CC BY
97
На рис. 8 представлены микроструктуры поперечного сечения проволоки, полученной с разной величиной обжатия из прутков диаметрами 7 и 9 мм. Изменение структуры с увеличением относительного обжатия для обоих случаев идентично, т.е. по мере уменьшения диаметра протянутой проволоки происходит измельчение структуры с постепенно усиливающейся раздробленностью структуры в приповерхностных слоях проволоки.
Это связано с неравномерностью распределения деформации по сечению проволоки при волочении, когда деформированию в большей степени подвергаются слои, контактирующие с волокой. При этом в приповерхностных слоях проволоки (см. рис. 8) происходит диспергирование окисной пленки, которое наряду с утонением структуры должно положительно сказываться на формировании свойств полученной продукции. Существенное влияние на это не должны оказывать и прослеживаемые на некоторых представленных структурах отдельные дефекты в виде нарушения сплошности. Они носят случайный характер, не связанный с реализацией предложенной технологической схемы.
Таким образом, по результатам проведенных исследований можно рекомендовать новую энергосберегающую технологию получения алюминиевой проволоки из анизотропного композиционного материала, свойства которого обусловлены ориентированием волокон в одном направлении. При этом в данном случае речь идет о технической анизотропии, «проектируемой» заранее и возникающей при пластической деформации с определенной схемой деформации. Отрезки волокон (вытянутых стружек) имеют, в зависимости от величины утонения, разную длину. Поэтому на единицу площади поперечного сечения вырезанных из прутков образцов, как в продольном, так и поперечном направлении, приходится разное число волокон. Причем чем больше степень деформации
при волочении (меньше диаметр проволоки), тем больше будет протяженность границ между стружками в поперечном сечении.
Работа выполнена в рамках реализации научнотехнических исследований, разработок, инновационных программ и проектов для обеспечения конкурентных преимуществ экономики Красноярского края, проводимых Красноярским краевым фондом поддержки научной и научно-технической деятельности.
Список литературы
1. Цыганов А.С. Производство вторичных цветных металлов. М.: Металлургия, 1961. 301 с.
2. Щерба В.Н., Райтбарг Л.Х. Технология прессования металлов. М.: Металлургия, 1995. 336 с.
3. Корнилов В.Н. Непрерывное прессование со сваркой алюми-ниевых сплавов. Красноярск: Изд-вопед. ин-та, 1993. 216 с.
4. Седельников С.Б., Довженко Н.Н., Загиров Н.Н. Комбинированные и совмещенные методы обработки цветных металлов и сплавов: монография. М.: МАКС Пресс, 2005. 344 с.
5. А.с. 1692739 СССР, МПК5 B 21 C 23/08. Устройство для получения проволоки и профилей / С.Б. Седельников, В.Н. Корнилов, Н.Н. Довженко (СССР).
List of literature
1. Ciganov A.S. Production of secondary non-ferrous metals. M.: Metallurgy, 1961. 301 p.
2. Sherba V.N., Rightbarg L.H. Technology of metals extruding. M.: Metallurgy, 1995. 336 p.
3. Kornilov V.N. Continious extruding with welding of aluminium alloys. Kranoyarsk: Publishing house of pedagogical institute, 1993. 216 p.
4. Sidelnikov S.B., Dovjenko N.N., Zagirov N.N. Combined and complex methods of forming non-ferrous metals and alloys: monograph. M.: MAKS Press, 2005. 344 p.
5. C.e. 1692739 USSR IPC5 V 21 S 23/08. Device for receipt wire and profiles / S.B. Sidelnikov, V.N. Kornilov, N.N. Dovjenko.
УДК 658.562
Федосеев С.А.
УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВОМ КАК МЕХАНИЗМ ПОВЫШЕНИЯ
КАЧЕСТВА ПРОДУКЦИИ
Начиная с 70-х годов XX века и по настоящее время конкуренция за потребителя ведется производителями в условиях насыщенного рынка, так называемого рынка потребителя. Чтобы выжить в острой конкурентной борьбе, многие предприятия в этот период вынуждены соблюдать принцип «высокое качество по низкой цене».
Одной из наиболее эффективных и признанных в мире методологий, реализующих данный принцип, является Всеобщее управление качеством (Total Quality Management, TQM). В работе [1] отмечается, что TQM является высшим этапом корпоративного менеджмента. Внедрение TQM становится не только возможным и необждимым, но и эффективным только тогда, когда
предприятие достигло высот в общем управлении, в частности в управлении производством.
Методология TQM построена на базовых принципах, среди которыхможно выделить следующие:
1) Процессный подход. Предприятие должно определить процессы проектирования, производства и поставки продукции или услуги. С помощью управления процессами достигается удовлетворение потребностей заказчиков.
