CC BY
33
н ::::::::::::::::: ::::::: :::: :::::: н
-□ □-
Запропоновано удосконалення оперативного управлшня стьськогосподарським виробництвом шляхом використання тформацшно-аналтичних панелей як аналтичного тструментарю для прийняття ршень. Здшснена розробка тформацшно-аналтичних панелей для: розв'язання задачi вибору агрегату за екс-плуатацшними показниками; побудови «Операцшно-технологiчноi карти на виконання технологiчноi операци». Оцтено економiчний ефект вiд ix використання в оперативному управлтт у стьськогосподар-ському пiдприeмствi
Ключовi слова: оперативне управлшня, тформацшт технологИ, тформацшно-аналтична панель, MS Excel, рослинництво, вибiр машинно-тракторного агрегату,
операцiйно-теxнологiчна карта, економiчний ефект
□-□
Предложено усовершенствование оперативного управления сельскохозяйственным производством путем использования информационно-аналитических панелей как аналитического инструментария для принятия решений. Разработаны информационно-аналитические панели: решения задачи выбора агрегата по эксплуатационным показателям; построения «Операционно-технологической карты на выполнение технологической операции». Оценен экономический эффект от их использования в оперативном управлении на сельскохозяйственном предприятии
Ключевые слова: оперативное управление, информационные технологии, информационно-аналитическая панель, MS Excel, растениеводство, выбор машинно-тракторного агрегата, операционно-техно-логическая карта, экономический эффект
УДК 338.4:658.51
|DOI: 10.15587/1729-4061.2015.65476|
РОЗРОБКА 1НФОРМАЦ1ЙНОТ ТЕХНОЛОГИ ОПЕРАТИВНОГО УПРАВЛ1ННЯ С1ЛЬСЬКО-ГОСПОДАРСЬКИМ ВИРОБНИЦТВОМ
О. В. Гринчак
Кандидат техычних наук, доцент* E-mail: [email protected] О. Х. Давлетханова Кандидат економнчних наук* E-mail: [email protected] Я. Л. Миколайчук* E-mail: [email protected] *Кафедра економнчноТ мбернетики та шформацтних систем Уманський нацюнальний ушверситет садiвництва вул. 1нституська, 1, м. Умань, УкраТна, 20305
1. Вступ
Одним iз важливих факторiв ефективного вироб-ництва е правильно оргашзована система оперативного управлшня iз застосуванням сучасних технологш. Особливо це стосуеться альського господарства, де функцп оперативного управлшня вирiзняються своею специфiчнiстю через його властивосп, а саме: бюлопч-т активи виробництва; залежшсть вщ природно-кль матичних умов; ктотна залежнiсть ввд погодних умов; жорстка обмеженiсть виконання робгг у часi, тери-торiальна розосередженiсть сiльськогосподарського виробництва тощо.
Характерною ознакою сучасного менеджменту е значне i неухильне зростання ролi шформацшно-ана-лiтичного забезпечення. Новим iнформацiйним продуктом, що набувае поширення, е дашборди (панелi iндикаторiв) - штерактивш динамiчнi аналiтичнi па-нелi [1-3], яю дозволяють користувачевi виконувати найрiзноманiтнiшi операцii, пов'язанi з виробничим процесом, а саме: управлшня процесом та окремими його операщями, контроль за виконанням, пiдбiр па-
раметрiв процесу, отримання потрiбноi iнформацii про переб^ операцiй, аналiз отриманих даних тощо.
Основними взаемопов'язаними процесами вироб-ництва сiльськогосподарськоi продукцii е планування роби, матерiально-технiчне забезпечення виробництва i безпосередньо виробництво та реалiзацiя агро-продукцii, що являють собою складт, динамiчнi, бага-тофакторнi та багатокритерiальнi задачi. Перевагами використання дашбордiв в системi iнформацiйного забезпечення оперативного управлшня альськогоспо-дарським виробництвом е можлившть:
- вiдображення великоi юлькост даних рiзного типу на однш сторiнцi за допомогою рiзних способiв подання iнформацii iз видiленням найб^ьш вагомих показникiв та супроводжувального опису;
- порiвняння показникiв для рiзних альтернатив-них рiшень, що дае бшьш точне i швидке уявлення про ефект та наслвдки тсля виконання цих рiшень;
- налаштування дашборду i вибору рiзних допу-стимих варiантiв рiшення навiть непрофесшними менеджерами сiльськогосподарського виробництва для прийняття на '¿х основi оптимального варiанту.
Таким чином, оперативне управлшня «льсько-господарським виробництвом е тieю сферою дiяльно-CTi, де застосування дашбордiв е особливо актуальним.
2. Аналiз лкературних даних та постановка проблеми
Досягнення в галузi iнформацiйних технологiй значною мiрою змiнюють iнструментарiй управлiння, полегшуючи збiр, обробку, передачу i, головне, пред-ставлення iнформацii, забезпечуючи шформацшно-а-налiтичну пiдтримку процесiв прийняття ршень в реальному часi. Все б^ьше набувають популярностi технологii вiзуальноi бiзнес-аналiтики. Дослiдження використання вiдповiдних iнформацiйних технологш управлiння свiдчать про iстотне розширення кола розв'язуваних ними прикладних задач управлшня (шформацшне забезпечення управлiння фшансовими iнвестицiями, матерiальними потоками, вщносина-ми з клieнтами i споживачами, швестицшним портфелем, а також прогнозування розвитку тдприем-ства i стратепчного аналiзу), що обумовлено значним зростанням попиту на ршення IТ-розробникiв серед управлшського персоналу рiзного рiвня (керiвникiв, фахiвцiв, технiчних виконавцiв) [4]. Це, в свою чергу, пояснюеться проблемами, з якими стикаються управ-лшщ через великi обсяги даних, що обробляються, iх динамiчнiсть, рiзнорiднiсть, а також складшсть алго-ритмiв iх перетворення [5]. Особливо це стосуеться управлiнськоi дiяльностi у малих i середнiх тдприем-ствах, оскiльки вони е б^ьш чутливими до змш умов ведення бiзнесу, нiж велик конкуренти [6].
