования, т.е. модели­рования выполнения функций объекта путем создания описательной графической модели, представляющей объекты, субъекты и методы (процедуры) на предприятии. Функциональная модель представляет собой структурированное изображение фун­кций производственной системы или среды, информации и объектов, связывающих данные функции. Модель строится методом декомпозиции - от сложных структур к простым. На основе функциональной модели определяется матрица ответственно­сти всех подразделений предприятия.

В1993 году методология IDEF была принята в качестве федеральною стандарта США, а в 2000 году - в качестве руководящего документа по стандартизации в России.

Методология IDEFO может быть использована для моделирования процессов на предприятиях пищевой промышленности. При разработке новых систем цель при­менения IDEFO - определение требований, указание функций и проектирование си­стемы, соответствующей предъявляемым требованиям и реализующей выделенные функции. При усовершенствовании действующих систем IDEFO используют для ана­лиза функций, выполняемых системой, и отображения механизмов, посредством ко­торых эти функции выполняются.

Первоначально разрабатывается модель организационной структуры предприя­тия, включающая в себя перечень его подразделений с описанием их структуры, ука­занием руководителей, мест расположения и наличия аппаратных программных средств, а также перечень выполняемых функций. На основе полученных данных стро­ится органифамма, затем - контекстные диаграммы и диаграммы декомпозиции.

Контекстные диаграммы изображают модели функционирования структурного подразделения или предприятия в целом. Они должны содержать все обязательные элементы, требуемые соответствующими стандартами.

На диаграммах декомпозиции - которые могут постепенно детализироваться при поступлении дополнительной информации - описываются внутренние связи между отдельными функциями рассматриваемого структурного подразделения, фор­мулируются результаты действия каждой функции, определяются входные мате­риалы, необходимые для выполнения функции. Диаграмма декомпозиции должна быть дополнена внутренними связями, описывающими виды документов, переме­щающимися между подразделениями.

Затем необходимо идентифицировать процессы, влияющие на качество и бе­зопасность продуктов. В соответствии с IDEFO процесс представляется в виде функционального блока, в котором входы преобразуются в выходы благодаря ис­пользованию определенных ресурсов и при соответствующем управлении.

Для описания процессов удобно использовать методологию IDEF3, позволяю­щую описать процессы с необходимой степенью детализации, осуществленной методом декомпозиции. Она является удобным инструментом для сбора данных по процессам.

Для описания информационных потоков между процессами используется ме­тодология моделирования путем построения диаграмм потоков данных DFD (англ.: data flow diagrams), которые разрабатываются для изображения текущих схем доку­ментооборота. Основными элементами диаграмм DFD являются:

- функции или процессы, которые обрабатывают или изменяют информацию;

- внешние ссылки, указывающие подразделение или ответственное лицо, ко­торые участвуют в процессе обмена информацией, но располагаются вне диаграммы;

- базы данных, содержащие необходимую информацию, к которым возможен доступ для изменения и создания новых групп данных.

Обычно для описания входных потоков необходима информация об источ­нике, назначении, формате, содержании и объеме данных, а также об интенсивности их поступления и реакции исполнителя на поступившие данные. Для описания вы­ходных потоков необходима информация о назначении, содержании, формате, объеме и частоте выдачи данных на выходе процесса.

Диаграммы потоков - удобный инструмент для моделирования потоков дан­ных. Диаграммы DFD, как и модели IDEFO, содержат контекстные диаграммы и диа­граммы декомпозиции.

Результаты апробации соответствующих компьютерных систем на ряде про­мышленных предприятий показывают, что время, необходимое для их внедрения, значительно меньше времени создания традиционных систем менеджмента каче­ства, основанных на разработке и внедрении соответствующего документооборота. При этом эффективность таких компьютерных систем гораздо выше эффективности традиционных систем управления качеством.

Так как в системе управления качеством на основе принципов ХАССП контроль за параметрами технологического процесса осуществляется по выделенным ККТ на всех этапах процесса, применение программных средств, в т.ч. в целях обеспечения идентификации и прослеживаемое™ продукции, наиболее целесообразно. Очевидно, что ввиду большого объема информации и большой трудоемкости полноценное ве­дение такого учета возможно только посредством формирования автоматизирован­ной базы данных и использования специализированного программного обеспечения.

Необходимость и целесообразность использования автоматизированных и компьютеризированных систем также подтверждается положительным опытом предприятий, которые при их помощи значительно упростили и ускорили процессы маркирования, идентификации, учета и анализа потоков сырья, полуфабрикатов и готовой продукции.

Автоматизированная система идентификации и прослеживаемое™ изделий обеспечивает решение следующих задач:

- идентификация поступающих на предприятие материалов и комплектую­щих - установление связи единицы поставки материалов и комплектующих и еди­ницы хранения и перемещения материалов (контейнера, поддона и т.д.);

- прослеживание использования маркированных материалов и комплектую­щих в процессе изготовления продукции;

- обеспечение информацией для своевременного изъятия изделий и материа­лов, которые не соответствуют установленным требованиям (имеют несоответствия);

- идентификация и фирменное маркирование готовой продукции одним из спо­собов, исключающих возможность подделок;

- прослеживание использования готовой продукции, идентификация тары и товарных партий.