– формировать выходные документы: карту раскроя листа, спецификацию раскроя листа, спецификацию задания на раскрой;
– позволять проводить анализ процесса раскроя за произвольный период средствами специализированных отчетов;
– производить штрихкодирование изделий и деловых остатков.
Как СППР по сортировке остатков раскроя, разрабатываемый программный комплекс должен:
– оказывать помощь пользователям в принятии решения по сортировке остатков на деловые и неделовые;
– производить переоценку деловых остатков на складе с целью выявления остатков, хранение которых становится экономически не выгодно.
3.2 Структура программного комплекса
Решение указанных выше задач обеспечивает управление заготовительным производством на основании фактической оперативной информации, что позволяет увеличить экономическую эффективность использования материалов, обеспечивает корректную оценку технологических затрат. Таким образом, разработка и освоение именно комплексной автоматизированной системы управления предприятием, включающей в себя CAD/CAM и ERP-системы, позволят решить поставленные выше задачи по организации рационального раскроя листового металла и управлению материальными ресурсами.
С функциями, связанными с рациональным раскроем способна справиться CAD/CAM-система, входящая в разрабатываемый комплекс. Реализация оперативного, управленческого и бухгалтерского учета, реализация соответствующей отчетности и планирования ложится на ERP систему. Причем, качество предоставляемой пользователю отчетности зависит от данных собираемых ERP-системой, интерфейсов взаимодействия входящих в состав разрабатываемого комплекса систем, а также от алгоритмов работы СППР. Общая структурная схема разрабатываемого программного комплекса представлена на рисунке 3.1.
Рисунок 3.1 Структурная схема программного комплекса
Графическое изображение взаимодействия информационных систем и пользователей в рамках процесса идентификации и сортировки остатков раскроя листового металла с помощью UML Activity diagram представлено на рисунке 3.2. [25]
Рисунок 3.2 Процесс идентификации и сортировки остатков раскроя листового металла
Взаимодействие систем осуществляется с учетом экономических аспектов сортировки и хранения остатков раскроя.
Далее более подробно рассмотрим входящие в разрабатываемый программный комплекс системы.
3.2.1 Структура CAD/CAM-системы
На рисунке 3.3 представлена структурная схема CAD/CAM системы в рамках реализуемого программного комплекса.
Рисунок 3.3 Структурная схема CAD\CAM-системы в рамках разрабатываемого программного комплекса
Структуру типовой CAD/CAM-системы составляют отдельные программные модули. Модуль проектирования изделий позволяет создавать детали и заготовки на основе шаблонов или полностью ручным формированием контуров. База данных CAD/CAM-системы синхронизируется с базой данных разрабатываемой подсистемы «Управление заготовительным производством» ERP-системы. В базе данных CAD/CAM-системы хранятся изделия, которые могут быть импортированы из других систем, комплекты изделий, цельные листы исходного материала, возвратные остатки. Модуль раскроя листового металла позволяет осуществить рациональное размещение деталей и заготовок на цельном листе металла или листе возвратного остатка по заданию на раскрой. После того, как изделия размещены на листе, модуль CAM программирует обработку. По завершении обработки CAD\CAM-система формирует выходные документы: карту раскроя, спецификацию раскроя и спецификацию задания на раскрой.
3.2.2 Структура ERP-системы
Структура ERP-системы гораздо сложнее. Для более подробной отчетности и более точного прогнозирования в части использования деловых остатков, нежели могут предложить методы, представленные в существующих ERP-системах, необходима доработка типового функционала используемой ERP-системы.
Многие ERP-системы имеют возможность конфигурирования, то есть возможность разработки прикладных решений и модулей на базе платформы, на которой построена сама ERP-система. Состав прикладных механизмов платформы ERP-систем, как правило, ориентирован на решение задач автоматизации учета и управления предприятием и позволяет разработчику решать самый широкий круг задач складского, бухгалтерского, управленческого учета, анализа данных и управления на уровне бизнес-процессов.