Широкого розповсюдження застосування шстру-ментiв вiзуальноi аналiтики набуло у фшансах, управ-лiннi продуктовим портфелем тдприемства [7-9], що на думку авторiв обумовлено ii властивостями поеднувати переваги графiчноi вiзуалiзацii та потуж-нiсть аналiтичних висновкiв [7], можливктю простого представлення комплексних даних [8] i використання штерактивних iнтерфейсiв як засобу динамiчного управлшня [9].
Дощльшсть використання iнтерактивних динамiч-них iнформацiйно-аналiтичних панелей в оперативному управлшш сiльськогосподарським виробництвом тдтверджуеться низьким рiвнем ефективностi шную-чоi системи управлiння в украiнських сшьськогоспо-дарських пiдприемствах [10] та и iстотною залежнiстю вiд рiвня застосування сучасних шформацшних тех-нологiй [11].
Позитивний досввд використання динамiчних ш-формацiйно-аналiтичних панелей засвiдчено в оперативному управлшш збором молока, де за '¿х допомогою вирiшувалися складш задачi логiстики: планування маршрутiв збору молока на основi iнтеграцii автоматичного збору даних i системи управлiння базами даних для забезпечення ефективного управлшня в реальному чаа [12].
Водночас, аналiз рiшень вiзуальноi бiзнес-аналi-тики для оперативного управлшня альськогосподар-ським виробництвом свiдчить про увагу розробниюв до створення шформацшних технологш, орiентованих в бiльшостi на мониторинг процесiв виробництва i ре-алiзацii продукцп, а також перевiрку достатностi рiвня його забезпеченостi ресурсами, не придшяючи при
цьому належноi уваги аналiзу актуальноi iнформацii тд рiзними кутами i з рiзним рiвнем деталiзацii на всiх етапах дiяльностi: пiдготовка виробництва, виробничi процеси i т. д. Як правило, цi технологii дозволяють вiдслiдковувати динамжу основних показникiв (зазви-чай фшансових), що цiкавлять в бiльшостi управлшщв пiдприемства вищо' i середньоi ланки, в той час, коли особливо важливим для альськогосподарського виробництва е '¿х використання управлшцями нижньо' ланки та безпосередньо виконавцями технолопчних операцiй.
Недостатня увага до розробок i використання вь зуальних аналиичних систем в оперативному управлшш сiльськогосподарським виробництвом, особливо в рослинництв^ обумовлюе необхiднiсть проведення дослiджень в цьому напрямь
3. Цiль та задачi дослiдження
Проведенi дослiдження ставили за мету обгрунту-вання i реалiзацiю пiдходу щодо удосконалення оперативного управлiння сiльськогосподарським виробництвом у частиш його iнформацiйного забезпечення шляхом застосування динамiчних iнтерактивних ш-формацiйно-аналiтичних панелей як iнструменту ш-формацiйно-аналiтичноi пiдтримки при виборi оптимального ршення самим виконавцем роби в режимi реального часу.
Для досягнення поставленоi мети вирiшувалися задачi:
- розробити шформацшну технологiю оперативного управлшня альськогосподарським виробництвом;
- оцiнити економiчний ефект вiд ii використання у альськогосподарському пiдприемствi.
4. Матерiали розробки шформацшно-аналiтичниx технологiй та методи ощнки eKOHOMi4HO ефекту вiд ïx використання
4. 1. Матерiали розробки шформацшно-анал^ тично'ï технологи оперативного управлiння сшьсько-господарським виробництвом
1снуе велика юльюсть спецiальних програмних про-дуктiв створення динамiчних iнтерактивних шформа-цiйно-аналiтичних панелей. Пропонуеться реалiзацiя дашбордiв в середовишд MS Excel, оскiльки цей додаток Microsoft Office доступний багатьом користувачам ПК, вш е досить простий у користуванш i мiстить достатнш спектр iнструментiв для ïx створення (засоби аналiзу i вiзуалiзацiï даних, фшьтрування та сортування, побу-дови зведених таблиць, роботи з великими масивами даних та з динамiчними масивами, надбудови штелек-туального аналiзу та обмшу результатами тощо).
Застосування iнтерактивниx динамiчниx панелей, створених в середовишi MS Excel, можливе на вах етапах управлшня сшьськогосподарським виробництвом. Особлива дощльшсть '¿х використання при виробничо-оперативному плануванш та коригуваннi планiв тд час виконання робiт в рослинництвь
Однiею з таких задач е задача вибору ращональ-ного агрегату та режиму його роботи при проведенш польових робгг, що забезпечувало б, поряд iз високою продуктившстю i низькою собiвартiстю, оптимальнi
умови для виконання подальших технолопчних опе-рацiй, що, в свою чергу, е важливим резервом тдви-щення валових зборiв сiльськогосподарськиx культур та зниження втрат продукцп, забезпечуючи «комфорт-нi умови» для росту i розвитку рослин.
Визначальними факторами таких умов, що забез-печуе сшьськогосподарська машина, е яюсть диску-вання, що ощнюеться глибиною, вирiвнянням поверх-нi, ступенем закладення поживних залишюв, бур'янiв i добрив, вiдсутнiстю огрixiв, якiстю дискування пово-ротних смуг та краïв тощо. В свою чергу, яюсть вико-нуваних польових роби залежить вiд конструктивних особливостей альськогосподарсь^ машини, ïï ввдпо-вщност теxнологiчнiй операцiï, регулювання параме-трiв i теxнiчного стану машини, а також ввд умов робо-ти ^зико-мехашчних властивостей Грунту, рельефу мкцевосп, густоти стояння рослин тощо) [13].
