ИСПОЛЬЗОВАНИЕ КОМПЬЮТЕРНОГО МОНИТОРИНГА ДЛЯ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ РАБОТЫ ПРЕДПРИЯТИЯ

Стратегия производства и его среда оказывают влияние на структуру и гибкость планов и детализированных расписаний работы цехов. Точное определение плана, а затем и более детального расписания производственных операций, степень сложности, полезность и эффективность автоматизированных планов варьируется от одного типа производственной среды к другому.

В процессе планирования и составления расписания координация заданий осуществляется на основе рассмотрения последовательности заданий, определения временных интервалов для каждой производственной операции на каждом станке или оборудовании, на котором она должна проходить, и определения размеров партии для каждого задания на обработку. Ресурсная зависимость описывает степень, в которой мощность имеющихся ресурсов ограничивает выпуск продукции в единицу.

Существует четыре основные модели производства. Каждая из них характеризуется своим собственным уровнем сложности и неопределенности в части планирования.

Эти модели описывают:

  • - непрерывное производство;
  • дискретное массовое производство;
  • гибкое производство отдельными партиями;
  • - производство малыми партиями как единичное производство.

Непрерывное производство характеризуется обработкой и выпуском большого количества объемной продукции (например, сахароперерабатывающие и мукомольные производства). Процесс обычно автоматизирован с использованием датчиков для измерения важнейших переменных процессов.

Дискретное массовое производство предназначено для выпуска товаров широкого потребления в больших объемах. В основном эти товары отличаются минимальной вариацией модели (например, мясорубки и миксеры). Для такого производства характерны минимальная гибкость, фиксированные технологические маршруты, постоянная производственная мощность и специализированная оснастка для специфических изделий. Среда обычно не требует координации великого множества станков, людей и материалов.

Гибкое производство (гибкие производственные системыГПС) характеризуется гибким изменением ассортимента, объемов выпускаемой партии, быстротой реагирования и переналадки производства в зависимости от требований рынка и внешней среды.

Единичное производство характеризуется малым количеством дискретных деталей с вариациями в конструкции детали, гибкими требованиями к технологическому процессу, а размер заказа варьируется от заказа к заказу и от изделия к изделию. Поток заказов через цех обычно не отличается той непрерывностью, которую мы наблюдаем в первых двух вариантах производства.

В дальнейшем рассмотрим системы планирования и управления на примере непрерывного производства, а именно сахароперерабатывающего завода.

Планирование, наряду с проектированием, управлением, диагностированием, является важной фазой производственного цикла. В качестве исходных данных здесь выступает проект изделия, его качество, необходимые экономические показатели, цены на ресурсы и возможности производственного оборудования. На этой стадии осуществляется прогноз требований покупателя, планирование самого процесса, размещение оборудования, технического обслуживания и тренинга персонала. Интеллектуальные системы применяются для решения любой из этих задач. Планирование основного производства представляет собой расчет производственной программы предприятия.

Эта задача сводится к нахождению такого вектора производств (загрузки оборудования, вариантов работы технологических установок), который обеспечивает экстремум выбранного критерия оптимизации и выполнение ограничений, накладываемых условиями производства.

Существует множество математических моделей оптимального планирования, однако использование их в реальных условиях бывает затруднено. В особенности это касается оперативно-календарного планирования, в процессе которого возникает необходимость оперативной корректировки с учетом информации обратной связи о фактическом ходе производства. При этом приходится сталкиваться с неопределенностью целей и критерия. Кроме того, в результате воздействия возмущающих факторов, а также неполноты и неточности исходной информации оказывается нечетко определенными основные системные параметры (целевые функции, ограничения, коэффициенты).

В этой связи сотрудники планово-производственных служб на практике склонны использовать свои собственные правила решения, основанные на их опыте и знаниях. Такие эвристические правила, хотя и не гарантируют математической оптимальности, но оказываются адекватными реальным условиям производства и реализуемыми на практике.

Совершенствование системы планирования, повышение ее эффективности и надежности связано с переходом на новую информационную технологию и созданием на ее основе качественно новых систем, базирующихся на знаниях.