ERP-система разрабатываемого программного комплекса строится на базе технологической платформы «1С:Предприятие 8». Для реализации предложений, в целях повышения коэффициента использования листового металла, типовую структуру ERP-системы необходимо дополнить подсистемой, реализующей управление заготовительным производством. Дополнительная подсистема «Управление заготовительным производством» позволяет расширить функциональные возможности разрабатываемого программного комплекса в части реализации СППР сортировки остатков раскроя листового металла на деловые и неделовые, переоценки остатков хранящихся на складах, а также взаимодействия CAD/CAM и ERP-систем. Структурно подсистема «Управление заготовительным производством» строится из взаимодействующих программных модулей, каждый из которых выполняет свою собственную функцию. Структура подсистемы «Управление заготовительным производством» и ее место в ERP-системе представлены на рисунке 3.4.
Рисунок 3.4 Структурная схема ERP-системы в рамках разрабатываемого программного комплекса
3.3 Разработка подсистемы «Управление заготовительным производством»
Подсистема «Управление заготовительным производством» строится из взаимодействующих программных модулей. Такая реализация облегчает интегрирование данной подсистемы в ERP-систему за счет минимальных изменений типовых механизмов ERP-системы. Далее описывается модульная модель подсистемы «Управление заготовительным производством», выделяются задачи модулей, определяется суть информационного обмена между ними. Проектирование подсистемы представлено в виде теоретико-множественного описания, которое отображает взаимодействие модулей друг с другом, с внешним программным обеспечением и с пользователем. Для составления теоретико-множественного описания, в подсистеме «Управление заготовительным производством» выделяются следующие основные компоненты [26]:
– множество организационных единиц - модулей;
– множество задач;
– среда, которая представляет собой некоторое пространство, в котором существуют модули;
– множество отношений между модулями;
– множество действий модулей.
На основании приведенных компонент можно определить подсистему «Управление заготовительным производством» следующим образом:
, (3.1)
где M - множество элементов, составляющих подсистему, то есть программных модулей; R - множество отношений во множестве элементов; T - множество задач; Z - множество входов в подсистему; Y - множество выходов.
В подсистеме «Управление заготовительным производством» выделяются следующие модули:
– модуль синхронизации систем;
– модуль СППР;
– модуль учета остатков раскроя;
– модуль регламентных заданий;
– база данных;
– интерфейс пользователя.
Таким образом, множество модулей подсистемы «Управление заготовительным производством» определяется:
, (3.2)
где Msyn - модуль синхронизации систем; Mdss - модуль СППР; Ma - модуль учета остатков раскроя; Mt - модуль регламентных заданий; Mdb - база данных подсистемы; Mint - интерфейс пользователя.
3.3.1 Модули подсистемы «Управление заготовительным производством»
Назначение модуля синхронизации систем сводится к обеспечению взаимодействия между CAD/CAM-системой и ERP-системой, путем реализации двусторонней синхронизации и обеспечения копирования актуальных изменений из одной системы в другую. Данный модуль позволяет обратиться к базе данных CAD/CAM-системы и выбрать из нее значения показателей тех возвратных остатков, по которым еще не принято решение являются ли они деловыми или неделовыми. Значения показателей таких остатков модуль синхронизации передает модулю СППР для дальнейшей обработки и формирования рекомендации по сортировке. С помощью модуля синхронизации также осуществляется удаление из базы данных CAD/CAM-системы тех возвратных остатков, которые были признаны СППР неделовыми и производится маркировка деловых остатков в CAD/CAM-системе в соответствии с их маркировкой в ERP-системе.
Распространенным и достаточно простым способом взаимодействия систем является использование общей базы данных. В условиях реализуемого программного комплекса наиболее подходящим является совместное использование базы данных CAD/CAM-системы самой CAD/CAM-системой и ERP-системой.
База данных подсистемы «Управление заготовительным производством» входит в состав базы данных ERP-системы.