Таким чином, на етат побудови робочих плашв на перiоди роби в рослинництвi постае задача вибору агрегату за експлуатацшними показниками роботи з метою забезпечення максимально якост останньоï, високою продуктивностi та мiнiмальноï собiвартостi.
Множина альтернативних агрегатiв для виконання конкретноï роботи е шформащею для опрацювання операцiйно-теxнологiчниx карт - операцшних техно-логiй за окремими видами роби з урахуванням кон-кретних умов виробництва, якi розробляються з метою чiткоï регламентацп послвдовност та порядку виконання меxанiзованоï теxнологiчноï операцп у господарствi.
Операцшно-технолопчна карта, як правило, мш-тить вкпм роздiлiв, три з яких («Обгрунтування складу i режимiв роботи агрегату», «Пiдготовка поля i робота агрегапв в загшщ» i «Теxнiко-економiчнi показ-ники роботи агрегату») реалiзуються на основi досить складного математичного апарату та з використанням вели^ кiлькостi довiдковоï iнформацiï [14].
4. 2. Методика оцшки економiчного ефекту вщ використання iнформацiйно-аналiтичниx технологш
Економiчний ефект вiд використання шформа-цiйно-аналiтичниx теxнологiй управлiння характе-ризуеться '¿хшм вкладом в економiчний результат прийняття ршень пiд час планування та виконання конкретних технолопчних операцш i е доданками в сумi ефекпв вiд прийняття рiшень в управлшш тд-приемством в щлому:
W + е
E = G • D -
C
де E - економiчний ефект вщ використання прикладного програмного забезпечення; G - оператор розподшу екощ^чного результату мiж учасниками прийняття ршень; D - оператор розподiлу економiчного результату мiж бiзнес-процесами (актами прийняття ршення); W -прибуток вш дiяльностi; s - втрати ввд неоптимальноï органiзацiï дiяльностi; C - значення прямих i непрямих витрат на шформащйно-аналиичну технолопю.
Оператор розподшу економiчного ефекту мiж учасниками прийняття ршення (особою, що приймае ршення, iнформацiйно-аналiтичною теxнологiею та iншими учасниками) - G - являе собою операщю справедливого розподшу, що визначае вклад шфор-мацiйно-аналiтичноï технологи пiд час кожного акту прийняття ршення (вклад технологи завжди мен-
ший загального економiчного ефекту акту прийняття ршення, оскiльки теxнологiя не може приймати ршення без особи, що приймае ршення, а особа, що приймае ршення, без iнформацiйно-аналiтичноï теxнологiï може, можливо з меншою результатившс-тю; для актiв прийняття рiшення, в яких технолопя не використовуеться, вклад шформацшно-аналгтич-ноï технологи дорiвнюе нулю), а оператор розподшу економiчного ефекту мiж бiзнес-процесами (актами прийняття ршень) - D - операцiю справедливого розподiлу результапв сумiсноï дiяльностi. При цьому результатом застосування операторiв е вектори роз-подiлу g i d, розмiрнiсть яких визначаеться кiлькiстю етапiв у бiзнес-процесаx (актiв прийняття рiшення).
Таким чином, ощнка економiчного ефекту шфор-мацiйно-аналiтичноï технологи передбачае двi операци справедливого розподiлу, якi являють собою розподш результату сумiсноï дiяльностi. Розподш проводиться на основi як юльюсних, так i якiсниx характеристик вкладу учасниюв у загальний результат, а також з врахуванням можливоï нерiвноправностi учасникiв у питаннi можливостi досягнення будь-якого результату.
Задача розподшу задаеться сукупшстю (U, Р, р, v, S), де U - множина учасниюв; S - загальний прибуток; Р - множина допустимих значень параметрiв, що характеризуют вклад учасниюв в загальний прибуток; р - значення параметрiв для кожного учасника або групи учасниюв (реР); v - значимость кожного з па-раметрiв для отримання прибутку. Розв'язком задачi справедливого розподшу сумкного результату е вектор х, що визначае справедливу частку кожного учас-ника в загальному економiчному результатi S.
Для забезпечення справедливого розподшу сумк-ного результату вщповщно принципу «пропорцiйноï рiвностi», що передбачае адекватнiсть цiнностi учасника в отриманш результату та його частки у прибутку, формулюються таю вимоги до розв'язку задача
- ефективносп - весь прибуток розпод^яеться мiж всiма учасниками;
- симетричност - пiд час розподшу прибутку усi учасники рiвноправнi, незалежно ввд ïxньоï нумераци або послвдовностг,
- невiд'емностi - в умовах невщ'емного прибутку частка учасника не може бути ввд'емною;
- монотонносп - при змiнi загального прибутку i не-змiнностi характеристик учасниюв частка кожного учасника не може змшюватися у протилежному напрямь
Осюльки у багатьох випадках вклад учасниюв у сумкний результат задаеться не лише на рiвнi ок-ремих учасникiв, а й на рiвнi тдмножин учасникiв, справедливий розподiл сумiсного результату слщ ви-значати на основi комбiнованого методу за вкладом у виглядi потенцiйного результату можливих коалщш. До того ж у багатьох випадках вклади учасниюв i тд-груп учасниюв для досягнення результату не рiвнi мiж собою. Наприклад, у випадку, коли прибуток можливо отримати лише при умовi учаси будь-якого одного учасника або будь-я^ пари учасниюв, а участь шших пар i коалщш не така суттева. У такому разi характеристики вкладу учасника дощльно задавати у виглядi потенцшного результату, якого вш може досягнути самостiйно або об'еднавшись у коалiцiю.