О планировании лучше всего сказать так: это то, что происходит до производства конкретного продукта. В фазе планирования перечисляются по пунктам работы и задания, которые должны быть выполнены в ходе производственного процесса. Помимо этого, определяются основные требования к материалам, оборудованию и рабочей силе, а также производятся оценки стоимости и времени выполнения отдельных работ.

Эффективность и корректность планов, используемых для управления производственными процессами, оказывает прямое воздействие на успех промышленного предприятия. Стратегические планы, отражающие цели организации, фирмы или предприятия, развертываются в гамму специфических планов и графиков.

Круг задач, входящих в область планирования производства и управления, включает в себя планирование технологических процессов, планирование операций и управление работой цеха. Во многих случаях из-за сложной природы планирования и задач управления, а также отсутствия точных и ясных границ задачи трудно установить набор характеристик и границы, присущие каждой функции.

Этапы планирования производства и управления производством связаны между собой в силу взаимозависимости данных, а также в силу того обстоятельства, что решения, принятые на этапе планирования, часто определяют природу и степень управления, необходимого на цеховом уровне. Данные, получаемые с рабочих мест, с нижнего уровня управления в ходе производства, оказывают влияние на будущие планы.

Целью управления производством является реализация заранее намеченного плана производства (или стратегии) и управление всеми аспектами производства согласно этому плану или стратегии.

При планировании внутри промышленного предприятия создается множество планов, от долгосрочных до краткосрочных. Долгосрочное планирование определяет стратегию предприятия, а также включает в себя планы снабжения материалами для обеспечения работы предприятия и продажи изделий на период от нескольких месяцев до нескольких лет. Более детальные планы разделяются вплоть до уровня выполнения каждого заказа и каждой операции.

Долгосрочное планирование обеспечивает необходимую координацию работ, выполняемых в многофункциональном производстве. Производственные планы на различные периоды времени формируются на основе заказов потребителей, генерируемых «внутри» и «вне» производства, и прогнозов объемов продаж.

Основными при долгосрочном планировании являются главный (стратегический) план и текущий план. Часто они совпадают по горизонту планирования. Календарные планы в основном представляют собой разбивку текущего годового плана на квартальные и месячные планы с необходимой корректировкой.

Главный план представляет собой всеобъемлющую производственную программу, с которой связываются все последующие детальные планы и графики. Он гарантирует, что производственные планы являются выполненными и что оперативные планы, рождаемые на их основе, также осуществляются. Содержание главного плана служит прямо или косвенно руководством не только требований общей производительности, но и для расстановки окончательных производственных приоритетов. Оно используется администрацией для определения необходимости в приобретении нового оборудования, определения требований на людские и финансовые ресурсы, предсказания влияния сезонных изменений на производстве. Горизонт планирования — в основном один год.

Задачей календарного планирования является при данном наборе производственного оборудования и технологических ограничений и требований, выраженных в терминах количества и качества продукта и временных ограничений, найти допустимую последовательность операций на разнообразном оборудовании (в дискретном производстве) или эффективные режимы работы технологических установок во времени с учетом ограничений на сырье и производительность (в непрерывном производстве), которые удовлетворяли бы поставленным целям.

Три функции обязательно должны выполняться системой календарного планирования. Во-первых, должна непрерывно производиться оценка процесса и работы системы для своевременного определения зон, требующих внимания. Во-вторых, когда проблемные зоны определены, должны быть приняты решения о том, что необходимо сделать для правильного решения проблемы. В-третьих, должно быть реализовано решение для системы или процесса, который следует скорректировать. Также возможна корректировка самого плана.

Краткосрочное оперативное планирование осуществляется в период до трех дней. Этот план представляет собой способ контроля хода производства и достижения целей, поставленных главным планом. Целями могут быть выполнение сроков завершения всех работ по заданиям; минимизация складских запасов и трудовых ресурсов за счет максимизации коэффициентов использования станков. Помимо этого, цели оперативного плана отражаются в требованиях управления запасами, выпуске новых цеховых заказов и контроля за работой цеха.

