Возрастание роли научных методов в управлении производством, в решении технических, экономических и социальных проблем промышленности представляет собой проявление общественных закономерностей. В этой связи перед кибернетикой ставится задача определения и изучения наметившихся тенденций и разработка конкретных рекомендаций, направленных на повышение эффективности труда во всех сферах производства и прежде всего в сфере уцрав-ления.
Как было отмечено на февральском пленуме ЦК КПСС К. У. Черненко: «В серьёзной перестройке нуждаются система управления экономикой, весь наш хозяйственный механизм» /7/.
Увеличение масштабов общественного производства в настоящее время сопровождается ростом сложности процесса управления. Это обусловлено, в основном, увеличением количества предприятий, ростом числа производственных связей между отдельными предприятиями, большой сложностью выпускаемых изделий, ускорением сменяемости изделий и т. д. Увеличение объёма информации, охватывающей все стороны процесса производства, приводит к значительному усложнению задач управления, вызывает разбухание управленческого аппарата. Влияние на процесс производства большого количества случайных и неучитываемых факторов усложняет процесс управления и приводит к материальным потерям.
Для решения проблемы растущей сложности управления необходимо коренным образом усовершенствовать саму систему управления на основе использования современных достижений в области экономикематематических методов, а также современных средств сбора, передачи и обработки информации.
Существенный вклад в развитие теории и практики повышения эффективности управленческого труда внесли советские учёные: Л. В. Канторович, А. Г. Аганбегян, В. С. Немчинов, Г. В. Быстров, В. А. Трапезников, А. И. Берг, В. М. Глушков, Н. П. Федоренко, В. И. Дудорин, О. В. Козлова, В. С. Румянцев, А. А. Модин, В. С. Семенихин и другие. Из зарубежных исследователей нужно отметить Дж. фон Неймана, Н. Винера, М. де Гроота, Т. Ху, Г. Вагнера. Однако в современных условиях прогресса науки и техники повышаются дополнительные возможности решения этих проблем. В частности, недостаточно решены задачи учёта влияния случайных возмущений на производственный процесс. Для обеспечения широкого фронта работ по созданию автоматизированных систем управления предприятиями необходимо использовать такие методы их разработки, которые наиболее адекватно отражают состояние производственного процесса, максимально учитывают накопленный опыт, просты в использовании, позволяют сократить сроки разработки АСУП и существенно снизить затраты на её создание и эксплуатацию.
Актуальность вопросов совершенствования методов управления производством на базе применения экономико-математических моделей и средств вычислительной техники и предопределили направление диссертационного исследования. Поэтому целью диссертационной работы является решение такой важной для управления проблемы как учёт и нейтрализация негативного влияния случайных факторов (возмущений) в цроцессе оперативного управления машиностроительным производством. Для осуществления этой цели были поставлены и решены следующие задачи:
— проведено исследование производственного процесса как объекта управления;
— цроведён анализ влияния случайных факторов на цроцесс управления;
— проведён анализ существующих методов учёта и нейтрализации негативного влияния случайных факторов на процесс оперативного управления производством;
— разработана стохастическая математическая модель процесса пооперационного изготовления сборочной единицы;
— поставлен ряд имитационных экспериментов, доказывающих адекватность разработанной математической модели реальному производственному процессу;
— найдены и проанализированы формулы статистических оценок параметра математической модели процесса изготовления сборочной единицы, и предложена методика их практического определения;
— на основе разработанной математической модели получены методики решения практических задач: а) методика определения объёма производственного задания на оперативный плановый периодб) методика определения наиболее целесообразной периодичности проведения расчётов производственных заданий цехам в условиях АСУПв) методика оценки рассогласования плановых и реальных показателей при несовпадении во времени планового и производственного периодов;
— поставлены и проведены имитационные эксперименты, подтверждающие адекватность теоретических положений методик реальным производственным процессам;
— на основе методик решены конкретные задачи оперативного управления производством для машиностроительного завода.
