Российская компания BFG Group разрабатывает и внедряет интеллектуальную платформу для управления производством на основе прогнозного моделирования Платформа BFG дополняет ERP-систему предприятия возможностями оптимизации производства на разных горизонтах планирования для сокращения времени исполнения заказов и повышения производительности труда. В большей степени платформа BFG применима для промышленных предприятий с дискретным типом производства (машиностроение, приборостроение, производство мебели, легкая промышленность и другие).

Компания BFG Group за 15 лет своего существования прошла путь от внедрения роботизированных комплексов, производственного инжиниринга и консалтинга, до разработки собственного программного обеспечения.

О том, что не в “роботах” залог успешности промышленного предприятия, специалисты BFG Group задумались после регулярных жалоб клиентов, у которых была базовая автоматизация процессов производства (замена ручного труда роботами), и новейшее оборудование, только прибыль после техперевооружения росла совсем незначительно. Именно тогда стало понятно, что потребности промышленных предприятий не ограничены локальной автоматизацией. Все чаще клиенты стали интересоваться возможностью улучшить характеристики предприятия кардинально, не на 5–10 %, а в 2–3 раза.

В итоге, BFG Group реализовали идею e-manufacturing (применение цифровых моделей\цифровых прототипов при проектировании и эксплуатации производственных систем)  на базе ПО, существующих на рынке (в частности, на базе Anylogic и Siemens Plant Simulation). Но ни один продукт не решал задачу “под ключ” для предприятия в целом, так как на создание цифровой модели производства уходили месяцы и даже годы, а результат так и не достигался. В результате, командой BFG была создана собственная одноимённая ИТ-платформа, в основе которой лежат алгоритмы дискретно-событийного и агентного моделирования, появилась собственная методология достижения бизнес целей предприятия, основанная не на описании модели «как есть» и автоматизации текущих неидеальных процессов в производстве, а на построении оптимальной модели предприятия «как должно быть» с последующей автоматизацией планирования производства.

Ключевым отличием компании BFG Group является то, что она предлагает не просто автоматизацию и цифровизацию планирования производства, чем занимаются другие ERP/APS/MES-cистемы. Подход BFG заключается в следующем: сначала на виртуальной модели производства (“цифровом двойнике”) происходит правильная организация производственной системы.

Для этого проверяются (моделируются) различные гипотезы “что, если?”, что позволяют заранее оценить их влияние на достижение поставленных целей руководителей предприятия. И только потом внедряется автоматизация процесса исполнения плана, а именно — оперативное управление производством, которое накладывается на уже правильно выстроенную производственную систему.

Каталог решений с платформой BFG:

• Системы поддержки принятия решений (DSS) для моделирования гипотез типа «что, если?»
• Оптимизация плана производства:   
  • Автоматическая балансировка для устранения перегрузок по ресурсам и срокам
  • Балансировка по альтернативным маршрутам
  • Максимальная скорость потока при сокращении непроизводственного времени 
  • Расчёт оптимальной партии запуска

• Планирование цепей поставок SCM
• Анализ поставок SCM для загрузки сборочного производства
• Оценка рисков поставок с детализацией графика обеспечения до 1 рабочего дня
• Планирование и моделирование производственной программы:
  • Среднесрочное планирование производства (2-5 лет)
  • Объёмно-календарное планирование производства (1-12 месяцев)
  • Оперативное оптимальное APS-планирование до сменного задания (1-4 недели)

• Внутрицеховая диспетчеризация:
  • Персональная прослеживаемость исполнения по сотруднику
  • Побригадный учёт выполненных работ

Продукты в составе платформы BFG

Для реализации прикладных производственных решений управления, нашей командой создана платформа BFG, которая имеет модульную архитектуру и на данный момент включает в себя 4 продукта, которые входят в единый реестр российских программ для электронных вычислительных машин и баз данных Минкомсвязи РФ. Данные продукты можно применять отдельно друг от друга, а можно в комплексе для достижения большего результата.