Застосування комбшованого методу в такому випадку при наявносп множини характеристик вкладу
окремого учасника дозволяе виконати операци злиття для незначимих учасниюв, а отримання ршення ввдпо-ввдатиме вимогам до справедливого розподшу прибутку.
Використання апарату кооперативних кор перед-бачае визначення пар (U, w), де U={ui} - скшченна мно-жина учасниюв («велика коалвдя»), розм1рн1стю |U|, w(C) - характеристична числова функщя, що визначае виграш (потенцшний результат) коалщп С.
Розв'язком кооперативноï гри (U, w) е вектор
x=(xi)ieu: Е Xj = S.
iEÜ
Найб1льш вдалим i поширеним шструментом для розрахунку такого розподшу е вектор Шеплi - розпо-дiл, в якому виграш кожного учасника дорiвнюе його середньому вкладу в загальний результат тотально коалщп при певному механiзмi ïï органiзацiï, - що задовольняе зазначеним вимогам ефективносп, симе-тричностi, невiд'емностi та монотонностi.
Осюльки у дослiджуваному випадку характеристики вкладу учасниюв у сумшний результат част-ково являють собою яюсш параметри, доцiльним е використання експертних методiв визначення прю-ритету при прийнятт рiшень в умовах взаемозв'язюв альтернатив i зовнiшнiх обмежень. У межах комбь нованого методу найб^ьш рацiональним в такому випадку е використання поеднання лшшного алгоритму i методу аналiзу iерархiй на основi експертноï оцiнки.
Для використання методу аналiзу iерархiй необ-хщно визначити сукупнiсть (A, K, q), де A={ai} - скш-чена множина альтернатив; K={kj} - множина крите-рiïв/факторiв кожноï альтернативи (кожен критерш певним чином характеризуе конкретну альтернативу з боку оцiнки ïï прюритетност по вiдношенню до ш-ших альтернатив; kj можуть задаватися у рiзних шкалах); q=(qij)ieA, jeK - матриця, що визначае для кожноï альтернативи i значення ïï критерж j (кожний рядок матрищ вiдповiдае однiй альтернативi, кожний стовп-чик - одному критерт).
Розв'язком задачi визначення прiоритету (A, K, q)
е вектор прюритепв у=(уО^А: Е y1 = 1 Вектор мктить
îeA
вiдноснi прюритети («вiдносну значимiсть») альтернатив.
Матриця попарних порiвнянь альтернатив визна-чаеться експертами окремо для кожного критерж. Кожен елемент матрищ порiвнянь е експертною оцiнкою рiвня переваги однiеi альтернативи над шшою у загальному економiчному результатi вщ-повiдно конкретного критерiя за дев'ятибальною шкалою (ранжування за методом парних порiвнянь за Т. Сааи [15]). В такому разi для визначення прь оритетностi альтернатив за певним критерiем необ-хщно розрахувати власнi значення та вщповщно L1-нормований власний вектор ик - вектор прюри-тетностi.
Аналопчно визначаеться важливiсть критерiiв ввд-носно один одного щодо вкладу в економiчний результат на основi матрицi порiвнянь критерiiв.
5. Результати розробки шформацшно-анаитично1 технологН та оцшки економiчного ефекту вщ ïï використання
5. 1. Результати розробки шформацшно-аналггич-но'1' технологи оперативного управлiння сшьськогос-подарським виробництвом
Постановка задачi вибору агрегату за експлуа-тацiйними показниками роботи полягае у компо-нуваннi тягово-привiдного агрегату для виконання сiльськогосподарськоï роботи з оптимальним поед-нанням продуктивностi, економiчностi та з враху-ванням заданих технiко-економiчних параметрiв.
Дашборд, розроблений у середовишд табличного процесора MS Excel для розв'язування цiеï виробни-чоï задачi в iнтерактивному режимi (рис. 1), умовно розд^ений на два модуле
- модуль вибору машино-тракторних агрегатiв до списку порiвняння (блоки «Вибiр роботи», «Вибiр МТА» i «Список МТА»);
- модуль порiвняння обраних агрегатiв за витра-тами робочого часу на одиницю роботи i величиною приведених витрат (блок «Результат»), за допомогою якого порiвнюють економiчну ефективнiсть альтер-нативних ршень i приймають остаточне ршення щодо вибору агрегату для виконання конкретноï роботи.
Bw6ip arperarie за експлуатацшними показниками роботи
□вба зернових
Оранка легких i середних грунтчв
Оранка важких грунлв
Лущения лущильниками та боронами
ДТ-75М В+21БЗТС- 1+СГ-21
ДТ-75МВ+21БЗТС-1+СП-11 Т-150+21БЗСС-1+СГ-21
Add МТА 1 1. ДТ-75МВ+21БЗТС-1+СГ-21
j 2. ДТ-75МВ+21БЗТС-1+СП-11
1 1 zl Dell МТА [
Dell All МТА 1 1
Величина приведениявитрат
ДТ-75МВ+21БЗТС-1+СП-11 7,97
0,00 2,00 4,00 6,00 В,00 10,0012,0014,00
Рис. 1. Дашборд вибору машинно-тракторного агрегату за експлуатацшними показниками
Для оргашзацп шформацп першого модуля дашборда, де зi списку машин-но-тракторних агрегапв для виконання конкретноï альськогосподарсь^ роботи формуеться ïx перелiк для порiвняння, розроблено додатковий дашборд (рис. 2), в якому реалiзовано наповнення бази даних вщомостями про можливi машин-но-тракторнi агрегати для виконання конкретноï роботи з урахуванням ïxrnx експлуатацiйниx показникiв шляхом тд-бору трактора та однiеï або юлькох сiль-ськогосподарських машин.
