Модель производственного процесса как основа информационной системы управления производством

Размещено на http://www.allbest.ru/

2

Модель производственного процесса как основа информационной системы управления производством

Терентьев С.В., доцент, к.э.н.

Орловский государственный технический университет

This report dwells upon the problems of information systems, applied for managing small-scale manufacture. The basis of the system is a model of an industrial process. It represents a combination of a network model, which describes the structure of an industrial processes, and a simulation model, which allows to study their dynamics. The basic principles of their introduction into real management practice are explained.

сетевая модель информационная система управление

В современных условиях хозяйствования для отечественных промышленных предприятий важнейшей задачей является повышение эффективности управления на всех его уровнях. От успешного решения этой задачи напрямую зависит возможность выживания предприятия в конкурентной среде. В особенности данное утверждение относится к качеству управления непосредственно производственной деятельностью. Для промышленных предприятий именно производственный процесс является основой формирования системы управления, которая строится вокруг него и призвана обеспечивать его эффективное функционирование.

Однако, как показывает практика, на многих отечественных предприятиях уровень организации производства по-прежнему остается крайне низким. И это, несмотря на значительные достижения в области математического моделирования производственных систем, стремительное развитие вычислительной техники, огромные капитальные вложения в информационные технологии.

Большие производственные системы - это та сфера деятельности, сложность которой требует применения к управлению инструментов, обладающих аналитическими и прогностическими способностями. Чаще всего в качестве таковых выступают так называемые системы поддержки решений, важнейшей составляющей которых являются модели производственных систем.

В настоящее время актуальными являются исследования, направленные на качественное улучшение применяемых в данной области моделей. Такая постановка вопроса может показаться странной, поскольку проблеме построения моделей производственных процессов в последние десятилетия уделяется большое внимание. Вернуться к данному вопросу в настоящее время заставляет глубокая «пропасть», которая образовалась между теорией и практикой управления.

Анализ причин такого разрыва [1, 2] заставляет признать, что достигнутые в этом направлении результаты часто носят демонстрационный характер, не становясь достоянием практики. В одной из работ подчеркивается [3], что представители академической науки зачастую работают над решением проблем, которые вряд ли когда-нибудь встанут на практике. Большая часть исследований по вопросам принятия решений ведется людьми, которые мало знакомы с реальными проблемами. Профессиональные статьи в данной области науки порой ориентированы не на практическое применение, а являются «демонстрацией математического искусства» [1]. В итоге, предлагаемые математические модели строятся, исходя не из сути реального процесса, а в зависимости от имеющегося в наличии инструментария, т.е. развитие новых моделей стало скорее ориентироваться на метод, а не на проблему.

Таким образом, говоря о качественном улучшении моделей управления, мы ведем речь, прежде всего об их нацеленности на комплексное решение определенных проблем. Такие подходы в настоящее время представляют наибольший интерес. Методы и модели должны быть такими, чтобы их можно было использовать в реальных ситуациях. Это означает, что они должны быть понятны и эффективны, уменьшать затраты, а также показывать свое качественное превосходство над интуитивным практическим опытом.

Предлагаем вашему вниманию один из подходов к построению информационной системы управления производством. Подход разработан совместно со специалистами специализированного конструкторского бюро «Научприбор» (г. Орел), поэтому носит ярко выраженный практический характер. Подчеркнем, однако, что в данном случае речь идет о таких производственных системах, где понятие организации связано, в первую очередь, с руководством людьми, а не с управлением техническими системами. Это, например, предприятия сложного приборостроения с единичным и мелкосерийным типами производства. Выпускаемая здесь продукция характеризуется высокой материало- и трудоемкостью, длительным циклом изготовления.

Основа предлагаемой нами системы - модель производственного процесса, которая строится на следующих принципах.

Модель производства являет собой сочетание сетевой модели, отражающей структуру производственного процесса, и имитационных процедур, позволяющих исследовать его динамику и выявлять возникающие в ходе его реализации системные эффекты.

Исходной базой для формирования сетевой модели является детализированная технологическая схема, прямо вытекающая из конструктивного разузлования изделий, включаемых в план производства. Поскольку предприятия рассматриваемого типа отличает конструктивная и технологическая сложность выпускаемой продукции, предлагаемая методика формирования сетевого графика основывается на принятии следующего допущения.

Все детали и сборочные единицы, составляющие изделие, условно разделяются на два класса: ведущие и комплектующие («мелкие»). К первому типу относятся детали, производство которых характеризуется длительным технологическим циклом, многократными перемещениями между производственными звеньями. Технология изготовления таких деталей и сборок учитывается в модели подробно, и каждая технологическая операция представляет собой работу в сетевом графике. Производство в этом случае планируется календарно, т.е. с указанием дат начала и окончания каждой технологической операции.

Для деталей второго класса характерен относительно короткий технологический цикл. Чтобы излишне не загромождать модель, технология их изготовления не включается в итоговый сетевой график. Подобно материалам и покупным комплектующим, «мелкие» детали рассматриваются в модели как ресурсы складируемого типа. Их производство является объектом объемно-календарного планирования, где план информирует о количестве деталей, которые нужно изготовить к определенной дате.