• Продукты для объемного и детального прогнозного моделирования производства (BFG iMRP и BFG Simulation) направлены на то, чтобы сконструировать производство под цели предприятия (сколько нужно ресурсов для исполнения плана, как равномерно загрузить производство, отдать ли часть работ на аутсорсинг, как правильно подобрать политики планирования, сколько продукции можно максимально сделать и в какой срок);
• Продукты для оперативного планирования и диспетчеризации производства (BFG APS и BFG iMES) направлены на следующий логичный шаг в производственном процессе: исполнить то, что было виртуально сконструировано на первом шаге. При этом в реальной жизни ежедневно случаются десятки изменений, и необходимо иметь возможность гибко на них реагировать, постоянно осуществлять перепланирования, но в привязке к желаемой цели. Даже на уровне оперативного управления производством, продукты BFG дают возможность моделировать разные варианты составления плана, но уже с ограничениями для изменений. В рамках оперативного горизонта планирования (неделя/месяц) станок уже докупить нельзя, а поменять правила формирования партий или перевести рабочих на другую сменность — можно. 

Благодаря модульной архитектуре, платформа BFG пользователь избегает дублирования функциональности с уже имеющимися на предприятии системами. Например, если есть своя система диспетчеризации, то можно приобрести платформу без такого модуля..

Подробнее о продуктах.

Система объемного моделирование производства BFG iMRP предназначена для быстрого анализа исполнимости и балансировки плана от 1 месяца до 10-15 лет. С помощью нее выстраивается исполнимый сбалансированный объемный производственный план в части загрузки производственных мощностей и, что становится всё более актуальным — загрузки производственного персонала, происходит сравнение вариантов плана и формирование графика поставок материалов.

Возможности системы BFG iMRP:

• Автоматическая балансировка объемно-календарного плана производства по всем доступным технологическим маршрутам (включая альтернативные), а также по периодам времени для устранения пиков загрузки персонала.
• MRP II планирование загрузки ресурсов — обратное (вытягивающее) планирование от потребности поставки.
• Расчет необходимых ресурсов (как производственных мощностей, так и персонал) для исполнения плана, оценка применения аутсорсинга.
• Удобный анализ исполнимости объемного плана и определение узких мест по ресурсам.
• Создание нескольких вариантов объемного плана и их сравнение для поддержки принятия верных решений.
• Увязывание плана сборки и планов «подающих» цехов.
• Планирование с учетом графика обеспеченности материалами и комплектующими (МиК).
• Планирование поставок материалов с учётом подтверждения (согласования) от отдела закупок.
• Учет факта незавершенного производства (НЗП) и складских остатков при моделировании.
• Высокая скоростью расчета производственного плана: до 5 минут.

Важно отметить, что система BFG iMRP обладает высокой адаптивностью под «реальную жизнь» предприятия, так как умеет моделировать на данных, которые уже есть на предприятии.
Это позволяет начать планировать и повышать эффективность предприятия, даже если не все данные оцифрованы: если совсем нет данных, то планировать можно по группам номенклатур; если проработаны маршруты и циклы, то планировать можно по цехо-заходам; если техпроцессы полностью описаны, наконец можно приступить к операционному планированию.

• Система прогнозного имитационного моделирования производства BFG Simulation на основе цифрового двойника, предназначена для получения ответов на вопросы «что будет, если?» в режиме реального времени. Система позволяет проводить многовариантный анализ исполнения плана, сформировать стратегии планирования, помогает принимать верные решения и определить оптимальную для бизнеса производственную программу.

Возможности системы BFG Simulation:

• Прогнозное детальное моделирование производственной программы («до секунды»).
• Моделирование с учётом альтернативных маршрутов.
• Сравнение разных вариантов выполнения плана, в том числе с точки зрения экономики.
• Многовариантный анализ различных стратегий исполнения плана и тонкая настройка сценариев моделирования:
  1. Равномерная загрузка ресурсов;
  2. Максимизация производительности или сокращение циклов производства;
  3. Приоритизация партий в процессе производства;
  4. Управление временем транспортировки при моделировании.
• Расчет оптимальной партии запуска в производство:
  1. Группирование операций;
  2. Определение размера партий, исходя из допустимого времени обработки на станке;
  3. Задание жестких размеров партий;
  4. Управление запуском с ограничением очередей перед рабочим центром (РЦ) в часах, шт., заданиях;
  5. Ограничение количества станков, налаженных для одной операции.

• Система оперативного планирования производства BFG APS предназначена для автоматического построения оптимального детального исполнимого плана с учетом незавершенного производства и выдачи сменно-суточных заданий на рабочие места.