З дашбордом вибору машинно-тракторного агрегату за експлуатацшними по-казниками (рис. 1) працюватимуть голов-ний агроном при розробщ деталiзованоï виробничоï програми з рослинництва, а також агрономи, мехашки та бригадири тд час розробки робочих плашв на перю-ди роби i розробки та коригуваннi кален-дарних графiкiв робiт.
Дашборд «Операцшно-технолопчна карта» (рис. 3) доцiльно вiзуально подши-ти на кiлька модулiв:
- модулi введення виxiдниx даних за-дачi (блоки «Умови роботи», «Агротех-нiчнi вимоги» та норми витрат часу на неосновну роботу);
- модуль тдбору агрегату в залежносп вщ виду виконуваноï роботи, теxнологiï та з урахуванням досягнення найбшьш ращонального завантаження машин - блок «Пiдбiр i розрахунок складу агрегату»;
- модуль виведення показниюв роботи агрегату в загшщ - блок «Робота агрегату в загшщ».
Даш про умови роботи та агротехшчш вимоги для першого модуля готуються у першому та другому роздшах операцiйно-теxнологiчноï карти (вщповщно «Призначення теxнологiчноï операцiï та характеристика умов ïï проведення» та «Агротеxнiчнi вимоги до теxнологiчноï операцiï), де характеризуеться агрофон, вказуються розмiри поля, тип Грунту, кут нахилу мшцевосп, показники якост рослин (уро-жайнiсть, висота рослин, соломистшть тощо), техно-логiчнi параметри та характеристики якост роботи (глибина обробику, висота зрiзання, ступiнь розпу-шеностi Грунту тощо), показники, що визначають норми витрат матерiалiв та ïx допустимi вiдxилення (насшня, добрив, засобiв захисту рослин тощо). У нижнш частинi першого модуля вводять даш для роз-рахунку погектарних витрат палива (тип повороив та норми часу на неосновну роботу). 1нформащю цих блоюв мае право змшювати лише головний агроном, для решти учасниюв у« поля цих блоюв е доступни-ми лише для перегляду.
Другий модуль дашборда призначений для об-Грунтування пiдбору складу агрегату в залежноси вiд виду виконуваноï роботи, наявноï теxнiки i робочих машин, ращональноси складу у вiдповiдностi з рекомендованою системою машин для комплексноï мехашзацп рослинництва i формуеться на основi iнформацiï дашборду вибору машинно-тракторного агрегату за експлуатацшними показниками (рис. 1).
Рис. 2. Дашборд формування Бази даних машинно-тракторних агрегалв
Третш модуль дашборда мктить iнформацiю щодо тдготовки поля та роботи агрегату в загшщ. При фор-муванш цiеï iнформацiï враховуються вимоги агротех-нiки, особливостi конструкцiï та використання машин, а також мiнiмiзуються витрати часу на холостий рух агрегату, додатковi витрати часу i кошпв на розбивку поля на загшки, позначення та обробиок поворотних смуг, виконання прокоив i розвантажувальних мап-стралей.
Результативна iнформацiя другого i третього модулiв представлена на дашбордi у б^ьшоси в графiчному виглядi (графжи типу «спiдометр» та «термометр»).
Iнформацiя цих блоюв доступна всiм учасникам виробничого процесу. Шд час розробки «Операцш-ноï теxнологiчноï карти» агрегат вибираеться го-ловним агрономом. Виконавцi при цьому керуються встановленою техшчною шформащею агрегату (основна робоча передача, швидюсть трактора, число корпусiв тощо) та нормами роботи агрегату в загшщ (оптимальну ширину загшки, ïx кшьюсть, виробиок за змшу тощо - шформащя третього модуля дашборду). Шд час коригування плашв через, наприклад, поломку техшки або несприятливi погодш умови, iнформацiю про пiдбiр агрегату може змiнювати й сам виконавець, вибираючи склад агрегату iз списку, встановленого головним агроном, та шдбираючи оптимальну основну робочу передачу, враховуючи ступшь завантаження трактора та його двигуна, витрати палива на одиницю площд i, головне, юльюсть змш, необхщних для виконання роботи.
Використання запропонованих дашбордiв значно скоротить витрати часу для проведення необхщ-них розрахунюв, пiдвишить ïx якiсть, що позитивно вплине на ефектившсть оперативного управлшня виробничими процесами у шдприемствь
Рис. 3. Дашборд «Операцшно-технолопчно'| карти на виконання технолопчно!' операци»
Головною перевагою застосування описаного тд-ходу е можлившть оперативного отримання досто-вiрних альтернативних рiшень самим виконавцем робгг (незважаючи на досить складний математичний апарат, що застосовуеться шд час '¿х розв'язання) для необхiдного коригування плашв в реальному часi, який, поряд iз безпосередньо самим ршенням, пред-ставленим оптимально деталiзовано, бачить ефект та наслщки пiсля ïх виконання.
5. 2. Результати оцшки економiчного ефекту вщ використання запропоновано'1' шформацшно-аналггично!' технологи у «льськогосподарському пiдприeмствi
Економiчний ефект вiд використання цiеï шфор-мацiйноï технологiï як аналиичного iнструментарiю для прийняття ршень в оперативному управлiннi сiльськогосподарським виробництвом передбачае ïï ощнку на основi фiнансових показникiв як окремо ви-дiлену iзольовану iнформацiйно-аналiтичну систему з шформацшного забезпечення управлiння шдпри-емством з врахуванням зазвичай «невщчутних» вигщ (економiя часу, полiпшення виробничо-оперативного планування та якост прийняття рiшень, тдвищення якостi даних i, як наслщок, бiзнес-процесiв тощо), що суттево ускладнюе процес такого оцiнювання. Складнiсть оцшки зумовлена й тим, що призначення запропонованоï iнформацiйноï технологiï полягае у шдтримщ прийняття рiшення особою, що вибирае один iз варiантiв iз множини альтернатив в умовах невизначеность Тобто, ключовою характеристикою такоï технологи е здатшсть перетворення даних в шформащю для отримання ïï особою, що приймае ршення.
