System ERP – jaki i dlaczego?
Zarządzanie w przedsiębiorstwach przemysłowych jest obecnie wspierane przez systemy planowania planowania potrzeb materiałowych MRP (Materials Resorce Planning). Systemy te są , pomijając zastosowania biurowe typu procesor tekstu lub arkusz kalkulacyjny, najszerzej rozpowszechnione w praktyce państw uprzemysłowionych na całym świecie.
Systemy typu MRP ewaluowały począwszy od lat sześćdziesiątych ubiegłego wieku, gdy były eksploatowane na dużych komputerach w specjalnych klimatyzowanych salach, głównie na potrzeby przemysłu lotniczego i związanego z obronnością w USA obsługując zasadniczo funkcje planistyczne przedsiębiorstwa. Następnym etapem było w latach osiemdziesiątych poszerzenie funkcjonalności MRP do MRP II (Manufacturing Resorce Planning) zarządzania zasobami produkcyjnymi. Objęto wtedy działaniem systemu, poza planowaniem materiałowym, planowanie zapotrzebowania na zdolności produkcyjne oraz rachunkowość i służby pomocnicze przedsiębiorstwa.
Ostatnim etapem było objęcie w latach dziewięćdziesiątych praktycznie wszystkich podstawowych funkcji przedsiębiorstwa, w tym zarządzanie przez pryzmat finansów ERP (Enterprise Resorce Planning). Systemy te zwierają rozbudowaną obsługę sfery finansowej i kosztowej przedsiębiorstwa.
Systemy tej ostatniej klasy tworzą szkielet systemu informacyjnego przedsiębiorstwa pozwalając na zarządzanie działalnością począwszy od obsługi zamówień klientów i dostaw poprzez gospodarkę zapasami, planowanie, zarządzanie produkcją, obsługą rachunkowości itd. Odziedziczona po MRP logika działania jest wciąż stosowana i praktycznie narzuca sposób funkcjonowania całego systemu.
Ma to swoje uzasadnienie w historii. Pierwsze systemy MRP miały za zadanie określanie ilości i momentu spływu produkcji oraz dostaw materiałowych w taki sposób, aby zapewnić realizację planu ujętego w harmonogramie głównym produkcji MPS (Master Production Scheduling) będącym w zasadzie planem długookresowym produkcji. Proces planistyczny odbywał się w następujących etapach:
- MRP pozwalało na określenie brutto potrzebnych składników do wytworzenia wyrobów ujętych w MPS. W tym celu wykorzystywane były zestawienia materiałowe BOM (Bill of Materials).
- Określano listę brakujących składników poprzez proces nettowania, tj. zmniejszania naliczonych potrzeb brutto o ilości dostępne w magazynach, realizowanych zleceniach produkcyjnych i zamówieniach w toku na każdym z poszczególnych etapów wytwarzania.
- Określano wielkości partii produkcyjnych do zlecenia na produkcji lub do zakupu na podstawie przyjętych zasad grupowania w partie dla poszczególnych składników.
- Powracano do procesu planowania aby określić momenty rozpoczęcia realizacji zleceń kupna i zleceń produkcyjnych.
Założeniem jednak było, że do realizacji zleceń zawsze były dostępne moce produkcyjne do wytworzenia wszystkich składników w żądanym czasie lub możliwość terminowego zakupu potrzebnych ilości. Niezbędny czas do wytworzenia lub zakupu składnika był określany sztywno jako tzw. cykl produkcji lub cykl dostaw. Cykl produkcyjny był określany zwykle na podstawie obserwacji rzeczywistości tj. czasu realizacji zlecenia dla danego składnika o średniej wielkości na konkretnych odcinku produkcyjnym. Przy takim oszacowaniu brano pod uwagę to, że obrabiana partia składników do 80% procent czasu przebywania na odcinku produkcyjnym spędzała oczekując na obróbkę lub na transport. Dlatego też zwykle nie liczono cykli produkcyjnych z danych technologicznych. Jest to oczywiście znaczne uproszczenie, ponieważ czas na wytworzenie pojedynczych składników lub ich setek zwykle nie jest taki sam. Jednak to uproszenie było niezbędne, ponieważ nawet przy nim czas przetwarzania komputera do tzw. „rozwinięcia” planu był zbyt długi (często dziesiątki godzin) i obliczenia te realizowano w nocy lub w weekendy zwykle nie częściej niż raz na tydzień.