Возможности системы BFG APS:

• Оперативное детальное планирование расписаний работы каждого ресурса и рабочего — готовое сменное задание для каждого.
• Расчет и сравнение нескольких вариантов оперативного плана для выбора лучшего.
• Одновременный запуск нескольких сессий моделирования по преднастроенным правилам оптимизации для упрощения выбора наилучшего результата.
• Оперативная оценка исполнимости плана с индикацией отстающих заказов.
• Прогнозирование потребления материалов и комплектующих (МиК) в привязке к детальному производственному плану «до секунды».
• План-факт анализ готовности позиций для заказов/изделий.
• Аналитические виджеты о ходе исполнения заказов и производственного процесса в целом.
• Автоматический запуск в производство для восполнения бракованной продукции.
• Планирование с учётом:
  • Незавершенного производства (НЗП);
  • Недоступности оборудования (график ТОиР);
  • Наладок на станках.

Система диспетчеризации производства BFG iMES предназначена для комплектования и запуска заданий в производство, выполнения оперативного контроля и персональной идентификация производственного персонала по выполненным заданиям. В результате использования продукта выстраивается абсолютно прозрачный производственный процесс с контролем его выполнения при изменениях. Полная прозрачность учёта хода производства на каждом рабочем месте увеличивает производительность.

Возможности системы BFG iMes:

• Аналитика и фильтрация по маршрутным листам для управления оперативной работой в цехе.
• Контроль обеспеченности маршрутных листов к запуску в производство.
• Управление партиями в производстве.
• Управление комплектацией партий, в том числе частичная комплектация сборки.
• Персональная отметка по заданию от производственного персонала.
• Возможность приостановки партий для проведения дополнительных проверок.
• Возможность отмечать брак, вести перечень причин брака.
• Поддержка «комментариев» от сотрудников по конкретным сменным заданиям.
• Развитая ролевая модель пользователей для управления производственным процессом в цехе имеет готовый к эксплуатации функционал :
  • Плановик;
  • Комплектовщик;
  • Мастер;
  • Рабочий;
  • Контролёр.

На основе чего работает платформа BFG и откуда возникают эффекты от внедрения?

Для создания модели производства в платформе BFG нужны четыре вида исходных данных (НСИ), которые, как правило, с помощью интеграционного решения забираются из ERP/PDM/PLM-систем: 1) что производит предприятие? (номенклатура и спецификации на изделия); 2) как производится продукция? (маршрутные техпроцессы); 3) чем производится продукция? (оборудование, подразделения, персонал); 4) план производства (количество изделий, планируемые сроки выпуска).

Далее на основании исходных данных в платформе рассчитывается детальный прогнозный план производства и можно приступать к моделированию. Алгоритмы моделирования в платформе BFG используют идеи дискретно-событийного и агентного моделирования. В каждом из состояний моделирования платформа BFG автоматически принимает решение как оптимально выстроить работу производственной системы. Любое решение платформы, благодаря вшитым оптимизационным алгоритмам (собственное ноу-хау), подчинено одной цели — обеспечение максимальной скорости потока при сокращении непроизводственного времени. Проще говоря — платформа дает понимание, как выполнить план быстрее и с минимальными затратами.

Используемое «оптимизационное ядро» позволяет рассчитывать производственную программу целиком, что открывает платформе такую важную возможность, как рассчитывать оптимальные партии запуска заказов в производство (группирование операций, оптимизация переналадок, определение размера партий, управление запуском с ограничением очередей перед РЦ). Это ведет к экономии средств предприятия, так как сокращает сроки производства и снижает оборотный капитал.

Также в платформе разработаны дополнительные эвристики — оптимизаторы для объемного планирования производства, которые автоматически (одной кнопкой) балансируют загрузку производства по нескольким критериям. Благодаря этой возможности на предприятии минимизируются запасы полуфабрикатов, а сформированный план не потребует поиска дополнительных ресурсов в течении года/полугода.

Платформа BFG дополняет ERP-систему в части оптимизации производства

Широко известно, что ERP-система это прежде всего учетная система, которая автоматизирует всю учетную политику предприятия (зарплата, кадры, финансовый и налоговый учет, поставщики, банкинг, бюджетирование, себестоимость, учетный документооборот). Помимо этого ERP-cистема выполняет еще одну важную функцию — это автоматизация управления основными производственными процессами (управление складами, закупками, качеством продукции, нормативно-справочной информацией, планом производства и портфелем заказов).