Теоретической и методологической основой исследования послужили труды классиков марксизма-ленинизма, материалы ХХ1У, ХХУ, ХХУ1 съездов КПСС, постановления ЦК КПСС и Советского правительства по вопросам совершенствования управления народным хозяйством, политическая экономия социализма, исследования советских учёных в области теории управления общественным производством, экономики и организации социалистической промышленности, создания АСУ, отечественные и зарубежные разработки по вопросам экономико-математического моделирования и теории принятия решений.
Объектом исследования является процесс оперативного управления механосборочным цехом машиностроительного предприятия.
Научная новизна работы заключается в разработке простой математической модели технологического процесса изготовления сборочной единицы, учитывающей влияние случайных факторов. На основе применения этой модели получены практические, удобные в использовании методики, позволяющие повысить эффективность оперативного управления производством и сократить затраты на его организацию и эксплуатацию подсистемы оперативного управления производством АСУП.
Практическая ценность результатов, полученных в ходе исследования, состоит, во-первых, в простоте получения параметров методик, во-вторых, в простоте предлагаемых для применения формул, в-третьих, в актуальности решаемых задач.
Оригинальная часть заключается в создании нового математического аппарата, позволяющего учитывать негативное влияние случайных возмущений на ход производственного процесса.
ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ.
Апробация теоретических положений диссертации проводилась двумя методами:
— методом имитационного моделирования элементов реальных производственных процессов и сравнения полученных результатов с результатами теоретических выкладок;
— решением кошфетных задач повышения эффективности оперативного управления производственными процессами механосборочного цеха машиностроительного завода с мелкосерийным характером производства на основе разработанных автором методик.
Для апробации были поставлены следующие имитационные эксперименты:
— анализ рассеивания средних геометрических значений различных выборок случайных чисел;
— анализ рассеивания цроизведений случайных чисел для различных выборок;
— анализ сходимости параметра математической модели пооперационного выполнения технологического процесса;
— анализ расхождений математических ожиданий эмпирического и теоретического распределений вероятностей;
— анализ расхождения теоретических и црактических количеств отставших от графика технологических процессов;
— сравнение эмпирического и теоретического расцределе-ний вероятностей, используемых при применении методики рассогласования.
Решены следующие практические задачи повышения эффективности оперативного управления механосборочным цехом при построении подсистемы оперативного управления АСУП:
— в математическое обеспечение, осуществляющее расчёт сменного задания цеху, встроен алгоритм, реализующий методику выбора оптимального объёма производственного задания;
— проведён расчёт средней геометрической вероятности выполнения одной операции для механосборочного цеха;
— определена длительность минимального планового периода для механосборочного цеха;
— проведена оценка количества технологических цроцессов при рассогласовании во времени производственного и планового периодов для механосборочного цеха.
В заключение можно сделать следующие выводы по диссертационной работе:
1. Проведено исследование влияния случайных возмущений на цроизводственные процессы, а также на процесс оперативного управления производством. Показана необходимость их учёта цри построении подсистемы ОПП АСУП.
2. Проведён анализ существующих методов учёта негативного влияния случайных факторов на цроцесс оперативного управления производством. Выявлены их недостатки и пути совершенствования. Основными недостатками существующих методов учёта являются: зависимость от большого количества экспериментально определяемых параметров и сложность реализации в практических условиях, трудность определения статистических параметров, используемых в моделях.
3. Проведён анализ оперативного управления мелкосерийным машиностроительным производством в условиях АСУП. Выявлены конфетные пути его совершенствования при расчёте плановых заданий в условиях неполной информации:
— сокращение объёма незавершённого производства на основе учёта негативного влияния случайных факторов;
— сокращение эксплуатационных затрат на решение задач оперативного управления в условиях АСУП;
— сокращение затрат на проектирование и внедрение в производство задач подсистемы ОПП АСУП;
4. Разработана математическая модель, описывающая технологический процесс пооперационного изготовления сборочной единицы в условиях действия случайных возмущений, зависящая только от одного экспериментально определяемого параметра. Правомерность црименения указанной модели на практике доказана имитационными экспериментами и практическим решением конкретных задач оперативного уцравления.