Для современного сахарозавода характерно большое количество технологических установок основного производства, емкостей для хранения сырья, промежуточных и товарных продуктов, а также множество разнообразных по своим задачам обслуживающих цехов и служб. Функционирование технологических процессов — элементов предприятия как системы — сопровождается выполнением множества разнообразных хозяйственных операций, которые должны быть увязаны с основной производственной деятельностью предприятия. Сахарозавод, как объект управления, характеризуется не только большим количеством элементов, составляющих его, но и многообразием функций, выполняемых этими элементами.

Большинство технологических процессов рассматриваемого завода характеризуется непрерывностью технологических операций, начиная от поступления сахарной свеклы и кончая выпуском товарных продуктов (сахарного песка, рафинада и др.). Установки связаны между собой сложной технологической схемой, имеющей много замкнутых материальных потоков и характеризующейся высокой связанностью и взаимной обусловленностью при функционировании различных звеньев.

Рассмотрим основные черты и характеристики предприятия с непрерывным характером производства как объекта управления.

Рассматриваемый завод является производством пищевого профиля. Его оборудование включает в себя около двух десятков установок, среди которых крупнотоннажные установки первичной переработки свеклы, каталитической и термической обработки, осветления, центрифугирования, сушки, товарно-сырьевое хозяйство, а также объекты общезаводского хозяйства.

Основными процессами переработки являются измельчение, обеспечивающее развитую поверхность контакта стружки сахарной свеклы с реагентами; первичная обработка стружки, обеспечивающая получение дистиллятов сахаропродуктов; очистка и осветление сиропа; сушка сахарного песка; прессование рафинада.

Для крупного сахароперерабатывающего производства характерны следующие особенности функционирования: непрерывная подача сырья и полупродуктов на установки; многообразие сортов свеклы, отличающихся качественными показателями; возможность варьирования технологических коэффициентов в некоторых пределах, позволяющая получать различные ассортиментные наборы продукции при использовании одного и того же сырья; наличие параметрической взаимосвязи между варьируемыми способами производства; непрерывное изменение количественных и качественных показателей материальных потоков на различных стадиях переработки; возможность варьирования мощности технологических установок.

Существует также целый ряд возмущающих факторов, приводящих к достаточно частой смене ситуаций на входе и выходе завода. Можно условно разделить эти факторы на внешние и внутренние.

К внешним возмущающим относятся следующие факторы. Нарушение графиков поставки сырьевых ресурсов в количественном и качественном отношении. Нарушение графиков отгрузки товарной продукции. Корректировка плановых заданий на выпуск товарной продукции определенной номенклатуры со стороны вышестоящих организаций и ряд других факторов.

Ко внутренним возмущающим относятся следующие факторы: незапланированный вывод на ремонт и ввод в действие технологических установок; случайный характер условий реализации технологических процессов; случайные изменения количества и качества полупродуктов, получаемых на определенной стадии и направляемых на дальнейшую переработку на следующую стадию.

Анализ технологической схемы показал, что сахарозавод является сложным объектом, который характеризуется следующими свойствами: многообразием функционирования; большим количеством технологических объектов, находящихся в тесной взаимосвязи; потреблением многих видов энергоресурсов и материалов на технологические нужды; частыми изменениями производственной обстановки под действием внешних факторов и внутренних условий; сложными зависимостями между параметрами отбора и качества; большим количеством обрабатываемой информации о состоянии технологических объектов.

Технология плановых расчетов

Рассмотрим основные методологические положения и планово-экономические показатели, определяющие технологический процесс расчета производственной программы сахарного завода.

Производственная программа — это план переработки сахаросодержащего сырья и выпуска сахаропродуктов. В производственной программе должна найти свое место полная увязка работ технологических установок, в совокупности представляющих производственный комплекс. Производственная программа технологической установки в технико-экономических координатах определяется:

  • производственной мощностью;
  • нормативами использования сахаросодержащего сырья и полуфабрикатов (коэффициенты расхода);
  • нормативами выхода продуктов (коэффициенты отбора).

Поскольку в конкретном плановом периоде производственная мощность зависит от величины простоя в ремонтах, плановые расчеты начинаются с построения плана-графика ремонтов всех технологических установок. Его составляют в отделе главного механика, исходя из ремонтных нормативов и на основании данных технологических цехов. При распределении ремонтов на протяжении планового года учитываются связи установок по взаимным поставкам полуфабрикатов, целесообразная очередность вывода на ремонт одноименных технологических установок для обеспечения выполнения производства по предприятию в целом, а также исключения пиковых нагрузок ремонтного персонала.