При розрахунку ефективноси до витратноï ча-стини вщносять витрати на впровадження i поточну тдтримку технологiï. Складнiсть виникатиме лише у випадках, коли юлька шформацшно-аналиичних технологiй використовують загальнi ресурси, або навпаки, коли одна й та сама шформацшно-ана-лиична технолопя використовуеться для кiлькох бiзнес-процесiв. У такому випадку достатньо ви-значити частку ресурив, що забезпечуе систему i бiзнес-процес, на основi частки у загальнш кiлькостi пiдключень до системи, або частки активних корис-тувачiв системи тощо. Проте задача оцшки вигщ вiд використання на сьогодш не мае унiверсального розв'язку. Шд потенщальним економiчним результатом використання запропонованоï iнформацiйноï технологiï пропонуемо розумии дiйсний економiч-ний результат виробничоï дiяльностi, збiльшений на величину втрат («втрачена вигода») вiд недостатньоï ефективностi бiзнес-процесiв, де використовуеться шформацшно-аналиична технологiя. При цьому величину втрат вщ недостатньоï ефективностi бiз-нес-процесiв пропонуемо розрахувати як рiзницю мiж економiчним результатом при оптимальнш ор-ганiзацiï бiзнес-процесiв i фактичним економiчним результатом.
Перевiримо ефективнiсть запропонованоï шформа-цiйно-аналiтичноï технологiï пiд час ïï використання при виробництвi продукцiï рослинництва.
Технолопчний процес виробництва продукцiï рос-линництва включае в себе чотири акти прийняття ршень, що вiдповiдають етапам (1) тдготовка Грунту, (2) посiвнi роботи, (3) догляд за рослинами i (4) збiр врожаю.
Означимо припущення, даш та методи для оцш-ки ефективност запропонованоï шформацшно-аналь тичноï теxнологiï:
- для оцшки розподiлу економiчного результату мiж актами прийняття ршень - данi про ймовiрнiсть успiшного виконання робiт (з мтмальним вщхи-ленням вiд планових показниюв). Для таких даних в межах комбшованого методу розподiлу використову-еться алгоритм на основi кооперативноï гри (цiннiсть кожного акту визначаеться розподшом, що описуеться вектором Шепл^;
- ознаки для видiлення вкладу шформацшно-аналь тичноï теxнологiï при прийнятп рiшення - частка шформацп у прийняттi рiшення; залежнiсть ввд конкретного учасника-виконавця; суб'ективнiсть iнформацiï для прийняття ршення. Для та^ виxiдноï iнформацiï комбп нований метод передбачае застосування методу аналiзу iерарxiй на основi експертноï оцiнки, метою якого е вибiр найбiльш впливового елементу на прийняття ршен-ня (шформацшно-аналиична теxнологiя або експерт);
- знехтуемо вщмшшстю мiж потенцiйною i фак-тичною ефективнiстю, а також балансовим та еконо-мiчним прибутком;
- порогове значення ефективностi приймемо на рiвнi 13,5 %.
Для реалiзацiï описаного вище пiдxоду необхщно побудувати характеристичну функцiю, що передбачае збiр iнформацiï про величини потенцшного економiч-ного результату для кожноï коалiцiï.
Ефективнiсть використання запропонованоï шфор-мацiйноï технологи дослiджувалася на шести альсько-господарських пiдприемстваx рiзниx форм власносп i господарювання (фермерське господарство, приватне сiльськогосподарське пiдприемство, альськогосподар-ське приватно-орендне пiдприемство, сшьськогоспо-дарське акщонерне товариство i два альськогосподар-ських товариства з обмеженою ввдповвдальшстю), якi займаються виробництвом продукцп рослинництва i тваринництва. Для експерименту впровадження були обраш господарства з рiзним розмiром альськогоспо-дарських угiдь, юльюстю працiвникiв, задiяниx в рослинництва та рiзним рiвнем ефективностi управлшня виробництвом. За даними ïx обстеження характеристична функщя w кооперативноï гри мае вигляд:
w^r^O^; w(ПР)=0,6;
w(ДР)=0,4; w(ЗВ)=0,1;
w(ПГ, ПР)=0,7; w(OT, ДР)=0,6;
w(ПГ, ЗВ)=0,3; w(ПР, ДР)=0,8;
w(ПР, ЗВ)=0,6; w(ДР, ЗВ)=0,4;
w(OT, ПР, ДР)=0,9;
w(ПГ, ПР, ЗВ)=0,8;
w(ПГ, ДР, ЗВ)=0,6;
w(ПР, ДР, ЗВ)=0,8;
w(ПГ, ПР, ДР, ЗВ)=1,
де ПГ - оцiнка етапу тдготовка Грунту; ПР - оцшка етапу посiвнi роботи; ДР - оцшка етапу догляд за рос-линами; ЗВ - оцiнка етапу збiр врожаю.
У такому випадку характеристична функщя мае властивкть субадитивность
Вектор Шеплi мае вигляд:
х=(0,183; 0,467; 0,067; 0,283).
Ввдповвдно найбiльш прiоритетним (що характери-зуеться «найбшьшим вкладом» у загальний результат) е акт прийняття ршень «Поавш роботи» - 46,7 %.
Характеристиками вкладу учасниюв при прийнят-т рiшень пiд час виробництва продукцп рослинництва були прийнятк кориснiсть учасника для прийняття рп шень; частка ршень, якi приймаються з врахуванням шформацп, джерелом я^ е учасник; частка iнформа-цiï для прийняття ршень, яку поставляе учасник; не-замiннiсть учасника, можливiсть прийняття ршення без нього; унiкальнiсть iнформацiï у даного учасника прийняття ршення. Уа характеристики були згру-пованi у iерарxiчну структуру типiв характеристик з метою полшшення точностi оцiнки.
