Основные внутренние механизмы обработки информации в SCADA-
системах: технология OPC (основные спецификации).
базы данных. Системы автоматического управления технологическими процессами измеряют сотни переменных, которые необходимо хранить, сортировать (фильтровать), группировать, извлекать и представлять в виде, удобном для пользователя (диспетчера SCADA-системы Система баз данных — это компьютеризированная система хранения однотипных переменных. Саму же базу данных можно рассматривать как хранилище файлов данных с определенной структуройв табличной форме . Пользователям предоставляется возможность выполнять (или передавать системе запросы на выполнение)множество операций над такими файлами: вставлять, удалять, изменять и фильтровать данные.Основными свойствами СУБД являются:• наличие пользовательского интерфейса на базе языка запросов SQL;• возможность одновременного обслуживания множества пользователей;• корректность работы с данными;• обеспечение защиты и секретности.Таким образом, концептуальная схема системы баз данных включает четыре главных компонента:• данные – информация, которая хранится в базе данных в виде таблиц и может быть использована пользователем;• аппаратное обеспечение – устройства для хранения информации (обычно жесткие диски);• прикладное программное обеспечение – обеспечивает обработку запросов пользователей к базе данных;• пользователи – которые активно модифицируют и эксплуатируют данные.
49 -50 MES-системы: назначение и типовые функции. Оперативно-календарное (детальное) планирование в MES-системах.
MES-система (manufacturing execution systems, производственная исполнительная система) – комплекс аппаратно-программных средств, обеспечивающих функции управления производственной деятельностью цеха: от заказа на изготовление партии продукции и до завершения производства. Включает 11 основных функций (все они имеют оперативный характер и регламентируют соответствующие
требования не к предприятию в целом, а к цеху):1. Контроль состояния и распределение ресурсов (RAS) –обеспечивает управление ресурсами производства (материалами и оборудованием) и другими объектами (методиками работ, документами о порядке выполнения каждой производственной операции).2. Оперативно-календарное (детальное) планирование (ODS) –обеспечивает оперативное и детальное планирование работы, основанное на приоритетах, характеристиках и свойствах конкретного вида продукции, а также оптимально рассчитывает загрузку оборудования.3. Диспетчеризация производства (DPU) – обеспечивает отслеживание выполнения операций, объемов, партий, заказов, занятость оборудования и людей в соответствии с планом в режиме реального времени.4. Управление документами (DOC) – контролирует содержание и прохождение документов, сопровождающих выпускаемое изделие (инструкции и нормативы работ, способы выполнения, чертежи, процедуры стандартных операций, программы обработки изделий, сообщения об изменениях, передачу информации от смены к смене и т.д.),а также обеспечивает возможность вести плановую и отчетную цеховую документацию. Предусматривается архивирование информации.
5. Сбор и хранение данных (DCA) – обеспечивает информационное взаимодействие различных производственных подсистем для получения, накопления и передачи данных (вводятся вручную и/или автоматически).
6. Управление персоналом (LM) – информирует о персонале (отче-
ты о времени и присутствии на рабочем месте, слежение за соответствием сертификации, учет основных, дополнительных и совмещаемых обязанностей персонала).7. Управление качеством продукции (QM) – предоставляет данные измерений о качестве продукции, в том числе и в режиме реального времени, заостряя внимание на критических точках (предлагает действия по их исправлению). 8. Управление производственными процессами (PM) – отслеживает заданный производственный процесс, а также автоматически вносит корректировку или предлагает соответствующее решение оператору для исправления или повышение качества текущих работ. 9. Управление производственными фондами (техобслуживание) (MM) – поддерживает процесс технического обслуживания, планового и оперативного ремонта оборудования и инструментов.10. Отслеживание истории продукта (PTG) –информирует о том, где, кем и в каком порядке велась работа с данной продукцией (персонал, компоненты продукции, материалы от поставщика, партия, серийный номер, текущие условия производства, несоответствия установленным нормам, индивидуальный технологический паспорт изделия).
11. Анализ производительности (PA) – формирует отчеты о реальных результатах производственных операций (наличие, использование, время цикла ресурсов, соответствие плану, стандартам и т.д.), а
также сравнивает с предыдущими и ожидаемыми результатами.
Из них базовыми функциями являются две:— оперативно-календарное (детальное) планирование (ODS);— диспетчеризация производственных процессов в цеху (DPU).
51 Диспетчеризация производственных процессов в MES-системах.
MES-системы при выполнении заданий опираются на принцип расчета и коррекции производственных расписаний по фактическому состоянию производства. Они достаточно чутко реагируют на различные возмущения внутреннего характера:• отклонения во времени выполнения технологических операций;• непредвиденный выход из строя оборудования;• появление брака в процессе обработки изделий и т.п.