На примере самой широко используемой в России ERP-системы рассмотрим, что 1С:ERP выполняет функцию управления планом производства, а именно позволяет проводить объемно-календарное планирование производства (сколько продукции можно произвести в определенный срок и какими ресурсами) и оперативное планирование производства (1С:ERP может быть дополнена MES-модулем, который позволяет “разложить” объемный план до операций и далее сформировать сменное заданий для выдачи его в цех).

Однако есть важная особенность — 1С:ERP осуществляет планирование без возможности моделирования плана, затруднено внесение изменений в план и перепланирование, так как ERP-система завязана на учетной политике. Также 1С не обладает широкими возможностями для оптимизации плана. Именно в этих областях платформа BFG может служить дополнением к ERP-системе (не конкурируя с ней, а дополняя).

 Платформа BFG “забирает” исходные данные из ERP и дополняет ее в 2-х контурах: 

• Во-первых, помогает ERP работать с портфелем заказов для того, чтобы с помощью удобного функционала моделирования “что, если?” и оптимизационных алгоритмов/эвристик сформировать производственный план, удовлетворяющий целям бизнеса. 
• Во-вторых, на этапе исполнения производственного плана: BFG, принимая из ERP на вход директивный план, занимается оптимальным детальным планированием производства. В отличие от 1C:ERP продукты BFG обладают возможностями тонкой настройки сценариев оптимизации плана, расчета оптимальных партий запуска заказов в производство, создания и удобного сравнения между собой нескольких вариантов оперативного плана, а также позволяют автоматически рассчитывать полное расписание работы ресурсов (с автоматической приоритезацией заданий для выполнения плана).

Таким образом, платформа BFG позволяет подготовить исполнимый и сбалансированный план на стратегическом и оперативном горизонте планирования, и передать его в 1С:ERP для контроля и учёта.

Результаты и эффекты от применения платформы BFG для предприятий

Говоря об экономической эффективности платформы  BFG, отметим, что она складывается из трех основных параметров:

1. Об одном мы уже сказали ранее. Это поэтапный подход к реализации системы управления производством: сначала правильная организация производства (именно здесь находятся основные экономические эффекты), и только потом автоматизация процессов в планировании производства.
2. О втором также уже шла речь. В платформу встроены оптимизационные алгоритмы, которые направлены на обеспечение максимальной производительности при сокращении непроизводственного времени. 
3. И, наконец, благодаря платформе BFG производственный процесс становится полностью прозрачным и синхронизированным. Начинает действовать феномен «наблюдателя»: если мы наблюдаем за производственным процессом и его параметрами, то показатели всегда улучшаются, это проверено. Также наэффективность влияет скорость реакции, время для анализа и выбор правильного решения и время на правильное решение – при этом чем дороже производственное время, тем выше этот эффект.

Итак, можно резюмировать следующие основные эффекты от применения платформы BFG:

• Сокращение сроков исполнения заказов. Как конкурентное преимущество, это может привлечь дополнительных клиентов.
• Сокращение сроков исполнения заказов напрямую влияет на сокращение оборотного капитала и незавершенного производства, а в конечном итоге на сокращение себестоимости продукции.
• Увеличение производительности производства. За то же самое время предприятие сможет выпускать больше продукции.
• И может быть самое важное. Предприятие несет кардинальные потери при принятии неверных решений по причине отсутствия этапа многовариантной оценки (часто эти потери даже не считается). Покупка станка, найм рабочих, отказ от заказа. Моделирование с BFG позволяет избегать такие потери за счет внедрения на предприятии постоянного бизнес-процесса при принятии решений — процесса проверки гипотезы “что, если?” для минимальных финансовых рисков.

* Клиенты BFG Group — это предприятия и холдинги разного масштаба: ПАО “КАМАЗ”, АО “Концерн Калашников”, АО “Ижевский механический завод”, АО “ОДК”, АО “МСЗ” (Элемаш, Росатом), ООО “НПЦ “Пружина”, ООО “НТЦ “Бакор”, ООО “Завод буровых технологий”, АО “ПТПА” и другие.