PLM + ERP: эффект синергии

Но ситуация стремительно меняется. Эта и последующие статьи призваны дать представление о текущем состоянии и способах решения данной задачи.

Информационная архитектура ИПК

Ландшафт информационных систем современных ИПК довольно сложен и многообразен. Но основные его компоненты, которые определяются архитектурой предприятия, можно иллюстрировать простой информативной диаграммой (см. рис.).

Практически все современные западные производственные системы базируются на концепции ERP и отвечают ее рекомендациям, которые вырабатываются американской общественной организацией APICS (American Production and Inventory Control Society). Концепция ERP, называемая иногда также Enterprise-wide Resource Planning (планированием ресурсов в масштабе предприятия), расширяя стандарт MRP II, содержит различные методы планирования ресурсов предприятия и предназначена для управления его финансового-хозяйственной деятельностью. Однако ИПК отличаются большим (абсолютным и относительным) объемом процессов разработки, проектирования и подготовки производства, на управление которыми концепция ERP не распространяется. Поэтому концептуально решения по комплексной автоматизации ИПК состоят в совокупном внедрении ERP- и PLM-решений:

• на основе ERP-платформы решаются задачи планирования финансовых и производственных ресурсов предприятия и управления релевантными бизнес-процессами;

• средствами PLM обеспечивается решение всего спектра задач по разработке изделия и управлению инженерной информацией об изделии на всех этапах его жизненного цикла. Жизненный цикл изделия (ЖЦИ) — перечень этапов, через которые проходит изделие за весь период своего существования. Включает этапы маркетинговых исследований, концептуального проектирования дизайна изделия, конструкторской и технологической подготовки производства, изготовления, обслуживания, утилизации и т. п.

При этом оба направления развиваются независимо друг от друга. В результате отсутствует единое информационное пространство⁴ (ЕИП), которое могло бы стать основой системы технической подготовки, оперативного учета и управления ресурсами производства на уровне участка, цеха и предприятия в целом, а значит, функции дублируются, данные многократно вводятся вручную, взаимосвязанную отчетность получить не удается.

Вполне закономерно, что в границах ИПК информационные потоки систем разных классов (ERP и PLM) стали неизбежно пересекаться, и естественным образом возникла необходимость их интеграции.

Функциональное разделение систем ERP и PLM сложилось в ходе развития ИТ.

Как это было

Развитие производственных отношений в странах рыночной экономики, начиная со второй половины 20-го века, ознаменовано признанием того, что информация является наиболее ценным экономическим ресурсом. От эффективности ее обработки зависит эффективность деятельности предприятия. Следовательно, наиболее перспективным направлением инвестиционной деятельности является вложение в информационные активы предприятий.

Стандартизация ноу-хау усилиями авторитетных организаций (Gartner, APICS, ANSI, ISO и др.) способствовала формированию и распространению лучшей практики (best practice) — формализованного уникального успешного практического опыта.

Темпы развития вычислительной техники в этот период способствовали созданию ресурсоемких концепций, методологий и методик планирования производственной деятельности промышленных предприятий (MRP, MRP II, ERP, ERP II). Без проволочек создавались информационные системы, реализующие лучшую практику.

Параллельно, начиная с 1960-х гг., создавались программные пакеты, выполняющие функции CAD / CAM / CAE / PDM , т. е. автоматизированного проектирования, подготовки производства, конструирования и управления инженерными данными об изделии.

В 1990-е годы наступило время массового распространения локальных сетей и персональных компьютеров, что привело к рождению массовых систем CAD⁵ / CAM⁶ / CAE⁷ / PDM⁸ и первых систем PLM. Начало 21-го века отмечено активным продвижением концепции PLM.

Поставщики ERP-систем (SAP AG, Oracle Co) приложили немало усилий для разработки собственных PLM-решений, которые, строго говоря, представляли собой PDM-системы. Однако они не смогли удовлетворить растущие потребности сегодняшней ИПК.