We współczesnych systemach ERP zwykle występuje odwzorowana w uniwersalnych bazach danych poszczególnych kartotek z danymi tak jak w pierwotnych rozwiązaniach MRP z lat siedemdziesiątych tj. separacja podstawowych kartotek danych produkcyjnych: kartoteki pozycji materiałowych, kartoteki powiązań strukturalnych, kartoteki operacji technologicznych oraz kartoteki stanowisk roboczych. Takie rozwiązanie umożliwia rozbicie procesu planowania na dwa etapy: planowanie materiałowe oraz dopasowywanie wielkości oraz terminów uruchamiania zleceń tak, aby nie przekroczyć dostępnego poziomu zdolności produkcyjnych i poziomu dostępności innych zasobów. Zasadniczą wadą takiego rozwiązania jest konieczność częstego wyszukiwania w poszczególnych kartotekach na dyskach w trakcie przetwarzania. Dostępy dyskowe są stosunkowo wolne i nie można liczyć, że czas wyszukiwania tego typu drastycznie zmaleje. Dlatego zastosowanie nawet najszybszych procesorów z dużymi pamięciami nie pozwala na drastyczne skracanie czasu przetwarzania operacji planistycznych według logiki MRP.
Rozwiązaniem, przynajmniej częściowym może być odpowiednie skonfigurowanie danych, które umożliwia łatwe i szybkie ich ładowanie do pamięci komputera. Obecnie tylko w niewielu systemach ERP występują kombinowane kartoteki zawierające wspólne zestawienie zasobów produkcyjnych. Zawierają one zarówno opis pozycji materiałowych i ich strukturę jak opis i procesów wytwarzania oraz inne potrzebne informacje dla każdego z wyrobów oddzielnie. Dane z nich po załadowaniu do pamięci procesora mogą tam być następnie obrabiane prawie bez konieczności dostępu do dysków.
Sprzęt komputerowy w ostatnich latach nie tylko taniał, ale stawał się coraz bardziej wydajny. Obecnie cały proces planistyczny z MRP może być zrealizowany w kilka godzin pozwalając na przeplanowywanie dzienne nawet w dużych przedsiębiorstwach o skomplikowanej produkcji.
Oprócz tego dostawcy oprogramowania dostarczają samodzielne rozwiązania do realizacji szybkiego planowania, zwykle z wykorzystaniem oddzielnego procesora, które pozwalają na realizację logiki MRP w ciągu kilku minut oraz na wykonanie planowania zleceń z wykorzystaniem dostępnych zdolności produkcyjnych i innych dostępnych zasobów.
Współczesne systemy ERP powinny spełniać obecne wymagania przedsiębiorstw, a w szczególności:
I. Oparcie planowania o prognozy popytu w horyzoncie długo i średnio terminowym oraz zwiększenie szybkości reagowania na sygnały z rynku, a zwłaszcza skracanie czasu od złożenia zamówienia przez klienta do jego realizacji. Czas ten często musi być krótszy od normalnego cyklu produkcyjnego. Skutkiem tego:
We współczesnych systemach ERP zwykle występuje odwzorowana w uniwersalnych bazach danych poszczególnych kartotek z danymi tak jak w pierwotnych rozwiązaniach MRP z lat siedemdziesiątych tj. separacja podstawowych kartotek danych produkcyjnych: kartoteki pozycji materiałowych, kartoteki powiązań strukturalnych, kartoteki operacji technologicznych oraz kartoteki stanowisk roboczych. Takie rozwiązanie umożliwia rozbicie procesu planowania na dwa etapy: planowanie materiałowe oraz dopasowywanie wielkości oraz terminów uruchamiania zleceń tak, aby nie przekroczyć dostępnego poziomu zdolności produkcyjnych i poziomu dostępności innych zasobów. Zasadniczą wadą takiego rozwiązania jest konieczność częstego wyszukiwania w poszczególnych kartotekach na dyskach w trakcie przetwarzania. Dostępy dyskowe są stosunkowo wolne i nie można liczyć, że czas wyszukiwania tego typu drastycznie zmaleje. Dlatego zastosowanie nawet najszybszych procesorów z dużymi pamięciami nie pozwala na drastyczne skracanie czasu przetwarzania operacji planistycznych według logiki MRP.
Rozwiązaniem, przynajmniej częściowym może być odpowiednie skonfigurowanie danych, które umożliwia łatwe i szybkie ich ładowanie do pamięci komputera. Obecnie tylko w niewielu systemach ERP występują kombinowane kartoteki zawierające wspólne zestawienie zasobów produkcyjnych. Zawierają one zarówno opis pozycji materiałowych i ich strukturę jak opis i procesów wytwarzania oraz inne potrzebne informacje dla każdego z wyrobów oddzielnie. Dane z nich po załadowaniu do pamięci procesora mogą tam być następnie obrabiane prawie bez konieczności dostępu do dysków.
