CC BY
71
УДК 004.9:658 DOI 10.12737/11506
Получено 30.03.2015 Одобрено 09.04.2015 Опубликовано 17.06.2015
Волочиенко В.А.
д-р экон. наук, профессор кафедры менеджмента ФГАОУ ВПО «Южный федеральный университет» e-mail: [email protected]
Совершенствование
автоматизированных систем управления производством и развитие логистики производства
Аннотация
Статья посвящена рассмотрению ретроспективы становления производственной логистики в рамках научной школы «Логистика» Государственного университета управления. Изложен вклад автора статьи в разрешение проблематики автоматизации управления производством в реальном масштабе времени, позволивший реализовать научно-методические наработки по ситуационному управлению производственными логистическими системами на основе применения методов и систем распознавания. Отражена научная новизна вклада автора статьи в научную школу логистики ГУУ, состоящего в развитии теории и средств оперативного планирования и управления машиностроительным производством на основе применения методов распознавания и учета рыночных воздействий. Раскрыта практическая значимость ситуационного управления производственными логистическими системами. Показаны перспективные направления применения методов и систем распознавания в условиях активного сложного объекта — машиностроительного предприятия и логистических систем.
Ключевые слова:
логистика, ситуационное управление, методы распознавания, система распознавания, ственная логистическая система.
производ-
Volochienko V.A.
Doctor of Economics, Professor of Management Chair, FSAEI HPE Southern Federal University e-mail: [email protected]
Improvement of Automated Control Systems for Production and Production Logistics Development
Abstract
This paper has been devoted to a retrospective review of production logistics formation in the frames of "Logistics" Scientific School at The State University of Management. The author's contribution to the resolution of production management automation problems in the real time has been described. This contribution enables to implement scientific and methodological preliminary work on situational management for production logistics systems based on application of recognition methods and systems. Scientific novelty of the author's contribution in the SUM's Logistics Scientific School, consisting of development related to the theory and tools for operational planning and management of engineering production based on application of recognition methods and market influences accounting, has been represented. The practical importance of situational management of production logistics systems has been revealed. Perspective directions for application of recognition methods and systems in conditions of such active complex object as a machinebuilding enterprise and logistics systems have been showed.
Keywords:
logistics, situational management, recognition methods, recognition system, production logistics system.
В 80-х гг. прошлого века в ряде отраслей отечественного машиностроения начался процесс создания и практического внедрения гибких производственных систем (ГПС) различного уровня: гибких производственных модулей (ГПМ), гибких автоматизированных линий (ГАЛ), участков (ГАУ), цехов (ГАЦ), заводов (ГАЗ). Целями создания и внедрения ГПС, например, были следующие: обеспечение способности быстрого и низкозатратного перехода ГПС на изготовление различных видов продукции, востребованной потребителями; повышение эф-
фективности функционирования производственных систем за счет различных факторов, в том числе и синергии — получение дополнительного эффекта при однонаправленном целевом функционировании различных подсистем, компонентов и элементов сложной системы — при осуществлении интеграции систем автоматизированного проектирования (САПР) конструкции (САПР К) и технологии (САПР Т) с автоматизированными системами управления (АСУ) технологическими процессами (АСУ ТП), производственными участками (АСУ У), цехами (АСУ Ц),
заводами (АСУ З), а в перспективе — переход на безбумажные и безлюдные технологии управления указанными объектами в автоматическом режиме.
