CC BY
37
© Виноградова Е. Ю., 2011
ВИНОГРАДОВА Екатерина Юрьевна
Кандидат экономических наук, доцент кафедры информатики и эконометрики
Уральский государственный экономический университет
620144, РФ, г. Екатеринбург, ул. 8 Марта/Народной Воли, 62/45 Контактный телефон: (343) 221-17-47 e-mail: katerina@usue.ru
Формирование данных для управления исполнением плана производства1
Ключевые слова: интеллектуальные информационные технологии; разработка программного обеспечения; аналитические методы обработки информации.
Аннотация. Дается характеристика выходных данных, обеспечиваемых информационной системой управления промышленным предприятием. Результаты статьи могут быть использованы при разработке программного обеспечения для решения соответствующих задач управления промышленным предприятием любой отрасли.
В современных условиях российской экономики предприятие должно с помощью планирования приспосабливать свои ресурсные возможности к внешним и внутренним условиям, учитывая неопределенность будущего, связанную с нестабильностью и усложнением социально-экономической жизни страны.
Планирование помогает предприятию выбрать наиболее рациональный путь развития с помощью различных стратегий.
Опыт многих процветающих зарубежных и отечественных предприятий показывает, что в рыночных условиях хозяйствования планирование производственно-хозяйственной деятельности является главнейшим условием их функционирования, экономического роста и развития.
Для оперативного управления исполнением плана производства системе необходим следующий состав выходных данных:
• технологические маршруты;
• производственный календарь;
• различные отчеты.
Технологические маршруты. Технологический маршрут - информация, описывающая способ производства данной номенклатурной позиции. Включает операции, которые необходимо выполнить, их последовательность, различные используемые рабочие центры, а также нормы времени для подготовки и обработки.
Для каждой изготавливаемой номенклатурной позиции должен быть описан хотя бы один технологический маршрут ее производства. Если рассматривать многоуровневую спецификацию продукта, то технологических маршрутов, применяемых при изготовлении готовой продукции, для которой описана данная спецификация, должно быть как минимум столько, сколько изготавливаемых номенклатурных позиций имеется в списке компонентов готового продукта плюс как минимум один технологический маршрут для самой готовой продукции (рис. 1).
На рис. 1 темными кружками обозначены технологические маршруты.
1 Работа выполнена при финансовой поддержке Российского гуманитарного научного фонда (грант № 09-03-83306а/У).
Готовая продукция (изготавливаемая)
(1)ф~
і:
Сборочная единица 1 (изготавливаемая)
(2)^
у (2)
Компонент 1.1 (изготавливемый)
(5),
Матери (закупг ал 1.1.1 іемьій)
Компонент 1.2 (заісупаемшй)
Сборочная единица 2 (изготавливаемая)
1
14)
Компонент 2.1 (изготавливаемый) Компонент 2.2 (закупаемый)
(4)<Г
Материал 2.1.1 (закупаемый)
~^(Ю)
Материал 2.1.2 (закупаемый)
Рис. 1. Соотношение многоуровневой спецификации продукта и технологических маршрутов изготавливаемых номенклатурных позиций (в скобках - номера сборочных единиц)
Календарное планирование. Выделяют два основных подхода: «по приоритетам заказов» и «загрузка ограниченных ресурсов».
Методика «по приоритетам заказов» имеет следующие основные черты:
• расчет приоритета заказа на данном рабочем центре; если заказ в процессе его исполнения проходит несколько рабочих центров (как правило, так происходит чаще всего), для каждого из этих рабочих центров расчет приоритета выполняется отдельно. Может случиться так, что на разных рабочих центрах один заказ получит разный приоритет;
• следующий запускаемый заказ может выбираться незадолго до его запуска, т. е. назначение последовательности запуска заказов на рабочих центрах производится динамически. Это дает известную гибкость в управлении заказами, однако одновременно повышает сложность данной задачи.
Методика «загрузки ограниченных ресурсов»» обладает следующими основными чертами [1-9]:
• система моделирует пооперационно запуск и выпуск всех заказов для всех рабочих центров для разработки детального календарного плана запуска-выпуска заказов на протяжении всего горизонта планирования;
• обычно работает «вперед» по времени;
• учитываются приоритеты заказов при формировании последовательности запуска;
• учитывается доступная мощность рабочих центров, т. е. основной целью является максимальная загрузка ресурсов, не превышающая, тем не менее, имеющийся эффективный фонд их времени; если какой-либо заказ с более низким приоритетом, чем уже спланированные и занимающие в определенный день все рабочее время рабочего центра, необходимо разместить в указанный день, система сдвигает его вперед по времени, ибо в этот день его исполнение уже невозможно;
• имеются два возможных алгоритма: загрузка рабочего центра всеми заказами, потом следующего рабочего центра и т. д.; загрузка рабочих центров заказом с наивысшим приоритетом, потом следующим заказом и т. д.;
• расчеты могут занимать значительное время.