Тенденции

Глобализация. Главным изменением в индустрии ИПК за последнее десятилетие стала реальная глобализация мирового производства, торговли и конкуренции. Она проявляется уже на первом и ключевом этапе жизненного цикла изделия (если не считать первичных маркетинговых проработок) — на этапе проектирования. Глобализация выражается как в территориальном распределении проектирования, так и в изменениях его методик — разработчики, начиная со стадии концепта изделия, должны учитывать глобальные логистические цепочки, а также осуществлять выбор технологии изготовления ключевых компонентов. Ведь от этого зависит функциональная и ценовая конкурентоспособность будущего изделия.

Сборка на заказ. Современные производители заинтересованы в удовлетворении максимального количества пожеланий покупателей своей продукции и в скорейшем удовлетворении спроса на изделие с набором опций, требуемым конкретным заказчиком. Решается эта задача путем конфигурирования изделий по всей цепочке, от проектирования до сбыта. Попутно, как правило, решается и задача унификации. Все это дает возможность работать по схеме «сборка на заказ», экономически весьма выгодной как производителю, так и потребителю. Эти методы были известны еще до появления концепции PLM, но она предоставила технологическую платформу и позволила решать все эти задачи в комплексе с другими, например с проектированием в современных системах автоматизированного проектирования.

Проектирование и размещение производства серий изделий на стороне. Все больше компаний изначально работают в среде глобализованных логистических цепочек и даже глобализованного проектирования. И выстраивание этих цепочек, начиная с самых ранних этапов зарождения концепта изделия, оценка их стоимости (быстрая и многократная, на различных этапах) и последующий контроль их исполнения — важнейший для них вопрос. Для автоматизации такой деятельности в идеале нужна глобальная система PLM/ERP с глобальной же подсистемой управления основными данными (Master Data Management, MDM).

Коллаборативные 3D PLM-технологии

На вызов времени и потребности бизнеса достойно ответили ведущие поставщики PLM-систем (Dassault Systemes, Siemens PLM Software), выведя на рынок коммерческие продукты, реализующие архитектуру PLM 2.0.

Предлагаемые сегодня коллаборативные PLM-технологии делают возможным эффективное сотрудничество между всеми участниками разработки в масштабах территориально распределенной команды. Они обеспечивают глобальную среду управления цифровой информацией об изделии. Это означает для их пользователей возможность виртуально проектировать и визуализировать изделия, а также моделировать соответствующие производственные процессы. Благодаря SD-подходу и гибкому цифровому контенту информация об изделии может передаваться, повторно использоваться и обогащаться. Современные PLM-системы позволяют определять изделия, процессы и ресурсы внутри виртуального онлайнового мира, ведущего себя в точности, как настоящий.

Сегодня PLM является не просто абстрактным «управлением жизненным циклом изделия», как гласит буквальный перевод, а означает эффективность процессов проектирования, производства и обслуживания, выход на международные рынки, участие в цепочках глобальной кооперации и многое другое.

Стало очевидно, что демаркационная зона между системами ERP и PLM сохранится. Более того, сегодня именно система PLM становится основным владельцем информации на инжинирингово-производственном предприятии, хотя раньше эта роль принадлежала ERP (вспоминаю, что когда-то компания Boeing использовала не одну, а сразу целых четыре ERP-системы от разных вендоров). Иными словами, PLM превращается в основную среду интеграции (см. рис.).

Зачем нужна интеграция PLM-ERP

Большинство отечественных производственных предприятий прошли начальный период информатизации. В финансовых отделах работают бухгалтерские программы, в конструкторских и технологических — CAD/CAM/CAE.

Начинается вторая фаза, когда рост потребностей бизнеса, осознание ценности информации как экономического ресурса и появление дополнительных возможностей для инвестиций в ИТ позволяют внедрить систему PDM и осуществить переход от автоматизации проектирования к управлению информацией об изделии на протяжении всего его жизненного цикла, т. е. к реализации концепции PLM, а также заменить учетно-складские приложения на полноценную ERP-систему.