2) Системный поход к управлению. Результативность и эффективность деятельности предприятия могут быть повышены за счет создания, обеспечения и управления системой взаимосвязанных процессов.
3) Ориентация на заказчика. Предприятие всеце-
ло зависит от своих заказчиков и поэтому стремится понимать потребности заказчика, выполнять его требования и превзойти его ожидания.
4) Ведущая роль руководства. Установление целей и анализ их выполнения со стороны руководства должны быть постоянной составляющей деятельности руководителей.
5) Вовлечение сотрудников. Персонал рассматривается как самое большое богатство предприятия, и создаются все необждимые условия для того, чтобы максимально раскрыть и использовать его творческий потенциал.
Современное производственное предприятие может быть рассмотрено как большая сложная система (производственная система), представляющая собой совокупность иерархии целей, иерархии принятия решений и иерархии технологий.
Для реализации принципов TQM в управлении производственной системой могут быть использованы различные механизмы и инструменты. Согласно [2] под механизмами управления будем понимать совокупности процедур принятия управленческих решений. Под инструментами управления будем понимать математические и информационные модели, реализующие или поддерживающие соответствующие механизмы управления.
К современным механизмам управления производственными системами можно отнести следующие:
- информатизация управления;
- интеллектуализации управления;
- дальновидная адаптация;
- оптимизация производственного планирования;
- коллективное принятие управленческих решений.
Рассмотрим принципы TQM во взаимосвязи с
реализующими их механизмами и моделями управления производством.
Процессный подход
Для принятия эффективных управленческих решений в производственных системах должна быть преодолена проблема неполноты информации, связанная с различными видами неопределенности: объективной и субъективной, внутренней и внешней [2]. Для преодоления всех этих видов неопределенности в современных производственных системах используются разнообразные методологии описательного моделирования и информационные технологии.
Информатизация управления производственными системами, как правило, начинается с описания их бизнес-процессов, что полностью соответствует процессному подходу TQM. Для этого используются разнообразные методологии, такие как 8АБТ, АИД БРМК и др. По существу, данные методологии с помощью различных нотаций позволяют создавать описательные модели производственных систем, отображающие:
- функции, которые система должна выполнять;
- процессы, обеспечивающие выполнение указанных функций;
- данные, необходимые при выполнении функций, и отношения между этими данными;
- организационные структуры, обеспечивающие выполнение функций;
- материальные и информационные потоки, возникающие в жде выполнения функций.
Системный подход к управлению
Следующий этап информатизации управления производственными системами обычно заключается в автоматизации описанных на первом этапе бизнес-процессов на базе одной из существующих ERP-систем. По существу, основное предназначение любой ERP-системы - это сбор, хранение и обработка информации для принятия решений высшими руководителями и руководителями функциональных подразделений предприятия, осуществляющими:
- управление сбытом;
- управление производством;
- управление снабжением;
- управление запасами;
- управление персоналом;
- управление финансами.
Вместе с ERP-системами для автоматизации отдельных бизнес-процессов или функций на предприятиях могут быть использованы следующие системы:
- CRM - система управления взаимоотношениями с клиентами;
- MES - система оперативного (цехового) управления производством;
- SCM - система управления цепочками поставок;
- WMS - система управления складами;
- HRM - система управления персоналом;
- PLM - система управления жизненным циклом изделий;
- EAM - система управления основными фондами предприятия;
- CMMS - система управления техническим обслуживанием;
- ECM - система управления информационными ресурсами.
Взаимодействие модулей информационной системы управления предприятием представлено на рис. 1.
Таким образом, ERP-системы совместно с системами, автоматизирующими отдельные бизнес-процессы, реализуют системный подход к управлению, обеспечивая взаимодействие всех основных
Рис. 1. Взаимодействие модулей информационной системы управления
предприятием
бизнес-процессов предприятия в рамках единого информационного пространства.
Ориентация на заказчика
В работе [3] предложено систему управления производством условно разбить на три структурных уровня: стратегический, тактический и оперативный. Наиболее ответственные для всей системы решения принимаются на первом стратегическом уровне. Именно на этом уровне происходит адаптация производственной системы к изменениям, постоянно происходящим в окружающей среде, при этом должны учитываться будущие последствия принимаемых решений, т.е. производственная система должна обладать свойством дальновидности [2].
Механизм дальновидной адаптации предложен в работах В.В. Цыганова, В.А. Бородина и их последователей [4]. Фактически дальновидная адаптация реализует ориентацию предприятия на заказчика, являющуюся одним из важнейших принципов TQM.