Расходные коэффициенты и коэффициенты отбора устанавливаются в отделе главного технолога и в ряде случаев могут варьироваться в допустимых пределах. Работу всех технологических установок увязывают путем составления материального баланса основного производства в целом. Необходимость в нем обусловлена сложностью внутренних связей на предприятии: одни и те же виды сырья или полуфабрикатов требуются различным цехам или служат для приготовления различных саха- ропродуктов. При помощи баланса сопоставляют ресурсы и потребности и путем внесения корректив в расчеты производства по технологическим установкам и в план смешения устраняют возможные неувязки.

В условиях отсутствия однозначной официальной методики составления плана производства целесообразно рассмотреть практику планово-экономических расчетов по разработке производственной программы конкретного предприятия и на этой основе разработать методику с целью ее дальнейшей автоматизации. Исследование существующей на предприятии технологии плановых расчетов осуществлялось путем опроса работников планово-экономического отдела.

Результаты исследования позволили определить содержательное описание указанной технологии. Прежде всего необходимо отметить, что расчетная схема опирается на следующие особенности: наличие буферных резервуаров с запасами сырья позволяет вести расчет независимо для отдельных участков технологической схемы, включающих в себя, как правило, однудве и реже три установки; все потоки сахаросодержащего сырья делятся на лимитированные и свободные; способ обеспечения баланса осуществляется в каждом конкретном случав, исходя из особенностей соответствующих установок и потоков.

Последовательность расчетов производственной программы в значительной степени определяется структурой технологических связей.

Как описано выше, технологическая схема исследуемого сахарозавода имеет многостадийную последовательно-параллельную структуру без рециклов, что предопределяет характер алгоритма плановых расчетов.

Расчет состоит из двух взаимосвязанных этапов:

  • расчет производственной программы основного производства;
  • расчет производственной программы производства готовой продукции.

Исходной информацией к расчету производственной программы основного производства являются:

  • график планово-предупредительных ремонтов технологических установок (ТУ), поступающий из отдела главного механика;
  • нормативы для величин потерь, суточных производительностей, расходных коэффициентов отбора в форме установленных значений, либо пределов изменения, поступающие из отдела главного технолога;
  • директивные задания на сырье, полуфабрикаты, готовую продукцию, а также проценты отбора контрольных проб, поступающие из верхнего уровня управления.

Расчеты производственной программы сахарозавода относятся к числу самых важных, определяющих все остальные планово-экономические расчеты, и в сущности являются самыми сложными расчетами, какие приходится выполнять экономисту предприятия, так как никакая другая работа не требует учета такого большого количества связанных друг с другом и разноречиво действующих факторов.

Анализ процесса расчета производственной программы позволяет сделать следующие выводы:

  • расчет производственной программы представляет собой сложный многостадийный итеративный вычислительный процесс;
  • на каждой стадии вычисляется система отношений, представляющих различные виды ограничений определяющих производство (уравнения материального баланса и суммарная продукции, лимиты на входные и выходные потоки установок);
  • разрешимость системы отношений обеспечивается интеллектуальной поддержкой, выражающейся в установке определенным параметрам производственной программы номинальных значений, исходя из предпочтений, опыта и интуиции планового работника;
  • в случае возникновения неувязок из-за несовместности стадийных ограничений, а также независимого рассмотрения стадий и этапов вычислительного процесса осуществляются итеративные процессы согласования путем изменения значений параметров производственного процесса (производительностей, расходных коэффициентов и коэффициентов отбора) в допустимых пределах;
  • процессы согласования в значительной степени определяются ненормируемыми соображениями, опытом и интуицией планового работника, вследствие чего носят трудноформализу- емый характер.

Таким образом, рассматриваемая задача относится к классу плохоструктурируемых проблем со сложными синтетическим характером, содержащим рутинную и интеллектуальную составляющие.

 
Посмотреть оригинал
< Пред   СОДЕРЖАНИЕ   ОРИГИНАЛ   След >