Однако автоматизация управления инженерной информацией будет не полноценной, если автоматизируемая система создается в рамках инженерных служб подготовки производства. По настоящему ценной инженерная информация становится тогда, когда она в полной мере используется для управления предприятием в целом. Для этого система управления инженерной информацией должна существовать в одном информационном пространстве с ERP-системой. Но для реализации единого информационного пространства нужно сделать следующий шаг и объединить PLM (т. е. связку CAD / CAM / CAE — PDM) с ERP, так как последняя создает и потребляет значительную часть информации об изделиях.

PLM и ERP: разные миры

Объединить PLM с ERP — непростая задача. Ведь системы PLM и ERP предназначены для решения разных задач, да и производят их традиционно разные разработчики. Первые (PLM) сфокусированы на создании информации об изделии и процессах его изготовления, а вторые (ERP) — на управлении бизнес-процессами, такими как планирование производства, снабжение, ведение складского хозяйства, сбыт, учет издержек и т. д. При этом PLM-системы в основном имеют дело с неструктурированными данными (эскизами, чертежами, моделями) и оптимизированы для обслуживания контекстно-зависимой информации. А ERP-системы работают со структурированными данными и оптимизированы для управления транзакциями.

Чего не может PLM-система?

PLM не имеет данных о мощностях предприятия, о загрузке ресурсов, о доступных запасах материалов и оснастки, о финансовых и других возможностях предприятия, определяющих процессы заготовки и сбыта. То есть, конструктора проектируют без учета каких-либо ограничений производства, вследствие чего, возрастает объем работ для технолога по подготовке производства. PLM-системы не содержат данных, определяющих характеристики изделия как товара (цена / качество/ срок изготовления), и не могут в реальном режиме времени обеспечить руководство информацией о предстоящих затратах и потребностях в ресурсах.

Чего не может ERP-система?

ERP-система не поможет снизить себестоимость изделия ниже той, что «заложена» в изделие техническими специалистами в ходе его проектирования, когда конструктором и технологом были определены материалы, оснастка и маршрут изготовления изделия.

Выгоды от интеграции PLM-ERP

Стратегическая цель интеграции систем PLM и ERP — добиться снижения затрат и себестоимости продукции, сократить сроки выпуска новых изделий, повысить конкурентоспособность предприятия, сделать его более прозрачным и управляемым.

Использование интегрированного решения на предприятии обеспечит ритмичное, своевременное, взаимосвязанное и достоверное функционирование процессов проектирования и производства, что позволит повысить эффективность процесса управления и получить экономический эффект от сокращения сроков проектирования и подготовки производства.

Конструкторы должны фокусироваться на задачах проектирования и не должны отвлекаться на рутину. После интеграции PLM-ERP, например, обозначение деталей, позиций и прочая информация автоматически связывается с деталями и проверяется системой, что обеспечивает корректность данных, передаваемых в ERP-систему планирования ресурсов предприятия.

Основные результаты интеграции PLM-ERP

Избавление от многократного ввода данных в различные системы ускоряет техническую подготовку производства, а управление нормативной себестоимостью изделий на стадии разработки позволяет избежать затрат на изготовление лишних партий опытных образцов и оснастки. В результате предприятие выходит на качественно новый уровень. Представьте себе, каких высот оно может достичь, если на всех стадиях проектирования конкурентоспособность изделия по стоимостным характеристикам рассчитывается и контролируется в ERP-системе на основе данных из PLM-системы.