В этот период времени указанными работами занимался Борис Александрович Аникин в качестве главного конструктора АСУ машиностроительного завода в Подольске, а автор статьи Владимир Антонович Волочиенко работал над этой тематикой в Москве в качестве начальника научно-исследовательского сектора, а затем отдела Центрального НИИ систем управления предприятиями министерства, к которому относился Подольский завод. В процессе проектирования (в НИИ систем управления) и внедрения (на конкретных предприятиях министерства) интегрированных АСУ механообра-батывающих участков и цехов возникла проблема реализации автоматизированного управления ходом производства в течение рабочей смены в реальном масштабе времени (РМВ). Проблема заключалась в том, что известные в тот период времени экономико-математические методы и модели не позволяли формализовать в АСУ процесс принятия управленческих решений в РМВ даже на производственном участке в моменты возникновения влияния возмущений на производственный процесс и обнаружения отклонений хода производства от запланированного, являющихся результатами действия неконтролируемых в РМВ возмущений. Иными словами, существовавшие методы не позволяли в условиях автоматизированных систем управления производством (АСУП) вырабатывать и принимать в течение нескольких секунд управленческие решения по регулированию производства в ходе рабочей смены при возникновении проблемных ситуаций, вызванных влиянием возмущений. Следовательно, быстродействие таких АСУП оставляло желать лучшего и не позволяло получать желаемую эффективность их функционирования.
Поиском способов разрешения этой проблемы автор статьи занялся в аспирантуре, в рамках темы диссертационного исследования, в ходе которого были использованы методы, позволяющие без применения математических моделей исследуемых объектов, процессов и ситуаций (располагая лишь информацией о характерных их признаках) осуществлять в РМВ принятие управленческих решений со скоростью, соизмеримой со скоростью функционирования объектов, реализации процессов и возникновения проблемных ситуаций. Такими базовыми методами оказались методы распознавания объектов, явлений, процессов и ситуаций, блестяще изложенные в работах лауреата Государственной премии СССР, доктора технических наук, профессора
Александра Леопольдовича Горелика. Опираясь на указанные методы [7], в рамках диссертационного исследования удалось разработать конкретные способы выработки управленческих решений в РМВ по регулированию хода производства в механооб-рабатывающих цехах промышленных предприятий в течение рабочей смены в условиях воздействия внешних и внутренних возмущений. Эти способы были реализованы в виде типовых систем распознавания проблемных производственных ситуаций в механообработке, формализованы в виде постановок типовых задач распознавания проблемных производственных ситуаций и разработанных алгоритмов их решения, включены в типовые материалы по созданию АСУ на предприятиях министерства и доведены до соответствующих заводов.
Используя указанные типовые проектные материалы, Б.А. Аникин организовывал и руководил разработкой и внедрением АСУП в качестве главного конструктора АСУ завода в Подольске, а также методически руководил созданием АСУ на предприятиях министерства соответствующего главка. В 1986 г. Б.А. Аникин выступил с одобрением теоретических и практических результатов выполненного исследования по созданию систем распознавания проблемных производственных ситуаций в качестве официального оппонента на защите кандидатской диссертации автора статьи. Многолетнее и плодотворное сочетание Б.А. Аникиным производственной деятельности с научной работой в области совершенствования управления предприятием привело к наработке обширного методического материала по совершенствованию организации и управления промышленными предприятиями, который был использован при создании с нуля научной школы логистики, а затем — в работе кафедры логистики Государственного университета управления, созданной в 1999 г. [11].
Многочисленные публикации сотрудников кафедры, аспирантов, докторантов, создаваемые на проектной основе временные творческие коллективы по подготовке учебно-методических материалов сформировали базисную теоретико-методологическую основу научной школы логистики ГУУ. Следует особо отметить организацию Б.А. Аникиным и Т.А. Родкиной работы коллектива авторов из девятнадцати преподавателей ГУУ, включающего шесть докторов экономических наук и тринадцать кандидатов экономических и технических наук, по подготовке и опубликованию в 2011 г. трехтомника «Логистика и управление цепями поставок. Теория и практика» общим объемом в 1147 страниц, с успехом переиздающегося. Во втором томе [12] дан-
ного труда в главе, посвященной рассмотрению логистики производства, ориентированной на удовлетворение с оптимальными затратами потребительского спроса на востребованную продукцию в условиях высокой степени неопределенности внешней и нестабильности внутренней среды, а также в учебнике для магистров «Логистика производства» [13], изданном в 2014 г. под редакцией Б.А. Аникина (основной объем которого подготовлен Р.В. Се-рышевым), отражены научно-методические наработки автора настоящей статьи по ситуационному управлению производственными логистическими системами на основе применения методов и систем распознавания.