Sprzęt komputerowy w ostatnich latach nie tylko taniał, ale stawał się coraz bardziej wydajny. Obecnie cały proces planistyczny z MRP może być zrealizowany w kilka godzin pozwalając na przeplanowywanie dzienne nawet w dużych przedsiębiorstwach o skomplikowanej produkcji.
Oprócz tego dostawcy oprogramowania dostarczają samodzielne rozwiązania do realizacji szybkiego planowania, zwykle z wykorzystaniem oddzielnego procesora, które pozwalają na realizację logiki MRP w ciągu kilku minut oraz na wykonanie planowania zleceń z wykorzystaniem dostępnych zdolności produkcyjnych i innych dostępnych zasobów.
Współczesne systemy ERP powinny spełniać obecne wymagania przedsiębiorstw, a w szczególności:
I. Oparcie planowania o prognozy popytu w horyzoncie długo i średnio terminowym oraz zwiększenie szybkości reagowania na sygnały z rynku, a zwłaszcza skracanie czasu od złożenia zamówienia przez klienta do jego realizacji. Czas ten często musi być krótszy od normalnego cyklu produkcyjnego. Skutkiem tego:
- ERP musi obsługiwać produkcję podzespołów wg prognozy zbytu, natomiast kompletację wg konkretnych zamówień klientów.
- Cykl produkcyjny musi być możliwie najkrótszy, co osiąga się przez rozwinięcie potrzeb „do tyłu” i dokładne, w godzinach, a nawet minutach określanie terminów rozpoczęcia operacji wyliczone z danych o technologii wytwarzania. Na to nie pozwala klasyczna logika MRP, w której przyjmuje się stałe cykle produkcji. Proponowane zlecenia produkcyjne na poszczególnych etapach przetwarzania mają łączny cykl przetwarzania równy sumie cykli na poszczególnych etapach i powodują jego sztuczne wydłużenie. Skracanie cyklu produkcyjnego i cyklu dostaw powoduje konieczność zmiany metod dystrybucji i ich obsługi. Jest to w szczególności przejście do dostaw bezpośrednich w niewielkich ilościach dla poszczególnych klientów, śledzenie dostaw przez Internet oraz szerokie korzystanie z transportu zewnętrznego. Tego także nie obsługują klasyczne systemy MRP.
II. Obsługę zarządzania kosztami, a w szczególności:
Zwiększenie wydajności pracy pracowników w taki sposób, aby ułatwić ich pracę przy obsłudze procesów w które są zaangażowani. System musi być łatwy w obsłudze tj. dostarczać nie tylko przyjazne ekrany, ale także pozwalać na automatyzację zbierania danych, minimalizując liczbę danych do wprowadzenia z klawiatury i dostarczając właściwą informację we właściwe miejsce o właściwym czasie. Należy w możliwie szerokim zakresie stosować kody kreskowe oraz tam, gdzie to jest uzasadnione tagi radiowe RFID.
Niezbędne jest uchwycenie, poza kosztami podstawowymi wytwarzania, kosztów zbytu, kosztów braków, użycia koproduktów przy produkcji o charakterze procesowym, kosztów dostosowania się do przepisów np. o ochronie środowiska itp. System ERP musi obsługiwać pełny model kosztowy przedsiębiorstwa.
Dane te na bieżąco powinny być dostarczane do systemu informacji kierownictwa. Nie jest to łatwe przy wykorzystaniu modelu MRP ze względu na „wtłaczanie” zadań do realizacji podczas procesu planowania, co zwiększa poziom prac w toku i koszty. Należy wziąć pod uwagę, że do liczenia kosztów uzyskania produktu trzeba znać czas wykorzystania maszyn, czas pracy obsługi i płace. Koszt prac w toku można określić znając czas przez jaki materiały, produkty pośrednie i wyroby gotowe są przetrzymywane w magazynach i na poszczególnych odcinkach produkcyjnych. Dane te pochodzą w większości z zestawień materiałowych BOM, jednak przyjęcie naliczania zleceń (ich wielkości i czasu rozpoczęcia) przy założeniu nieskończonych zdolności produkcyjnych powoduje, że planowanie daje wyniki przybliżone i takie jest też planowanie kosztów.