К эмпирическим оценкам достоинств интеграции PLM и ERP можно отнести количественные данные, полученные, в частности, аналитиками CIMdata на основе исследования результатов интеграции PLM и ERP:

• на 75% сокращаются сроки, издержки и число ошибок, связанные с ручным переносом информации из одной системы в другую;
• на 75% уменьшаются издержки из-за ошибок в спецификациях, создаваемых теперь один раз, а затем управляемых согласованно в PLM и ERP;
• на 15% снижается стоимость товарно-материальных запасов, так как инженеры и конструкторы, зная, какие детали есть на складе, включают их в новые версии изделий и тем самым повышают степень многократного использования компонентов;
• на 8% сокращаются остатки материалов, которые невозможно использовать в производстве из-за того, что они либо давно находятся на складе, либо были заказаны до того, как отдел снабжения узнал об изменении выпускаемой продукции.

Чтобы добиться таких впечатляющих результатов, нужно создать условия, при которых непротиворечивая информация об изделии и процессе производства будет доступна всем сотрудникам предприятия независимо от места их работы. Если сотрудники используют несогласованную информацию, то при проектировании и изготовлении изделий неизбежно возникают ошибки. А как показывают многочисленные исследования, затраты на исправление ошибок, выявленных на поздних этапах жизненного цикла изделия, на несколько порядков выше, чем в случае их обнаружения на ранних стадиях.

Продолжение следует....

Об авторе:

Владимир Закомирный, руководитель проектов компании «Софт-Рейтинг Консалт», PMP.

¹ Инжинирингово-производственной компанией/предприятием (ИПК) в рамках данной статьи будем называть организацию любой организационно-правовой формы, проводящую разработки наряду с их освоением в производстве и выпуском готових изделий. В структуру ИПК входят следующие организации и/или подразделения: проектные, конструкторские, технологические, опытные производства, промышленные предприятия. ИПК отличаются высокими абсолютными и относительными (по отношению к общим издержкам производства) затратами на проектные и конструкторские работы: предприятия авиационной, ракетной, космической отраслей промышленности, приборостроения и др. На ИПК наиболее востребованы PLM- и ERP-системы.

² Product Lifecycle Management (PLM) (жизненный цикл изделия) — это стратегический бизнес-подход, применяющий согласованный набор бизнес-решений по поддержке коллективного процесса разработки, управления, передачи и использования информации об изделии от создания концепции изделия до его утилизации, и реализованный в рамках расширенного предприятия на основе интеграции людей, процессов, бизнес-систем и информации (определение аналитической компании CIMdata). При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолеты и ракеты, компьютерные сети и др.). Информация об объекте, содержащаяся в PLM-системе является цифровым макетом этого объекта.

³ Enterprise resource planning (ERP) (планирование ресурсов предприятия) — ERP-методология — это методология эффективного планирования и управления всеми ресурсами предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета при исполнении заказов клиентов в сферах производства, дистрибуции и оказания услуг. ERP-система — информационная система для идентификации и планирования всех ресурсов предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета в процессе выполнения клиентских заказов (определение из Словаря APICS).

⁴ Единое информационное пространство — это среда обитания современной компании, и от того, как оно организовано, зависит сегодня эффективность всей компании и производительность каждого из ее подразделений. Поэтому рано или поздно любая компания задумывается о своей ИТ-архитектуре, и чем быстрее она откажется от увлечения глобализацией в пользу сервисной интеграции, особенно в эпоху облаков, тем лучше.

⁵ Computer Aided Design (CAD) — система конструкторского проектирования.

⁶ Computer Aided Manufacturing (CAM) — система технологического проектирования (технологической подготовки производства).

⁷ Computer Aided Engineering (CAE) — система функционального проектирования (инженерных расчетов, анализа и симуляции).

⁸ Product Data Management (PDM) (система управления данными об изделии) — организационно-техническая система, обеспечивающая управление всей информацией об изделии. При этом в качестве изделий могут рассматриваться различные сложные технические объекты (корабли и автомобили, самолеты и ракеты, компьютерные сети и др.). PDM-системы являются неотъемлемой частью PLM-систем.