Рассмотренные методики используют различную технику календарного планирования. Принципиально возможны две техники, иллюстрация которых дана на рис. 2 и 3.
В первом случае (рис. 2) на основании необходимой даты выполнения заказа рассчитывается наиболее поздняя возможная дата его запуска, а во втором случае (рис. 3) на основании текущей или будущей даты запуска рассчитывается ожидаемая дата выполнения.
Наличие в составе системы обоих вариантов небесполезно, поскольку позволяет отвечать на два важных вопроса:
1) когда необходимо запустить заказ в производство, чтобы соблюсти зафиксированную дату выполнения заказа?
2) к какой дате возможно выполнить заказ, запущенный в определенный день, при условии что работа над ним идет в регулярном режиме?
Дата запуска заказа <------------------------------ Дата выполнения заказа
----------------------------------------------------------------------> г
Операция 10 Операция 20 Операция 30 Операция 40 Операция 50
Рис. 2. Техника календарного планирования «Назад»
Текущая дата <---------------------------- Ожидаемая дата выполнения заказа
----------------------------------------------------------------------> t
Операция 10 Операция 20 Операция 30 Операция 40 Операция 50
Рис. 3. Техника календарного планирования «Вперед»
Отчеты. Понятие «отчет» можно трактовать в двух смыслах. С одной стороны, это информирование системы о состоянии заказов. Состав информации в таких отчетах должен выглядеть следующим образом:
• данные о текущем местонахождении заказа (включая необходимую замену бракованных изделий);
• данные о текущем состоянии заказа (степень его исполнения);
• данные о фактически потраченных на каждой операции ресурсах (в натуральном, трудовом и стоимостном измерении);
• данные о фактически потребленных на каждой операции материалах (в натуральном и стоимостном измерении).
Подобные отчеты рассматриваются как информирование системы об изменениях, происшедших в состоянии объекта управления. Для планового блока такие отчеты важны, ибо они изменяют ситуацию, на основании которой строится план. Если заказ фактически выполнен, но в систему не введены данные о его исполнении и закрытии, плановая система продолжает полагать, что он находится в состоянии незавершенного производства и запас изделия, для которого он выписан, не увеличился. Это искажает результаты планирования, отрывая их от реальности.
С другой стороны, термин «отчет» можно понимать как выборку данных (в сводном и подробном форматах). Типовой состав отчетов должен выглядеть так:
• текущее состояние запущенных в производство заказов;
• текущее состояние еще не запущенных в производство заказов, т. е. запаздывающих с запуском;
• диспетчерский лист;
• отчет о контроле входных/выходных потоков за неделю;
• отчеты о «нештатных» ситуациях (брак, повторная обработка, запоздавшие заказы);
• сводный отчет о деятельности.
Среди всех этих отчетов стоит особо отметить диспетчерский лист. Диспетчерский лист - список производственных заказов в порядке следования их приоритета. Диспетчерский лист, который обычно доводится до персонала либо в бумажном виде, либо в электронном формате, содержит подробную информацию о приоритете, местонахождении, размере и потребностях в мощностях для производственных заказов в пооперационном разрезе. Диспетчерские листы обычно формируются ежедневно и отражают ситуацию в разрезе рабочих центров.
Состав данных в диспетчерском листе таков:
• код предприятия;
• код отдела;
• код рабочего центра;
• мощность рабочего центра (в часах работы);
• дата формирования диспетчерского листа;
• код номенклатурной позиции;
• наименование номенклатурной позиции;
• номер производственного заказа;
• дата выполнения заказа;
• номер операции;
• описание операции;
• даты начала и окончания операции;
• приоритет заказа;
• количество к обработке;
• количество на операции (или количество обработанное);
• количество часов работы по операции;
• следующее местонахождение;
• осталось времени исполнить заказ;
• осталось времени фактически;
• следующая/предыдущая операция и др.
Диспетчерский лист должен дать исчерпывающую картину по заказам, причем не только открытым, но и подтвержденным, а также по плановым заказам (которые поступят на данный рабочий центр в течение нескольких следующих дней согласно настройке системы) для рассматриваемого рабочего центра.