III. Dostosowanie do wymagań klientów i reagowanie na konkurencję, a głównie:
- Działanie w sferze produkcji sterowanej zleceniami klienta musi być równie, a nawet bardziej efektywne niż przy produkcji masowej w długich seriach dostosowując się do specyficznych wymogów, a nawet kaprysów klientów. Konieczne jest reagowania szybkie na zlecenia klientów równocześnie konfigurując wyroby wybierając opcje i warianty z pośród wielu możliwych i dostępnych. W trakcie produkcji steruje się realizacją zleceń dla poszczególnych klientów. Wiele obecnych systemów ERP obsługuje te wymogi słabo lub wcale.
- Aby pokonać konkurencję inaczej niż tylko ceną i ewentualnie jakością należy dostarczać i obsługiwać dodatkowo przez ERP takie sfery działalności jak serwis posprzedażny, gospodarkę majątkiem produkcyjnym.
IV. Współpraca z innymi przedsiębiorstwami, a w szczególności:
- Obsługa łańcucha dostaw pomiędzy powiązanych między sobą długoterminowymi umowami przedsiębiorstwami, zwykle dostawcami i odbiorcami elementów do wytworzenia wyrobu lub elementu o wyższym stopniu złożenia. Powiązania takie obejmują zwykle obsługę specjalnych warunków dostaw, obsługę zapasów u odbiorcy, kontrakty chwilowe dostaw zależne od potrzeb produkcji itp. Logika MRP z trudem, a często wcale nie obsługuje tego typu potrzeb.
- Obsługa outsourcingu. Zlecane na zewnątrz mogą być operacje zewnętrzne takie jak zlecanie części operacji produkcyjnych, transport wyrobów gotowych jak i wewnątrz przedsiębiorstwa lub konserwacja urządzeń. System ERP musi zapewniać przejrzystość operacji w łańcuchu dostaw w którym występuje outsourcing i inne możliwości kooperacji niezależnie od ich dostawcy. Jest to zwykle bardzo trudne do zrealizowania przy zastosowaniu logiki MRP.
V. Możliwość obsługi sytuacji nadzwyczajnych:
- Możliwość funkcjonowania z oprogramowaniem w przypadku połączenia się dostawcy oprogramowania z inną firmą software’ową - bezpieczeństwo nabywcy.
- Specjalizacja oprogramowania dla danej branży i struktury oraz wielkości przedsiębiorstwa użytkownika. Całkiem często oprogramowanie dla biura konstrukcyjnego jest z dużym nakładem pracy i kosztów eksploatowane w przedsiębiorstwie o charakterze spożywczym.
- Elastyczność i podatność na zmiany np. w przypadku zmiany właściciela. Czy nie będzie konieczna zmiana systemu i ponowne wdrażanie?
W ostatnich latach pojawiły się systemy zaawansowanego planowania APS (Advanced Planning and Scheduling). Korzystają one z dostępnych, znacznie zwiększonych zdolności obliczeniowych w systemie klient / serwer oraz osiągnięć w rozwoju algorytmów z wykorzystaniem sztucznej inteligencji. Pierwsze zastosowania APS były szerzej dostępne na rynku w pakietach Manugistics i I2, które znalazły szerokie zastosowanie w przedsiębiorstwach produkcyjnych powiązanych między sobą zwykle z rozbudowanymi łańcuchami dostaw. Niezbędne było planowanie i koordynowanie działalności wielu przedsiębiorstw z siecią dostawców i siecią dystrybucji z rozległym wykorzystaniem transportu własnego lub obcego. Planowanie oraz praktycznie codzienne przeplanowywanie produkcji musiało być realizowane ze ścisłym przestrzeganiem faktu, że nie można wykorzystać więcej zasobów niż się ma.
Systemy te sprawdzają się w praktyce, są jednak drogie. Sposób funkcjonowania APS można określić w zarycie następująco:
- Dane o produktach zgrupowane w pakiety są ładowane do pamięci operacyjnej serwera. Odnosi się to do produktów wymienionych w planie produkcji (zamówienia klientów i prognozy zbytu). Proces ten wymaga jednorazowo trochę czasu, jednorazowo zwykle kilkudziesięciu minut, a potem tylko sekund na doładowanie danych o nowych produktach pojawiających się w zmieniającym się planie jako zamówienia lub prognozy.
- Po uruchomieniu procesu planistycznego w pamięci serwera wykonywane są wszystkie niezbędne operacje do określenia:
- Zaplanowanie zleceń produkcyjnych do realizacji zleceń klientów po ich nettowaniu o stany magazynowe i prace wtoku.