В условиях динамичности, высокой степени неопределенности внешней и нестабильности внутренней среды промышленных предприятий значимая роль в обеспечении эффективного функционирования производственных логистических систем отводится ситуационному управлению. Однако в начале XXI в. известные методы, модели, средства, инструменты не в полной мере обеспечивали возможности создания систем ситуационного управления в реальном масштабе времени организационными и социально-экономическими системами. Поэтому, продолжив исследование систем оперативного управления производственными системами в реальном масштабе времени на межцеховом, заводском уровнях, обучаясь в докторантуре, автор данной статьи обосновал актуальность применения методов и систем распознавания в различных аспектах производственного менеджмента, разработал методологию оперативного управления современным промышленным производством на основе распознавания проблемных производственных ситуаций, определил перспективные аспекты применения методов и систем распознавания в социально-экономических системах [1, 5, 6]. Результаты этих исследований нашли отражение в диссертации автора на соискание ученой степени доктора экономических наук на тему «Управление современным промышленным производством на основе методов распознавания проблемных ситуаций» [9]. Диссертация была успешно защищена в Центральном экономико-математическом институте Российской академии наук в 2008 г. Одним из официальных оппонентов был Б.А. Аникин, который и предложил в декабре 2008 г. осуществить адаптацию результатов диссертационного исследования в условиях логистики производства. Эта работа проводилась в течение 2009—2014 гг. на должности профессора кафедры логистики ГУУ. За указанный период, помимо указанных выше учебников по логистике, разработан
и опубликован ряд учебно-методических материалов, научных статей [2—4, 8, 10], тезисов выступлений на научно-практических конференциях различного уровня, отражающих инновационные методы совершенствования, развития логистики производства, бесспорно, пополняющих копилку научной школы логистики ГУУ.
Научная новизна вклада автора в научную школу логистики ГУУ состоит в развитии теории и средств оперативного планирования и управления производством (в первую очередь машиностроительным) на основе применения методов распознавания и учета рыночных воздействий.
К числу основных результатов, составляющих элементы научной новизны в рамках логистики производства, относятся следующие:
• с системных позиций в управляющей и управляемой подсистемах предприятия выделены классы задач (разработки и принятия управленческих решений, формализации функций оперативного управления, структуризации и реструктуризации, выбора оптимальных вариантов инвестирования и др.), для решения которых с целью повышения эффективности функционирования предприятия целесообразно применять методы и системы распознавания;
• развиты основные положения теории систем распознавания объектов, явлений, ситуаций применительно к организационным системам, заключающиеся в системном расширении состава традиционно решаемых задач на всех этапах жизненного цикла данных систем, например: формирование команды специалистов, осуществляющей маркетинг, разработку, изготовление и эксплуатацию системы распознавания; установление назначения и формулирование целей ее создания и использования; представление результатов распознавания пользователю; поддержание работоспособности системы распознавания в процессе эксплуатации;
• разработана для условий современного высокотехнологичного промышленного производства методика разрешения проблемных ситуаций, заключающаяся в применении в управляющей подсистеме систем распознавания различного назначения, реализация которой позволяет существенно увеличить быстродействие управляющей подсистемы и улучшить технико-экономические показатели предприятия;
• предложена классификация известных способов формирования сменно-суточных заданий (ССЗ) первичных производственных систем машиностроительных предприятий по порядку закреп-