За результатами експертноï оцiнки (експертами виступали пращвники управлiнського складу за-значених вище господарств, задiянi в оперативному управлшш виробництвом) найвищий рейтинг мають характеристики групи «Частка шформацп у прийнят-ri ршень»:
3
(min( ^Aij )=min(1,5; 4,5; 8)=1,5 - група Ai ).
i=1
Кiнцевий вектор вкладу iнформацiйно-аналi-тичноï теxнологiï у загальний економiчний результат (х1АС), розрахований за лiнiйним методом, мае вигляд:
х1АС=0,125х0,648+0,667х0,230+0,750х0,122=0,32.
Тобто, вклад запропонованоï iнформацiйно-ана-лiтичноï теxнологiï у загальний економiчний результат становить 32 %. Вщповщно економiчна ефек-тивнiсть використання iнформацiйно-аналiтичноï теxнологiï характеризуеться досить високим показ-ником - 77,2 %, що значно перевищуе порогове значення (13,5 %).
Iерарxiчна структура оцшки економiчного ефекту вщ використання дашбордiв як шструменту для прийняття рiшень в оперативному управлшш сшь-ськогосподарським виробництвом з врахуванням прiоритетiв (рис. 4) свщчить про доцiльнiсть впро-вадження запропонованоï iнформацiйно-аналiтич-ноï технологи в управлшня у сшьськогосподарсько-му пiдприемствi на оперативному рiвнi.
Можливкть побудови дашбордiв засобами MS Excel, яким користуються фактично у в«х сшьськогоспо-дарських пiдприемстваx, дозволяе створювати ïx власними силами та змшювати вигляд у разi потреби вже створених панелей, а простота i зручшсть ïx функщоналу, презентабельшсть i доступнiсть виве-деноï на них шформацп сприяе тдвищенню яюсного рiвня розв'язку задач диспетчирування та оперативного планування на виробничому рiвнi.
Рис. 4. Ieрархiя з прюритетами результативносп управлiння виробництвом продукцп рослинництва
6. Обговорення результаив розробки шформацшно-ан^тично'1' технологи оперативного управлiння сiльськогосподарським виробництвом
Практична значимость дослiдження полягае у доведет його до рiвня конкретноï розробки щодо удоско-налення оперативного управлшня альськогосподар-ським виробництвом на основi використання сучасних шформацшних технологiй i можливостi уже сьогодш впровадження на дiючих сiльськогосподарських тд-приемствах, що пiдтверджуеться даними впроваджен-ня розробки у шести господарствах, в яких проводило-ся дослщження.
Використання запропонованих штерактивних динамiчних iнформацiйно-аналiтичних панелей в оперативному управлшш сiльськогосподарським ви-робництвом забезпечуе оперативне перепланування технологiчних роби самим виконавцем в режимi реального часу, значно скорочуючи витрати часу на необхщш розрахунки та пiдвищуючи ïх якiсть, що позитивно впливае на ефектившсть управлiння ви-робничими процесами у тдприемствь
Iнформацiя побудованих дашбордiв е вихiдною iнформацiею для побудови оперативно-календар-них планiв, якi також можна оргашзувати у виглядi дашбордiв, побудованих в середовищi MS Excel, або у виглядi проектiв, побудованих в середовищд MS Pro-
ject, який припускае iмпортуван-ня даних iз табличного процесору MS Excel, що може бути предметом подальших дослщжень.
7. Висновки
В результат проведених дослi-джень:
1. Розроблено шформацшно-ана-лiтичну панель вибору машинно-тракторного агрегату за експлуата-цшними показниками та режиму його роботи при проведенш польо-вих робгт Використання побудованоï панелi дозволяе порiвнювати обра-нi агрегати за витратами робочого часу на одиницю роботи i величиною приведених витрат, за допомогою яких порiвнюють економiчну ефектившсть альтернативних ршень щодо вибору того чи шшого агрегату для виконання конкретноï роботи.
2. Розроблено динамiчну ште-рактивну iнформацiйно-аналiтичну панель побудови «Операцiйно-технологiчноï карти на виконання технологiчноï операцiï». Головною перевагою використання побудованоï панелi е можлившть оперативного отримання достовiрних альтернативних рiшень самим виконавцем роби для необхiдного коригуван-ня плашв в реальному часi (незважаючи на досить складний математичний апарат, що застосовуеться тд час розв'язання ввдповвдних задач). Пiд час роботи з панеллю виконавець, поряд iз безпосередньо самим ршенням, представленим оптимально деталiзовано, бачить ефект та наслiдки тсля його виконання.
3. Оцiнено економiчний ефект вiд використання запропонованоï iнформацiйно-аналiтичноï технологи в оперативному управлiннi виробництвом у альсько-господарському пiдприемствi, який характеризуеться 32 % рiвнем ïï вкладу в загальний економiчний результат i економiчною ефективнiстю використання на рiвнi 77,2 %, що значно перевищуе порогове значення (13,5 %). Отримаш результати сввдчать про дощль-нiсть впровадження запропонованоï шформацшно-а-налiтичноï технологiï в управлiння у альськогоспо-дарському пiдприемствi на оперативному рiвнi.
^iTepaTypa
1. Alexander, M. Excel Dashboards and Reports [Text] / M. Alexander, J. Walkenbach. - Hoboken: Wiley Publishing Inc., 2013. - 434 p.
2. AuCoin, M. Microsoft Dynamics CRM 2011: Dashboards Cookbook [Text] / M. AuCoin. - Birmingham: Packt Publishing Ltd., 2012. - 248 p.