Модуль диспетчеризации MES-систем отвечает за выполнение запланированных работ по расписанию, несмотря на возмущения (поломки, брак, временные сдвиги выполнения), возникающие в реальных ситуациях. Основан на выполнении плана, построенного на обратной связи с диспетчером.Модуль диспетчеризации тесно связан с модулем оперативного планирования. Без обратной связи, т.е. контура диспетчеризации ни одно расписание, как бы точно оно не было построено, невыполнимо. Если убрать модуль оперативного планирования, то невозможно будет понять что же надо изготавливать в тот или иной момент времени, а если убрать модуль диспетчеризации, то станет ясно,что само по себе планирование бесполезно как таковое, уже после первой незапланированной остановки технологического аппарата. Поэтому в MES-системах оба модуля органично связаны между собой и представляют единую систему осуществления плана (т.е. его создания и коррекции). Функция диспетчеризации реализована в виде специального модуля с которым работает диспетчер. Его задачей является фиксация всех событий в производственной системе: моментов действительного окончания обработки партий изделий, отказов оборудования по различным причинам, любых опережений и запаздываний тех или иных процессов и т.п. Все эти события вводятся диспетчером (обычно, вручную) по мере поступления к нему новой информации о состоянии производственных процессов в цеху.Далее MES-система, с определенным интервалом времени, автоматически анализирует информацию, полученную с диспетчерских станций, и если фактическое состояние дел существенно расходится с плановым заданием (изменяются моменты окончания обработки партий изделий), то диспетчер оповещается системой о наличии данных расхождений.После принятия решения диспетчером (а это, чаще всего, либо Временной сдвиг работ, либо пересчет расписания) скорректированное расписание вновь вступает в работу с обязательным оповещением на те участки, которых затронули коррективы.Процедура оповещение диспетчера о событиях может быть реализована различными способами:• обходом технологических аппаратов;• сообщениями от персонала, обслуживающего аппараты;• данных от технических средств автоматизации,
52 Концепции ERP-систем: назначение.
Общие положения. Термин «ERP-система» (Enterprise Resource Planning System – управление ресурсами предприятия, и по сути являющийся традиционной АСУП) употребляется в двух значениях:• концептуальном – методология эффективного планирования и управления всеми ресурсами предприятия (закупок, производства, продаж) в сферах производства, торговли, услуг и др.;• прикладном – автоматизированная информационная система дляреализации данной методологии.
Как правило, ERP-системы строятся по модульному принципу, и
в той или иной степени охватывают все ключевые процессы деятель-
ности предприятия В основе ERP-систем лежит принцип создания единого хранилища данных, содержащего всю корпоративную бизнес-информацию и
обеспечивающего одновременный доступ к ней любого необходимого
числа сотрудников предприятия, наделенных соответствующими полномочиями. Изменение данных производится через функции (функциональные возможности) системы.Областью применения ERP-систем являются: средние/крупные промышленные и торговые предприятия. Их функционирование связано с решением многих общих востребованных производственных задач
Причины внедрения/модификации. Связаны с фактором раз-
вития предприятия как открытой системы, т.е. подверженной не-
прерывным изменениям
ERP-система (как следует из названия) – это в первую очередь система планирования ресурсов. Она описывает не только ситуацию«как было» и «как есть», но и «как будет», «как должно быть». ERP-системы не просто хранят данные о происходящем на предприятии,но и имеют в своем составе модули планирования и оптимизации разных видов ресурсов (материальных, финансовых, организационных,временных и т. п.)
Ключевые признаки для ERP-систем можно подразделить на тех-
нологические и функциональные. На технологическом уровне обще-
принятыми требованиями являются: наличие трехуровневой архитек-
туры системы, включающей сервер баз данных, сервер приложений и
клиентскую часть, единая база данных (или распределенная с задей-
ствованным механизмом репликации данных), открытость систем, ис-
пользование реляционных СУБД и средств CASE для проектирования
и развития этих систем.Что касается функционального наполнения ERP-систем, то оноописано в определениях APICS (American Production and Inventory Control Society, сейчас – Association for Operations Management) и
Gartner.
53 Концепции ERP-систем: функциональные блоки.
ERP-система должна включать следующие функциональные бло-
ки (версия компании APICS):
• автоматизации управления производственными ресурсами
(Manufacturing Resource Planning – MRPII);
• автоматизации управления цепочками поставок (Supply Chain
Management – SCM, в развитие Distribution Resource Planning –
DRP);
• автоматизации расширенного объемно-календарного планиро-
вания (Advanced Planning and Scheduling – APS);
• автоматизации управления конструкторско-технологической до-
кументацией (Product Data Management – PDM);
• автоматизации конечного планирования ресурсов (Finite Re-
source Planning – FRP);
• электронной коммерции (Electronic Commerce – ЕС);
• автоматизации управления взаимоотношениями с клиентами
(Customer Relationship Management – CRM;
• бизнес-аналитики (Business Intelligence – BI);
• конфигурирования системы (Standalone Configuration Engine –
SCE).
В данном списке не упоминается финансовый блок, так как он
включен в MRPII (Financial Planning).
ERP-система должна включать следующие блоки (версия компа-
нии Gartner): • MRPII;• поддержки всех видов производств;
• финансового учета и планирования; • управления продажами;
• управления закупками (SCM);• управления логистикой (CRM);
• управления персоналом.При этом центральным блоком, связывающим между собой все остальные, здесь является финансовый, включающий и все функции учета (в отличие от MRPII).Так как ERP-системы являются развитием систем MRPII, то две основные функции являются базовыми:
• интеграция корпоративных данных; • оптимизация использования имеющихся в распоряжении предприятия ресурсов производства.
За их выполнение отвечают следующие функциональные блоки:
• блок финансового учета и планирования,
• блок MRPII и поддержки всех видов производств,
• блок управления персоналом,• блок управления закупками и блок управления логистикой,• блоки управления продажами и бизнес-аналитики.
54 Основные функции ERP-систем.
• ведение конструкторских и технологических спецификаций, определяющих состав производимых изделий, а также материальные ресурсы и операции, необходимые для их изготовления;• формирование планов производства и продаж;• планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и объёмов поставок для выполнения плана производства продукции;• управление запасами и закупками: ведение договоров, реализация централизованных закупок, обеспечение учёта и оптимизации складских и цеховых запасов;• планирование производственных мощностей от укрупнённого до использования отдельных станков и оборудования;