ления работ за рабочими местами, что позволило выделить четыре эталонных класса, сформулировать для каждого из них специфические многокритериальные задачи оптимального управления ССЗ в реальном масштабе времени, решение которых отыскивается на основе единого подхода и использования специализированных систем распознавания проблемных ситуаций; предложен метод решения многокритериальных задач оптимального управления процессом производства на основе применения специализированных систем распознавания проблемных ситуаций, отличающийся тем, что в реальном масштабе времени множество возможных решений сужается до подмножества допустимых; разработаны методы идентификации полномочного уровня управления и принятия адекватных оперативных решений в производственных системах с иерархической структурой, основанные на единообразном использовании типовой совокупности специализированных систем распознавания проблемных ситуаций на каждом иерархическом уровне управления предприятием; предложен комплексный критерий оптимальности разрешения проблемной ситуации в процессе производства, учитывающий как стоимостной, так и временной аспекты реализации решения, что позволяет, в отличие от известных критериев, находить компромисс между денежными затратами на его реализацию и потерями, связанными с возможным нарушением плановых сроков поставок готовой продукции потребителям, с одной стороны, и продолжительностью реализации решения — с другой; доказана перспективность использования аппарата Булевой алгебры для описания классов проблемных ситуаций в промышленном производстве на языке признаков, что позволяет создавать и эффективно применять логические системы распознавания в оперативном управлении производством;
установлены принципы классификации проблемных ситуаций, выбраны алфавиты классов, определены словари признаков, выполнены описания классов на языке признаков, предложены алгоритмы для специализированных систем распознавания (полномочных уровней управления, адекватных управленческих решений по устранению результатов действия возмущений, необходимости внесения изменений в календарные планы различных уровней управления, решений по корректировке сменных заданий), применяемых для формализации функций оперативного
контроля, анализа, регулирования в первичных производственных системах;
• предложен альтернативный способ организации управления производством, основанный на применении специализированных систем распознавания проблемных ситуаций, позволяющий в реальном масштабе времени принимать адекватные управленческие решения, вносить изменения в календарные планы, что обеспечивает существенное повышение оперативности управления, улучшение технико-экономических показателей производства, снижение производственно-хозяйственных рисков и т.п.
Практическая ценность вклада в научную школу логистики заключается в том, что в условиях активного сложного объекта — машиностроительного предприятия — показано, как по совокупности критериев оценки качества функционирования исследуемых производственных процессов использовать методы и системы распознавания при реализации следующих обоснованных в публикациях перспективных направлений применения:
• формализация таких функций управления производственным процессом, как контроль, анализ, регулирование в реальном масштабе времени;
• разработка и принятие стандартных управленческих решений в проблемных ситуациях, возникающих в производстве в результате действия возмущений;
• установление уровней управления и лиц, принимающих решения, при разрешении проблемных ситуаций, возникающих в производственных системах, имеющих многоуровневые системы управления;
• решение задач оценки, сравнения, поиска, классификации и идентификации объектов и ситуаций;
• использование в процессе решения таких производственных задач, как реинжиниринг бизнес-процессов, минимизация реальных и потенциальных потерь в производстве, выбор оптимальных вариантов вложения инвестиций и ряде других задач;
• использование в информационных технологиях, реализующих принципы CALS: например, в технологии ИПИ (информационная поддержка жизненного цикла изделия) в решениях под названием mySAP PLM (Product Lifecycle Management).
Применение методов и систем распознавания в целях рационализации перечисленных направлений положительно влияет на производственно-хозяйственную деятельность предприятий, экономические и финансовые результаты их функционирования.
Реализация на практике основных положений теории распознавания проблемных ситуаций в рамках логистики производства способствует росту объемов производства и производительности труда, гибкому изменению целевого состояния производства, наиболее полному соответствию фактического состояния производственного процесса целевому, а также эффективному использованию располага-
Литература
1. Волочиенко В.А. Значимость принципа управления по возмущению для осуществления контроллинга в социально-экономических системах // Контроллинг. 2011. № 1 (38). С. 48-53.
2. Волочиенко В.А. Методы решения задачи «сделать или купить» // Вестник университета (Государственный университет управления). 2013. № 18. С. 97-101.