3. Polino, M. Building Dashboards with Microsoft Dynamics GP 2013 and Excel 2013 [Text] / M. Polino. - Birmingham: Packt Publishing, 2013. - 268 p.
4. Zhang, L. Visual analytics for the big data era - A comparative review of state-of-the-art commercial systems [Text] / L. Zhang, A. Stoffel, M. Behrisch, S. Mittelstadt, T. Schreck, R. Pompl et. al. // 2012 IEEE Conference on Visual Analytics Science and Technology (VAST), 2012. - P. 173-182. doi: 10.1109/vast.2012.6400554
5. Nourry, M. Measuring sustainable development: Some empirical evidence for France from eight alternative indicators [Text] / M. Nourry // Ecological Economics. - 2008. - V. 67. - P. 441-456.
6. Tutunea, M. Business Intelligence Solutions for SME's [Text] / M. Tutunea, R. Rus // Procedia Economics and Finance. - 2012. -Vol. 3. - P. 865-870. doi: 10.1016/s2212-5671(12)00242-0
7. Flood, M. The Application of Visual Analytics to Financial Stability Monitoring [Text] / M. Flood, V. Lemieux, M. Varga, W. Wong // Journal of Financial Stability. - 2016. - P. 50. doi: 10.2139/ssrn.2438194
8. Sarli, P. Macroprudential oversight, risk communication and visualization [Text] / P. Sarli // Journal of Financial Stability, 2016. - P. 40. doi: 10.1016/j.jfs.2015.12.005
9. Tolonen, A. Product portfolio management - Targets and key performance indicators for product portfolio renewal over life cycle [Text] / A. Tolonen, M. Shahmarichatghieh, J. Harkonen, H. Haapasalo // International Journal of Production Economics. -2015. - Vol. 170. - P. 468-477. doi: 10.1016/j.ijpe.2015.05.034
10. Давлетханова, О. Х. Еконо1шчний анашз ефективност системи управлшня сшьськогосподарськими шдприемствами [TeKcr] / О. Х. Давлетханова, Я. Л. Миколайчук // Науковий огляд. - 2014. - Т. 9, № 10. - С. 5-12.
11. Гринчак, О. В. Теоретико-методолопчт аспекти шформацшного забезпечення оперативного управлшня сшьськогоспо-дарським виробництвом ^кст]: зб. наук. пр. / О. В. Гринчак, Я. Л. Миколайчук // Екошлшчний анашз. - 2012. - Вип. 11, Ч. 4. - С. 223-227.
12. Butler, M. Integrating information technology and operational research in the management of milk collection [Text] / M. Butler, P. Herlihy, P. Keenan // Journal of Food Engineering. - 2005. - Vol. 70, Issue 3. - P. 341-349. doi: 10.1016/j.jfoodeng.2004.02.046
13. Зубко, В. М. Технолопчна та технiко-економiчна ощнка машинних агрегапв при виконанш основного оброб^ку Грунту ^кст] / М. В. Зубко // Вюник Харювського нащонального техшчного ушверситету сшьського господарства iм. П. Васи-ленка. - 2013. - Вип. 135. - С. 32-39.
14. 1льченко, В. Ю. Практикум з використання машин у рослинництвi ^кст] / В. Ю. 1льченко, А. С. Кобець, В. П. Мельник, П. I. Карасьов, П. М. Кухаренко, А. В. 1льченко. - Дншропетровськ: Дншропетровський державний аграрний ушверситет, 2002. - 212 с.
15. Saaty, T. L. Decision making with the analytic hierarchy process [Text] / T. L. Saaty // Int. J. Services Sciences. - 2008. - Vol. 1, Issue 1. - Р. 83-89.
Розглянутi питання автоматизаци процеыв керування технологiчним обладнанням для меха-тчног обробки матерiалiв. Представлена мате-матична модель обладнання з гидроприводом обер-товог ди як об'екту автоматичного керування. Виконано синтез системи автоматичного керування технологiчним обладнанням, що враховуе стохастичне збурення та шум спостереження. Проведено аналiз якостi регулювання системи автоматичного керування
Ключовi слова: технологiчне обладнання, гидропривод, передатна функщя, стохастичне збурення,
система автоматичного керування
□-□
Рассмотрены вопросы автоматизации процессов управления технологическим оборудованием для механической обработки материалов. Представлена математическая модель оборудования с гидроприводом вращательного движения как объекта автоматического управления. Выполнен синтез системы автоматического управления технологическим оборудованием, учитывающей стохастическое возмущение и шум наблюдения. Проведен анализ качества регулирования
Ключевые слова: технологическое оборудование, гидропривод, передаточная функция, стохастическое возмущение, система автоматического управления
УДК 621.646:62-83
|DOI: 10.15587/1729-4061.2016.63711|
АВТОМАТИЗАЦ1Я ПРОЦЕС1В КЕРУВАННЯ ТЕХНОЛОГ1ЧНИМ ОБЛАДНАННЯМ З Г1ДРОПРИВОДОМ ОБЕРТАЛЬНОГО РУХУ
В. I. Соколов
Доктор техшчних наук, професор* E-mail: [email protected] Ю. Б. Рассказова
Астрант*
E-mail: [email protected] *Кафедра машинобудування, версталв та шструменлв Схщноукрашський нацюнальний ушверситет пр. Радянський, 59а, м. Северодонецьк, Украша, 93400
1. Вступ
Сучаст технологи машинобудування та матер1а-лообробки пред'являють всезростаюч1 вимоги до тех-
шiчших та функщональних характеристик технолопч-ного обладнання для мехашiчшоï обробки матерiалiв (металорiзальшi верстати та системи, обладнання ш-струментального виробництва, машини для обробки
©