- Cykli produkcyjnych na poszczególnych poziomach produkcji wyliczonych z dokładnych danych o procesach technologicznych.
- Ustalenie terminów realizacji (planowanego rozpoczęcia i zakończenia) zleceń produkcyjnych i zakupowych przy uwzględnieniu ograniczonych zdolności produkcyjnych, możliwości zakupu oraz możliwości transportowych.
- Respektowanie zasady, że wszystkie zlecenia: produkcyjne, zakupowe i transportowe są powiązane z konkretnymi zleceniami klientów.
Po każdej zmianie planu lub o ile to jest celowe po każdej transakcji zmieniającej dane planistyczne (nowe zlecenie, anulacja, realizacja zlecenia , dostawa itp.) następuje przeplanowanie zleceń produkcyjnych. Ze względu na realizację obliczeń w pamięci serwera czas przetwarzania nie stanowi problemu. Możliwe jest sterowanie obsługą zleceń klientów w czasie zbliżonym do rzeczywistego. Oprócz tego pożytecznym poszerzeniem jest obsługa funkcji zarządzania transportem: planowanie transportu, wykorzystania środków transportu, optymalizacja marszrut, minimalizacja kosztów przewozów itp. W swej rozwiniętej postaci APS może obsługiwać pełne zarządzanie łańcuchem dostaw SCM w powiązanych między sobą przedsiębiorstwach.
Większość znaczących dostawców systemów ERP dostarcza jakiejś postaci APS. W wielu przedsiębiorstwach wybierane są ciągle do wdrożenia lub kontynuacji wykorzystania systemy ERP wykorzystujące jako jądro logikę MRP. Jest to zwykle spowodowane poniższymi przyczynami:
Większość znaczących dostawców systemów ERP dostarcza jakiejś postaci APS. W wielu przedsiębiorstwach wybierane są ciągle do wdrożenia lub kontynuacji wykorzystania systemy ERP wykorzystujące jako jądro logikę MRP. Jest to zwykle spowodowane poniższymi przyczynami:
- Oprogramowanie APS jest na ogół oferowane jako droga, o niełatwym do zrozumienia działaniu przez bezpośrednich użytkowników, nakładka do systemu ERP.
- Jak zwykle przy wprowadzaniu czegoś nowego występuje konserwatyzm potencjalnych użytkowników oraz wątpliwości co do korzyści takiego rozwiązania.
- Dla przedsiębiorstw o produkcji na magazyn np. produkcja sprzętu AGD, elektronicznego logika MRP w ERP jest zwykle całkowicie wystarczająca, jednak sprawdza się gorzej w przypadku produkcji na konkretne zamówienia klientów.
Dodatkowy problem powstaje, gdy w przedsiębiorstwie wprowadzane są zasady szczupłego zarządzania (lean management), które z założenia wymagają eliminacji wszelkiego typu rozrzutności. Jako rozrzutność traktowana jest produkcja w ilości większej niż na bezpośrednie zamówienia klientów, nadmierne zapasy, zbędne przemieszczenia materiałów i produktów, braki produkcyjne i czas oczekiwania biernego półproduktów. Należy stwierdzić, że ERP/MRP stosujące technikę „wciskania” produkcji jest w wielu aspektach sprzeczne z tymi zasadami, ponieważ:
- MRP jest zorientowane na produkcję partiową co siłą rzeczy prowadzi do narastania prac w toku i zapasów.
- Wydłużanie cykli produkcyjnych skutkujące wzrostem zapasów i zwiększonym zaangażowaniem środków obrotowych.
Sterowanie przepływem odbywa się często bez większego wykorzystania informatyki, a system ERP/MRP obsługuje zlecenia klientów, gospodarkę materiałową i rachunkowość.
Oprócz sterowania przepływem stosowane są techniki Kanban i TOC (theory of Constrains) Teoria ograniczeń. Wymagają one daleko idących modyfikacji oprogramowania do zarządzania sferą produkcji, a praktycznie odrębnych modułów. Możliwe jest stosowanie głęboko zmodyfikowanych modułów MRP.
Pomimo licznych niedogodności i wad jednak nie przewiduje się, aby systemy ERP/MRP zaczęły w szerszym zakresie wychodzić z użycia. Są one uzupełniane i wbudowywane w obsługę łańcuchów dostaw pomiędzy powiązanymi ze sobą przedsiębiorstwami.