Таким образом, получаемый в итоге сетевой график отражает множество технологических операций, выполняемых над ведущими деталями и сборочными единицами. Он обладает фрагментарной иерархической структурой, фактически представляя собой иерархию сетей. Это позволяет строить график из отдельных типовых фрагментов, связывая их между собой, что значительно облегчает процесс формирования графика, делает его наглядным, обозримым, соответствующим по своей структуре составу производимых изделий.

В случае мелкосерийного производства сетевая модель будет представлять собой совокупность изоморфных (одинаковых по структуре) графов, количество которых равно величине выпускаемой партии.

Для получения календарного лана выполнения работ к построенной сети применяется известный эвристический подход - метод имитационного моделирования с использованием правил предпочтения [4].

Схема решения задачи сводится к пошаговому воспроизведению динамики функционирования производственной системы, образованной множеством ресурсов и операций на некотором интервале времени. Спецификой решения задач планирования методом имитации являются конфликтные ситуации, когда на один ресурс (оборудование, персонал) претендуют несколько операций, причем ресурс может быть закреплен только за одной из них.

Широкие возможности, заложенные в имитационном подходе, позволяют учесть в модели ряд специфических особенностей, существенно важных в реальных производственных условиях. В результате проведенного анализа были выявлены и систематизированы наиболее существенные факторы, оказывающие влияние на протекание производственного процесса:

возможность взаимозаменяемости ресурсов (оборудование, производственный персонал);

необходимость совместного использования ресурсов при выполнении некоторых операций;

режим использования ресурса (распределение ручного и машинного времени в процессе выполнения технологической операции);

возможность одновременной обработки нескольких деталей;

затраты времени на переналадку оборудования.

В ходе имитации исходные данные преобразуются в выходную информацию по схеме, приведенной на рисунке 1. Получаемая информация является основой для планирования и управления производством продукции.

Рисунок 1 - Преобразование информации в процессе функционирования имитационной модели

Проводя модельные эксперименты при различных комбинациях управляющих факторов (функции предпочтения, смещения моментов начала выполнения операций), можно осуществлять многовариантный анализ получаемых планов производства, что позволяет выбрать наиболее предпочтительный из них в качестве базового плана производства. В таблице приведены результаты проведенных вычислительных экспериментов по поиску планов с улучшенными технико-экономическими характеристиками (производство партии из десяти приборов - камер МПК АПУ 5.887.061).

В ходе исследования была также разработана структура информационной базы, содержащей данные о характеристиках производимых изделий и производственных возможностях предприятия. Эти данные используются в процессе моделирования.

Таблица - Результаты вычислительных экспериментов по поиску планов с улучшенными технико-экономическими характеристиками

Модель производственного процесса и информационная база образуют единый программный комплекс - информационную систему управления производством. По своей сути разработанный программный комплекс является системой поддержки решений, применение которой должно быть направлено на повышение качества управления производственной деятельностью предприятия.

Описываемая система также предоставляет средства для оперативного регулирования хода производственного процесса. Система самостоятельно с течением времени вычисляет величину отклонений от базового плана, а, благодаря визуальному представлению данных на графиках, обеспечивается удобство работы при оценке текущей ситуации.

Внедрение предлагаемого подхода в хозяйственную практику невозможно без проработки вопросов, связанных с организационным и методическим обеспечением модели управления. Наряду с информационной системой должны быть разработаны соответствующие механизмы, позволяющие эффективно использовать ее возможности в повседневной практике управления. Предпосылкой успешного решения этой проблемы являются четкие концепции, которые базируются на специфике предприятия, учитывают законные претензии персонала и рационально включают в эти рамки новейшие технические средства.

Управление как таковое должно опираться на специально создаваемые потоки информации. Предлагаемая схема обмена информацией в процессе производственной деятельности предприятия представлена на рисунке 2.

Взаимодействие обеспечивается при помощи локальной сети, центральное место занимает при этом производственно-диспетчерский отдел, на компьютере которого физически располагается модель. Остальные участники производственной деятельности предприятия получают доступ к информации по сети, оперируя теми информационными массивами, которые относятся к сфере деятельности данного отдела. Таким образом, каждое подразделение в любой момент имеет под рукой все данные, необходимые для принятия решений.

Важно, чтобы внедрение информационной системы не разрушало сложившихся в организации взаимоотношений, а за счет налаживания прямого взаимодействия между подразделениями, целесообразного перераспределения прав и обязанностей позволяло обеспечить оперативное, качественное и экономичное достижение целей производства.

Рисунок 2 - Схема движения информации в процессе управления производственной деятельностью предприятия

В заключение отметим, что в сочетании с организационным и методическим обеспечением информационная система управления производством способна превратить управление из компенсаторного, исправляющего постоянно обнаруживающиеся ошибки, в управление упреждающее, предусматривающее возможные альтернативы и имеющее подготовленные решения для возникающих ситуаций.

Литература

1.Гвишиани Д.М. Организация и управление / Д.М. Гвишиани. - 3-е изд., перераб. - М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э. Баумана, 1998. - 332 с.

2.Лебедев В. Математическое моделирование для современного менеджера / В. Лебедев // Экономические науки. - 1991. - № 11. - С. 27-33.

3.Мир управления проектами: Пер. с англ. / Под ред. Х. Решке, Х. Шелле. - М.: АЛАНС, 1994. - 301 с.

4.Шубкина И.П. Моделирование механизма принятия решений / И.П. Шубкина. - М.: Наука, 1976. - 275 с.

Размещено на Allbest.ru