Σύστημα στήριξης αποφάσεων προγραμματισμού παραγωγής σε συνεργασία με ολοκληρωμένο πληροφοριακό σύστημα διοίκησης πόρων (ERP)

Abstract

The purpose of this dissertation is the design and the development of a decision support system concerning the production planning, a process of great importance for the industrial enterprises. Enterprise Resource Planning (ERP) software systems claim to fulfill the companies’ needs in the production sector as well as in the other sectors namely: purchases, sales and marketing, financial and accounting management. However, small and medium enterprises are unable to install an ERP system, in a way that it serves their special needs in the production sector, due to lack of financial resources, technical infrastructure and qualified personnel. The aforementioned difficulties have created a demand for a flexible and user friendly reference model, meeting the needs of small and medium enterprises. The design of the proposed model lies on the idea of two separate levels of production planning; mid term planning and detailed scheduling. The interconnection between the proposed model and an ERP system was considered as a necessary prerequisite in order to achieve an integrated solution. Therefore, an application in a relational database environment was developed for the long term and mid term production planning. This application operates according to the principles of MRP (Materials Requirement Planning) theory, coupled with PBC (Periodic Batch Control) methodology. Apart from the production planning and control, it also supports production data management as well as production costing. To simplify the database structure, it was applied a unification of the basic entities of a production system namely bill of materials with routings and the working centers with suppliers and subcontractors. As far as the short term planning is concerned, a graphical software solution was developed which has as input data the production orders issued on a weekly basis from the MRP application. These orders are represented under the form of Gantt diagrams in a graphical user-friendly interface, enabling the production planner to schedule the orders per working centre, taking under consideration the stock availability, set-up times and working centers capacities. The goal of the detailed scheduling process is not to determine the best solution, since this is impossible, but to issue a feasible daily production plan while evaluating alternative scenarios. The production planning model described in this dissertation applied to a Greek metal forming industry, a medium industrial enterprise. Its production has discreet manufacturing processes and great number of stock keeping units. The application of mid-term planning and the detailed scheduling software were used in practice successfully. For further development of the model, suggestions have been proposed concerning the simultaneous material and capacity requirements planning as well as the development of an online interface between the scheduling program and an ERP system.