Для учета и регистрации хозяйственных операций на предприятиях применяют разнообразные по форме, содержанию и способу отображения информации учетные регистры. Обычно под регистром понимаются различные виды таблиц, в которые записываются данные с первичных документов. В дальнейшем данные регистров используются для анализа хозяйственной деятельности предприятия. В некоторых ERP-системах, в частности построенных на платформе 1С:Предприятие, документы записывают свои данные в такие регистры, которые сами суммируют результаты, чтобы отчет отобразил заранее посчитанные итоги. Существуют различные виды реализации регистров, остановимся лишь на тех видах, которые реализуются в базе данных подсистемы «Управление заготовительным производством». Регистры сведений позволяют хранить произвольные данные в разрезе нескольких измерений. Периодические регистры сведений позволяют хранить данные не только в разрезе указанных измерений, но и в разрезе времени. Регистры накопления реализуют учет движения средств. Они позволяют накапливать числовые данные в разрезе нескольких измерений. В разрабатываемом программном комплексе в регистре сведений накапливается информация об остатках товаров в разрезе номенклатуры и склада.
В рамках реализации подсистемы «Управление заготовительным производством» в состав конфигурации ERP-системы добавляется регистр накопления «Деловые остатки», который служит для определения количества деловых остатков определенного класса на определенный момент времени. Кроме того, по данному регистру можно узнать статистику потребления остатков определенного класса за выбранный период. Записи в данном регистре осуществляются в разрезе классов остатков раскроя, периода и вида движения по регистру: приход или расход.
Кроме регистра накопления в систему добавляются регистры сведений. Периодический регистр сведений «Упущенный спрос деловых остатков», в котором регистрируются те случаи, когда было бы рационально использовать остаток определенного класса вместо цельного листа металла. Решение о рациональности использования остатка принимает CAM/CAD-система. Измерениями регистра являются период и класс остатка, ресурсом - количество.
Периодический регистр сведений «Пополнение классов остатков». В этом регистре фиксируется получившееся в результате раскроя количество остатков каждого класса.
Периодический регистр сведений «Требуемый объем остатков», который необходим для определения требуемого в конкретный момент времени количества деловых остатков каждого класса. Состав измерений и ресурсов у регистров «Пополнение классов остатков» и «Требуемый объем остатков по классам» такой же, как у регистра «Упущенный спрос деловых остатков».
Помимо регистров в базу данных подсистемы «Управление заготовительным производством» входит справочник «Остатки раскроя», который служит для связи классов остатков с исходными листами металла и для хранения диапазона значений показателей, характеризующих конкретный класс остатков.
Модуль СППР подсистемы «Управление заготовительным производством» предназначен для сортировки остатков раскроя в группы деловых и неделовых остатков. Данный модуль с помощью встроенного алгоритма формирует предложение по сортировке, с которым пользователь может согласиться или не согласиться. На вход СППР от модуля синхронизации систем поступают значения параметров возвратных остатков. На основании этих значений СППР осуществляет деление возвратных остатков на определенные классы. В реализуемом программном комплексе, в условиях нечеткости геометрических параметров делового остатка, подходящим методом классификации является использование нейронных сетей. Целесообразность применения в программном комплексе нейронной сети заключается в том, что нейронную сеть можно реализовать с помощью стороннего специализированного программного обеспечения, к примеру, с помощью Matlab. Далее для определения того, является ли остаток деловым, анализируется класс остатков, которому принадлежит данный остаток. СППР принимает решение о том, что остаток является деловым в том случае, если требуемое количество остатков данного класса больше, чем имеющийся на складе запас. В базе данных копится статистика пополняемости склада остатками по классам и статистика спроса на остатки. Также база данных подсистемы «Управление заготовительным производством» содержит таблицу значений требуемого объема остатков каждого класса на определенную дату (регистр сведений «Требуемый объем остатков по классам»). Модуль СППР соотносит значение этой таблицы со значением количества остатков на складах и однозначно определяет, является ли возвратный остаток в настоящий момент времени деловым. Блок-схема формирования предложения по сортировке остатков раскроя представлена на рисунке 3.5.