Примером реализации механизма дальновидной адаптации может служить модель формирования оптимального портфеля заказов, предложенная в работе [5]. Пусть имеется N заказов. Введем булевый вектор
неизвестных а= (a1,a2,...,aN). Здесь a,, i = 1,N ,
определяет включение i-ro заказа в портфель по следующему правилу: если at = 1, то заказ включается
в портфель, если а. = 0, то заказ не включается в портфель. Тогда критерии могут быть записаны следующим образом:
• критерий прибыльности портфеля заказов
N
£ [ai q (c ~ c*)-11 ~ )F (Di ,y)\^ max, i=1
где qi - объем i-го элемента; ci - цена i-го элемента; c* - себестоимость i-го элемента; F- функция штрафа; Di - отклонение от требуемой даты выпуска; у -интервал планирования;
• критерий важности портфеля заказов
где V - важность производства в срок /'-го элемента; Ж, - важность клиента, заказавшего /-й элемент.
Таким образом, в предложенной модели дальновидность заказчика учитывается посредством функций штрафа, вждящей в первую целевую функцию, и параметра важности клиента, входящего во вторую целевую функцию.
На рис. 2 представлено решение двухкритериальной задачи оптимизации, полученное с помощью модели («Модель»), а также решение, фактически использованное предприятием («Завод»). Из рисунка видно, что решение, полученное с помощью модели, обеспечивает несколько большую прибыльность и существенно большую важность портфеля заказов по сравнению с
решением, полученным экспертами предприятия.
Таким образом, можно говорить о том, что предложенная модель позволяет значительно повысить дальновидность принимаемых на предприятии решений, в частности сохранить максимальное количество важных для предприятия заказчиков.
Ведущая роль руководства
Ведущая роль руководства предприятия может быть представлена двумя наиболее важными функциями:
- топ-менеджеры устанавливают единые цели и основные направления деятельности предприятия, а также определяют способы реализации этих целей;
- менеджеры среднего и нижнего звена для любого направления деятельности обеспечивают такое руководство, при котором гарантируется построение всех процессов таким образом, чтобы получить максимальную производительность и, как результат, наиболее полно удовлетворить потребности заказчиков.
Так, использование механизмов дальновидной адаптации на стратегическом уровне само по себе еще не гарантирует максимальной удовлетворенности заказчиков. Дальновидная адаптация неизбежно приводит к изменениям в иерархии целей, что, в свою очередь, порождает значительное количество многокритериальных задач оптимизации на тактическом и оперативном уровнях управления. Решение этих задач ложится на плечи менеджеров среднего и нижнего звена.
Основными критериями оптимальности для оперативного управления производством, как правило, являются:
- минимальные отклонения сроков выполнения производственных заказов;
- максимальная загрузка оборудования;
- минимальная длительность производственных циклов;
- максимальная комфортность производства.
В качестве параметров управления обычно выступают размеры запускаемых в обработку партий и их последовательность. При этом учитываются ограничения на ресурсы оборудования и персонала, а также ограничения на сырье и комплектующие.
еоо
500
л 400
и
о
0
1 300 т200
100
о
Рис.
A i * х
■
1 000
2 000 3 000
4000
5 000
Прибыль. ТЫС. руб.
2. Результаты решения задачи оптимизации разными методами
Подобные задачи могут быть успешно решены с помощью современных методов оптимизации и локального поиска, таких как эвристические алгоритмы, генетические алгоритмы, методы стохастического поиска и др.
Программные продукты, реализующие вышеупомянутые алгоритмы оптимизации для составления детальных производственных расписаний, относятся к классу так называемых AP S-систем (Advanced Planning & Scheduling), среди производителей которых можно выделить такие компании, как Ortems, PeopleSoft, Manugistics, Synquest.
В работе [6] приведен пример составления оптимального плана-графика производства. Для этого была решена задача дискретной оптимизации с двумя критериями:
минимальные отклонения сроков выполнения производственных заказов;
максимальная комфортность производства.
В качестве параметров управления были использованы размеры запускаемых в обработку партий и их последовательность. При этом учитывались ограничения на ресурсы оборудования. При помощи специальной эвристики и алгоритма распространения ограничений с требуемой оперативностью удалось получить Парето-оптимальное подмножество планов-графиков, удовлетворяющих ресурсным ограничениям в полном объеме.
Результаты решения представлены на рис. 3. При этом использованы следующие обозначения:
J2 , детали e
120
100
80
60
40
20
0
D
.........
/ с
....../-B....♦
A ♦
...-О-......