5. Проведён анализ различных методов получения оценок параметров математических моделей црименительно к цели диссертационного исследования. Найдено конкретное аналитическое выражение оценки параметра модели пооперационного выполнения технологического процесса. Основными достоинствами этой оценки являются простота её вычисления и простота получения исходных данных для этого. Она вычисляется на основе отчётных документов о выполнении производственного задания цехом. Исследована статистическая сходимость оценки на основе имитационного моделирования и на основе анализа показателей функционирования реального производственного процесса. Результаты исследования показали хорошую сходимость и малую дисперсию оценки.
6. На основе разработанной математической модели решены три конфетных задачи совершенствования подсистемы оперативного управления производством АСУП на основе учёта негативного влияния случайных факторов:
— разработана методика определения объёма цроизводствен-ного задания на плановый периодона позволяет снизить уровень незавершённого производства, находящегося в межоперационных заделах, на 7 — 10%- сокращает затраты на контроль уровня незавершённого цроизводства за счёт повышения его стабильностипозволяет без дополнительных затрат выводить объём незавершённого производства в подразделениях на заданный уровеньповышается ритмичность цроизводства за счёт сокращения дефицитаапробация методики проведена на основе имитационного моделирования на ЭВМ и путём построения алгоритма и црог-раммной реализации стабилизации уровня незавершённого производства в задаче расчёта оперативного планового задания механосборочному цеху машиностроительного заводаапробация показала хорошее соответствие теоретических и экспериментальных показателей;
— разработана методика определения наиболее целесообразной длительности минимального планового периода (периодичности расчётов плановых заданий цехам в условиях АСУ) — она позволяет снизить затраты на проведение расчётов плановых заданий на ЭВМ за счёт экономии машинного времени (в рассматриваемом случае на 65 тыс. руб. в год) — апробация методики проводилась на основе построения имитационной модели и расчёта наиболее целесообразной периодичности выдачи плановых заданий в подразделения для конкретного цроизводстваацробация показала хорошее соответствие теоретических и практических показателей;
— разработана методика оценки рассогласования плановых и реальных показателей выполнения производственного задания цри несовпадении во времени планового и производственного периодовметодика позволяет на этапе разработки алгоритма решения задачи оперативного управления производством на ЭВМ оценить качество его функционирования и тем самым, в ряде случаев, не цроизводить затраты на программирование и отладку и внедрение в цроизводство неработоспособного варианта решения задачивозможны и другие црактические применения этой методикиапробация методики проводилась методом имитационного моделирования и решением задачи оценки количества ошибок в отчётных данных о выполнении производственной црограммы при отсутствии информации о выполнении сверхурочных работ.
7. Для ацробации результатов математического моделирования в диссертации поставлены и проведены шесть различных имитационных экспериментов, решены три конкретные задачи совершенствования оперативного управления производством в условиях АСУП.
Экономический эффект цроведённого исследования определяется по результатам внедрения в практику уцравления трёх вышеперечисленных методик.
Экономическая эффективность от внедрения в производство методики оцределения объёма цроизводственного задания, в свою очередь, делится на несколько составляющих. Основные из нихсофащение затрат на контроль и регулкфование объёма незавершённого производства и уменьшение количества ресурсов, омертвлённых в незавершённом цроизводстве.
Контролем и регулированием объёма незавершённого цроизводства на предприятиях заняты несколько различных служб: планово-экономический отдел, планово-диспетчерский отдел, бухгалтерия, инженерно-технический персонал цехов. Эта работа составляет значительную часть в общей трудовой загрузке этих подразделений. Следовательно, переложение её на ЭВМ цриводит к условному высвобождению трудовых ресурсов. Однако точно подсчитать экономический эффект, получаемый по этому направлению, не цредставляется возможным из-за отсутствия у автора соответствующих нормативов. Рассмотрим вторую составляющую. Опыт показывает, что амплитуда колебаний объёма незавершённого производства на машиностроительных заводах с мелкосерийным характером цроизводства составляет 7 * 10% от его средней величины. Для завода со средним объёмом незавершённого цроизводства 5 + 7 млн руб. эти колебания составят примерно 0,5 млн руб. Очевидно, что колебания всегда идут в сторону превышения нормального размера незавершённого производства. Следовательно, уменьшение амплитуды колебаний уровня незавершённого производства даёт значительный экономический эффект.