Основные точки в ходе производственного процесса, в которых целесообразно собирать данные об исполнении тех или иных операций с целью отражения в системе процесса выполнения производственного заказа:
• запуск заказа;
• подтверждение заказа;
• начало операции;
• отпуск материалов;
• брак и повторная обработка;
• получение материалов;
• завершение операции;
• закрытие заказа;
• интеграция с расчетом заработной платы.
В конечном счете для контроля результатов деятельности должны быть применены следующие показатели:
• процент брака;
• объем повторной обработки заказов;
• время ожидания в очереди;
• отклонения в использовании трудовых и материальных ресурсов - для проверки точности нормативных показателей по трудозатратам и точности спецификаций;
• доля заказов, выполненных в срок;
• эффективность - отношение фактического результата к нормативному;
• использование рабочего времени - доля с пользой израсходованного рабочего времени в нормативном фонде времени (доступном времени);
• производительность - отношение фактического результата к фактически использованным ресурсам;
• экономия на подготовительном времени (если оно имеет существенный удельный вес) и др.
Алгоритм технологического процесса сбора, передачи, обработки и выдачи информации представлен на рис. 4.
Рис. 4. Алгоритм технологического процесса сбора, передачи, обработки и выдачи информации
Подтвержденный заказ формируется либо одобрением планового заказа, созданного системой, либо непосредственно вводом его вручную. После подтверждения заказ может находиться в этом состоянии довольно продолжительное время, однако перед его запуском проверяется, достаточно ли незарезервированных компонентов и материалов, необходимых для выполнения заказа. В случае дефицита материалов система, тем не менее, позволяет осуществить запуск заказа в производство, возлагая ответственность, как и во всех прочих случаях, на лицо, принимающее решение [10].
В заключение следует отметить, что реализация описанной методики в программном продукте позволит получить качественный результат работы информационной системы комплексного управления и планирования.
Источники
1. Шориков А. Ф., Виноградова Е. Ю. Динамическая оптимизация комплексного управления технологическими процессами на предприятии // Изв. Урал. гос. экон. ун-та. 2007. № 4(16).
2. Шориков А. Ф., Виноградова Е. Ю. Проблемы проектирования и реализации корпоративных систем поддержки принятия управленческих решений на предприятии // Математические модели и информационные технологии в организации производства: период. науч.-практ. журнал. 2007. № 2.
3. Vinogradova E.Yu. Experience of design of information system for complex operation of enterprise // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности : сб. тр. Четвертой Междунар. науч.-практ. конф. (Санкт-Петербург, 2-5 октября 2007 г.) / под ред. А. П. Кудинова, Г. Г. Матвиенко. СПб. : Изд-во Политехи. ун-та, 2007. Т. 11. Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование.
4. Виноградова Е. Ю. Управление внедрением информационной системы планирования на предприятии // Современные проблемы прикладной информатики : сб. науч. тр. Междунар. науч.-практ. конф. (27-28 мая 2008 г.) / отв. ред. И. А. Брусакова, Е. Н. Панова. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2008.
5. Виноградова Е. Ю. Комплексное управление предприятием. Основные принципы // Управление информационной инфраструктурой организации на основе технологии открытых систем : сб. тр. участников Междунар. науч.-практ. семинара. Магнитогорск : МаГУ, 2008.
6. Виноградова Е. Ю. Технология использования нейромоделей для решения задач управления производством // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности : сб. тр. Шестой Междунар. науч.-практ. конф. (Санкт-Петербург, 16-17 октября 2008 г.) / под ред. А. П. Кудинова, Г. Г. Матвиенко. СПб. : Изд-во Политехн. ун-та, 2008. Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование.
7. Виноградова Е. Ю. Применение нейросетей для задач поддержки принятия управленческих решений // Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности : сб. тр. Шестой Междунар. науч.-практ. конф. (Санкт-Петербург, 16-17 октября 2008 г.) / под ред. А. П. Кудинова, Г. Г. Матвиенко. СПб. : Изд-во Поли-техн. ун-та, 2008. Высокие технологии, фундаментальные и прикладные исследования, образование.
8. Виноградова Е. Ю. Особенности применения нейросетей и нейромоделей к моделированию процессов управления производством // Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании : тез. докл. 3-й Междунар. науч. конф. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2008.
9. Виноградова Е. Ю. Динамическая оптимизация управления новыми технологиями на предприятии // Информационно-математические технологии в экономике, технике и образовании : сб. материалов 3-й Междунар. науч. конф. Екатеринбург : УГТУ-УПИ, 2009. Вып. 5. Прикладные аспекты информационно-аналитического моделирования и обработки информации.
10. Лотов А. В. Введение в экономико-математическое моделирование. М. : Наука, 1984.