Σκοπός της διατριβής αποτελεί ο σχεδιασμός και ανάπτυξη ενός συστήματος που θα υποστηρίζει τις αποφάσεις του προγραμματισμού παραγωγής μικρομεσαίων επιχειρήσεων. Το θέμα του προγραμματισμού παραγωγής θεωρείται ιδιαίτερα κρίσιμο για τις βιομηχανικές επιχειρήσεις. Τα πληροφοριακά συστήματα διαχείρισης επιχειρησιακών πόρων (Enterprise Resource Planning–ERP) υπόσχονται ότι καλύπτουν ικανοποιητικά τις ανάγκες της παραγωγής και των υπολοίπων τμημάτων μίας εταιρείας (προμήθειες, πωλήσεις, χρηματοοικονομική και λογιστική διαχείριση). Οι μικρομεσαίες επιχειρήσεις όμως, σε πολλές περιπτώσεις λόγω έλλειψης των απαραίτητων τεχνικών υποδομών, εξειδικευμένου προσωπικού και υλικών πόρων, αδυνατούν να παραμετροποιήσουν και να εγκαταστήσουν ένα ολοκληρωμένο πληροφοριακό σύστημα με τέτοιο τρόπο, ώστε να ανταποκρίνεται πλήρως στις ιδιαιτερότητες που παρουσιάζει η παραγωγική τους διαδικασία. Παρουσιάζεται επομένως η ανάγκη για την κατασκευή ενός ευέλικτου και εύχρηστου συστήματος προγραμματισμού παραγωγής, που θα μπορεί να χρησιμοποιηθεί από μία μικρομεσαία βιομηχανική επιχείρηση. Ο σχεδιασμός του προτεινόμενου συστήματος, βασίζεται στη διαφοροποίηση της λύσης, όσον αφορά τα διαφορετικά επίπεδα λειτουργίας και διαχείρισης του παραγωγικού συστήματος. Με αυτό το σκεπτικό έγινε ο διαχωρισμός στην αντιμετώπιση των αναγκών, αφενός του στρατηγικού καιμεσοπρόθεσμου προγραμματισμού παραγωγής και αφετέρου του λεπτομερειακού χρονικού προγραμματισμού. Ιδιαίτερη βαρύτητα δόθηκε στην ολοκλήρωση της λύσης με τη διασύνδεση του συστήματος προγραμματισμού παραγωγής με ολοκληρωμένο πληροφοριακό σύστημα (ERP). Για την υποστήριξη του προγραμματισμού και ελέγχου παραγωγής (ΠΕΠ), αναπτύχθηκε εφαρμογή σε περιβάλλον σχεσιακής βάσης δεδομένων. Η εν λόγω εφαρμογή αντιμετωπίζει τα ζητήματα του μακροπρόθεσμου και μεσοπρόθεσμου προγραμματισμού παραγωγής και λειτουργεί σύμφωνα με τις βασικές αρχές του Προγραμματισμού Απαιτήσεων Υλικών (Materials Requirement Planning–RP), χρησιμοποιώντας στοιχεία της μεθοδολογίας PBC (Periodic Batch Control). Εκτός από το μεσοπρόθεσμο προγραμματισμό παραγωγής, υποστηρίζονται με τα αντίστοιχα υποσυστήματα της εφαρμογής η διαχείριση των τεχνικών προδιαγραφών και η προϋπολογιστική κοστολόγηση παραγωγής. Προκειμένου να απλοποιηθεί η βάση δεδομένων των τεχνικών προδιαγραφών, λήφθηκε υπόψη κατά το σχεδιασμό της η φιλοσοφία ενοποίησης των δομικών στοιχείων ενός παραγωγικού συστήματος, των πινάκων υλικών με τα φασεολόγια δηλαδή, καθώς και των κέντρων εργασίας με τους προμηθευτές και υπεργολάβους. Για την κατάστρωση του λεπτομερειακού πλάνου παραγωγής κατασκευάστηκε ένα γραφικό εργαλείο λογισμικού, το οποίο εισάγει ως δεδομένα τις εντολές παραγωγής που έχουν εκδοθεί από την εφαρμογή ΠΕΠ σε εβδομαδιαία βάση. Οι εντολές αυτές αποτυπώνονται σε μορφή διαγραμμάτων Gantt και ο υπεύθυνος προγραμματισμού παραγωγής έχει τη δυνατότητα να τις δρομολογήσει ανά κέντρο εργασίας, λαμβάνοντας υπόψη περιορισμούς που προκύπτουν από τις τεχνικές προδιαγραφές των ειδών, τη διαθεσιμότητα των υλικών, τις δυναμικότητες των κέντρων εργασίας καθώς και τους χρόνους προετοιμασίας των μηχανών. Σκοπός του λεπτομερειακού προγραμματισμού που εκτελείται δεν αποτελεί η εύρεση μίας βέλτιστης λύσης, καθώς κάτι τέτοιο θα ήταν ανέφικτο, αλλά η έκδοση ενός εφικτού από κάθε άποψη αναλυτικού πλάνου παραγωγής, μετά από την αξιολόγηση διαφόρων εναλλακτικών πλάνων. Το προτεινόμενο σύστημα προγραμματισμού παραγωγής υλοποιήθηκε, μέσω της ανάπτυξης της εφαρμογής ΠΕΠ και του λογισμικού λεπτομερειακού προγραμματισμού σε επιχείρηση κλειθροποιΐας. Η εν λόγω εταιρεία επιλέχθηκε καθώς διαθέτει μία μεσαίου μεγέθους βιομηχανική παραγωγική μονάδα και η παραγωγή της χαρακτηρίζεται από διακριτές φάσεις και ύπαρξη ενδιάμεσων αποθηκευτικών μονάδων. Τα αποτελέσματα από τη λειτουργία στην πράξη του προτεινόμενου συστήματος, υπήρξαν ιδιαίτερα ενθαρρυντικά καθώς διαπιστώθηκε η ταύτιση απόψεων τόσο από πλευράς μελετητή όσο και από τη διοίκηση της υπό μελέτη εταιρείας, ότι υποστηρίζεται πλήρως ο προγραμματισμός παραγωγής σε όλα τα επίπεδά του. Ο σχεδιασμός του συστήματος με βάση τις ανάγκες μίας μικρομεσαίας επιχείρησης, δίνει τη δυνατότητα να εφαρμοστεί και σε άλλες παρόμοιες βιομηχανικές μονάδες διακριτής παραγωγής, παρέχοντάς τους τα πλεονεκτήματα της ευκολίας υλοποίησης και του χαμηλού κόστους. Για την περαιτέρω βελτίωση και αναβάθμιση του συστήματος, έχουν ήδη διατυπωθεί προτάσεις που αφορούν κυρίως τον ταυτόχρονο προγραμματισμό απαιτήσεων υλικών και δυναμικότητας των κέντρων εργασίας (MRP–CRP) καθώς και τη διασύνδεση της εφαρμογής ΠΕΠ με το σύστημα ERP σε πραγματικό χρόνο.