Основная часть экономического эффекта от внедрения методики определения длительности минимального планового периода состоит в экономии машинного времени, используемого для проведения текущих расчётов на ЭВМ. Кроме того экономический эффект получается также за счёт снижения трудозатрат на анализ документации, подготовку данных, исцравление ошибок операторов и т. п.
Исходным для расчёта экономической эффективности служит режим, в котором плановое задание подразделению рассчитывается отдельным расчётом на одну смену.
Расчёт сменных заданий в подсистеме оперативного уцравле-ния цроизводством, построенной при участии автора, занимает в среднем пять часов машинного времени ЭВМ EC-I022 на один расчёт. Стоимость одного часа машинного времени ЭВМ EC-I022 в соответствии с прейскурантом № у-01 «Тарифы на услуги вычислительных центров», введённым с 01.01.82 г., составляет 75 рублей. Один год содержит не менее 260 рабочих смен. Если планирование осуществлять ежесменно, то затраты на машинное время будут составлять 5×75×260 = 97,5 тыс. руб. В случае одновременного расчёта планового задания на три смены эти затраты составят 32,5 тыс. руб. Следовательно, экономический эффект только от экономии машинного времени ЭВМ составит 97,5 — 32,5 =.
65 тыс. руб.
Кроме того экономический эффект достигается за счёт сокращения количества отчётной документации (отчетная документация заполняется раз в несколько смен), а, следовательно, сокращаются затраты на контроль информации и перенесение её на технические носители. Сокращаются затраты также на анализ плановых заданий в цехах и на ИВЦ.
Экономический эффект от применения методики оценки рассогласования плановых и фактических показателей при несовпадении во времени планового и цроизводственного периодов определяется в соответствии со спецификой решаемой задачи. Если она применяется для оценки качества алгоритма решения задачи оперативного управления, то в случае отрицательного заключения (алгоритм неперспективен) экономический эффект складывается из следующих элементов:
— отпадает потребность в затратах на программирование алгоритма, которые в свою очередь состоят из заработной платы программистов и стоимости материальных ресурсов, в основном машинного времени ЭВМ;
— отпадает потребность в затратах на формирование информационной базы задачиони состоят из заработной платы персонала и машинного времени счётно-перфорационной техники;
— отпадает потребность в затратах на внедрение задачиони состоят из затрат на заработную плату сотрудников ИВЦ и производственных подразделений, привлекаемых к внедрению, затрат машинного времени;
— кроме того высвобождаются людские ресурсы для решения перспективных задач.
Данная методика применялась автором для совершенствования технологии расчёта производственных заданий цехам машиностроительного завода. При внедрении в производство подсистемы оперативного управления цехом возникла потребность в привлечении дополнительных людских ресурсов для перенесения отчётных данных о выполнении производственного задания на технические носители во вторую смену. При этом на ИВЦ существовали в первую смену соответствующие резервы трудовых ресурсов. Проблема состояла в том, что с учётом выполнения сверхурочных работ цеха могут выдавать отчёт о выполнении плана не ранее чем через два часа после окончания работы группы подготовки данных на ИВЦ. Применение методики показало, что рассогласованием, которое получается при априорной оценке результатов выполнения сверхурочных работ, можно пренебречь, и отчётные данные выдавать в конце рабочей смены. Проблема была решена сдвигом рабочего дня работников группы подготовки данных на один час.
Таким образом применение на црактике разработанных в диссертации методик позволяет: повысить устойчивость плановых заданий по отношению к действию случайных возмущений, снизить объём незавершённого производства, сократить затраты на проектирование и эксплуатацию задач подсистемы ОПП АСУП, что в конечном итоге повышает эффективность оперативного управления производством.