3. Волочиенко В.А. Оперативное управление потоковыми процессами логистической цепи на основе распознавания проблемных ситуаций // Туристический и таможенный менеджмент. 2009. С. 13-21.
4. Волочиенко В.А. Организация выполнения оперативных планов производства на основе распознавания проблемных ситуаций, вызванных внешними и внутренними возмущениями // Технология машиностроения. 2008. № 5. С. 75-80.
5. Волочиенко В.А. Перспективные аспекты применения методов и систем распознавания в совершенствовании организации управления промышленных предприятий // Теоретические основы и практика организации производства: юбилейный сб. науч. тр. Воронеж: ГОУВПО «Воронежский государственный технический университет», 2010. С. 73-84.
6. Волочиенко В.А. Повышение эффективности функционирования предприятий на основе применения методов и систем распознавания // Экономическая наука современной России. Экспресс-выпуск. 2008. № 1 (13). С. 83, 84.
7. Волочиенко В.А. Распознавание, оптимизация по А. Горелику // Вопросы оборонной техники. Серия 3. Экономика, организация и управление в оборонной промышленности. Системный анализ и информационные технологии в управлении и принятии решений. 2013. Вып. 1 (374). С. 16-23.
8. Волочиенко В.А. Сущность, значимость, аспекты применения распознавания в экономике // Advances in Management & Marketing. 2013. Вып. 1. С. 30-32.
9. Волочиенко В.А. Управление современным промышленным производством на основе методов распознавания проблемных ситуаций: дис. ... д-ра экон. наук: 05.02.22. М., 2008. 440 с.
10. Волочиенко В.А., Беляев И.А. Регулирование потоков рыбной продукции межрегиональной распределительной сети на основе распознавания проблемных ситуаций // Вестник университета (Государственный университет управления). 2012. № 20. С. 041-046.
11. Ермаков И.А. Становление научных школ кафедры логистики ГУУ / И.А. Ермаков, Е.Е. Филиппов, С.С. Белова // Логистика. 2014. № 10 (95). С. 71-75.
12. Логистика и управление цепями поставок. Теория и практика. Основные и обеспечивающие функциональные подсистемы логистики: учебник / под ред. Б.А. Аникина и Т.А. Родкиной. М.: Проспект, 2011. 608 с.
13. Логистика производства. Теория и практика: учебник для магистров / В.А. Волочиенко, Р.В. Серышев; отв. ред. Б.А. Аникин. М.: Юрайт, 2014. 454 с. Серия: Магистр.
емых ресурсов. Решение поставленных в исследованиях задач имеет большое народнохозяйственное значение и позволяет решить научную проблему обеспечения устойчивого функционирования современного производственного предприятия за счет системного, комплексного, непрерывного и целенаправленного оперативного управления производственным процессом в реальном масштабе времени.
References
1. Volochienko V.A. Znachimost' principa upravleniya po vozmushheniyu dlya osushhestvleniya kontrollinga v social'no-e'konomicheskix sistemax [The importance of the principle of control for controlling the perturbation in the socio-economic systems]. Zhurnal ob"edineniya kontrollerov «Kon-trolling» [Journal controllers association "Controlling"]. 2011, I. 1 (38), pp. 48-53.
2. Volochienko V.A. Metody resheniya zadachi «sdelat' ili kupit'» [Methods for solving the problem of "make or buy"]. Zhurnal: Vestnik universiteta (Gosudarstvennyj universitet upravleniya) [Journal Bulletin University (State University of Management)]. 2013, I. 18, pp 97-101.
3. Volochienko V.A. Operativnoe upravlenie potokovymi processami logis-ticheskoj cepi na osnove raspoznavaniya problemnyx situacij [Operational management of the supply chain flow processes based on recognition of problem situations]. Sb. Turisticheskij i tamozhennyj menedzhment [Coll. Travel and customs management]. Moscow, gUu Publ., 2009, pp. 13-21.
4. Volochienko V.A. Organizaciya vypolneniya operativnyx planov proizvod-stva na osnove raspoznavaniya problemnyx situacij, vyzvannyx vneshnimi i vnutrennimi vozmushheniyami [Organization of implementation of operational plans production based on recognition of problem situations caused by external and internal disturbances]. Texnologiya mashinostroeniya [Engineering Technology]. 2008, I. 5, pp. 75-80.
5. Volochienko V.A. Perspektivnye aspekty primeneniya metodov i sistem ra-spoznavaniya v sovershenstvovanii organizacii upravleniya promyshlennyx predpriyatij [Promising aspects of the application of methods and systems of recognition in improving the organization of management of industrial enterprises]. Teoreticheskie osnovy i praktika organizacii proizvodstva: yubile-jnyj sb. nauch. tr. [Theoretical bases and practice organization of production: Anniversary Sat. scientific. tr.]. Voronezh, GOUVPO «Voronezhskij gosudarstvennyj texnicheskij universitet» Publ., 2010, pp. 73-84.
6. Volochienko V.A. Povyshenie e'ffektivnosti funkcionirovaniya predpriyatij na osnove primeneniya metodov i sistem raspoznavaniya [Increasing the efficiency of enterprises through the application of methods and systems of recognition]. E'konomicheskaya nauka sovremennoj Rossii. E'kspress-vypusk [Economic science of modern Russia. Express Edition]. 2008, I. 1 (13), pp. 83-84.
7. Volochienko V.A. Raspoznavanie, optimizaciya po A. Goreliku [Recognition, optimization of A. Gorelik]. Voprosy oboronnoj texniki. Seriya 3. E'konomika, organizaciya i upravlenie v oboronnoj promyshlennosti. Sistem-nyj analiz i informacionnye texnologii v upravlenii i prinyatii reshenij [The scientific and technical collection: Questions of defense equipment. Series 3. Economics, organization and management in the defense industry. System analysis and information technologies in the management and decision-making]. 2013, I. 1 (374), pp. 16-23.
8. Volochienko V.A. Sushhnost', znachimost', aspekty primeneniya raspoznavaniya v e'konomike [Essence, importance, recognition aspects of the economy]. Zhurnal «Advances in Management & Marketing» [Journal «Advances in Management & Marketing»], 2013, I. 1, pp. 30-32.
9. Volochienko V.A. Upravlenie sovremennym promyshlennym proizvodstvom na osnove metodov raspoznavaniya problemnyx situacij. Dokt. Diss. [Management of modern industrial production, based on methods of recognition of problem situations. Doct. Diss.]. Moscow, 2008. 440 p.
10. Volochienko V.A., Belyaev I.A. Regulirovanie potokov rybnoj produkcii mezhregional'noj raspredelitel'noj seti na osnove raspoznavaniya problemnyx situacij [Controlling the flow of fish products interregional distribution network based on the recognition of problem situations]. Zhurnal: Vestnik universiteta (Gosudarstvennyj universitet upravleniya) [Journal: Journal of University (State University of Management)]. 2012, I. 20, pp. 041-046.
11. Ermakov I.A. Stanovlenie nauchnyx shkol kafedry logistiki GUU [The formation of scientific schools of the department of logistics SUM]. Logistika [Logistics]. 2014, I. 10 (95), pp. 71-75.
12. Anikina B.A. Logistika i upravlenie cepyami postavok. Teoriya i praktika. Osnovnye i obespechivayushhie funkcional'nye podsistemy logistiki [Logistics and Supply Chain Management. Theory and practice. Basic and functional subsystems providing logistics]. Moscow, «Prospekt» Publ., 2011, 608 p.
13. Anikin B.A. Logistika proizvodstva. Teoriya i praktika [Logistics. Theory and practice]. Moscow, Yurajt Publ., 2014. 454 p.