:-*г-
55 6 5 75 85 95 1 05
Рис. 3. Результаты решения задачи составления планов-графиков
■•До оптимизации * Комфортность -Экспертный —Оптимальный
Рис. 4. Равномерность загрузки оборудования
День
х - решение, полученное методом Петрова-Соколи-цина;
А - решение, полученное полным перебором при максимальном размере партий запуска; о - решение с минимальным отклонением от заданного срока выполнения производственного заказа, но неудовлетворяющее ограничениям на ресурсы оборудования;
♦ - решения, полученные с помощью метода распространения ограничений с учетом имеющихся ресурсов оборудования.
Следует отметить, что при получении Парето-оптимального подмножества планов-графиков окончательный выбор требуемого плана-графика можно поручить эксперту, а можно сделать автоматически с помощью дополнительного условия уступки по параметру £.
Вовлечение сотрудников
В работе [7] отмечено, что управление организацией - это, прежде всего, принятие разнообразных решений. Качество принимаемых менеджерами решений в значительной степени определяет эффективность функционирования любой организаций, в том числе производственной системы. Поэтому принцип вовлечения сотрудников в управление предприятием с целью раскрытия и использования их творческого потенциала может быть реализован через механизм коллективного принятия управленческих решений.
В работе [8] предложен поджд к коллективному принятию управленческих решений, связанный с использованием нечетких множеств. Так, на основе частных критериев оптимальности плана производства J1, J2 и J3 может быть построен обобщенный (комплексный) критерий оптимальности с использованием расширенного нечеткого множества над частными критериями оптимальности J' = J1; ^2/J2; !-13^3}, где
Де[0;1], / е1,3, - экспертная оценка значимости /-го критерия. Определение значений до, / е 1,3 , в данном случае является результатом коллективного принятия решения в форме опроса некоторого количества экспертов. Расширенное нечеткое множество Jr при необж-димости также позволяет учесть мнение руководителя группы экспертов. Для этого достаточно, чтобы руководитель задал интервалы изменения оценок значимости Д, / е 1,3, и индекс ранжирования, с помощью которого должны сравниваться обобщенные критерии оптимальности Jr.
В качестве примера можно привести процедуру оптимизации одного из найденных планов-графиков производства, позволяющего произвести необходимое количество продукции без нарушения сроков выполнения заказов. Найденный допустимый план (далее «Допустимый») был оптимизирован в несколько этапов:
1. На первом этапе для оптимизации плана «Допустимый» в качестве основного был выбран критерий комфортности производства. Таким образом, был получен план «Комфортный».
2. На втором этапе был задан комплексный критерий оптимальности, учитывающий комфортность про-
изводства, равномерность загрузки оборудования и риск срыва плана производства. При этом были использованы следующие экспертные оценки важности для соответствующих критериев: )Л1 = 0,7, /Л2 = 1, /Л3 = 0,3. Таким образом, был получен план «Экспертный».
3. На третьем этапе были найдены решения для всех значений функции принадлежности от 0,1 до 1 с шагом в 0,1. Из полученного множества решений были исключены заведомо неоптимальные, а из оставшихся оптимальных решений с помощью заданного индекса ранжирования (уже без участия экспертов) были получены «наилучшие» значения функции принадлежности : )Л1 = 1, /Л2 = 0,6, /Л3 = 0,8. Таким образом, был получен план « Оптимальный».
Полученный результат представлен на рис. 4. Из приведенного графика видно, что план «Экспертный» обеспечивает лучшую равномерность загрузки оборудования.
Список литературы
1. Мазур И.И., Шапиро В.Д. Управление качеством. М.: Изд-во «Омега-Л», 2008. 399 с.
2. Новиков Д.А. Теория управления организационными системами. 2-е изд. М.: Изд-во физ.-мат. лит., 2007. 584 с.
3. Столбов В.Ю., Федосеев С.А. Модель интеллектуальной системы управления предприятием // Проблемы управления.
2006. № 5. С. 36-39.
4. Цыганов В.В., Бородин В.А., Шишкин Г.Б. Интеллектуальное предприятие: механизмы овладения капиталом и властью (теория и практика управления эволюцией организации). М.: Университетская книга, 2004. 768 с.
5. Жирнов В.И., Федосеев С.А., Агарков А.И. Модель управления заказами в рамках единой информационной системы
предприятия // Проблемы управления. 2007. № 6. С. 57-63.
6. Беляев А.А., Когов С.С., Столбов В.Ю. Модель управления ресурсами предприятия при дискретном производстве // Проблемы управления. 2007. № 6. С. 51-56.
7. Губко М.В. Математические модели оптимизации иерархических структур. М.: ЛЕНАНД, 2006.
8. Федосеев С.А., Вожаков А.В., Гитман М.Б. Управление производством на тактическом уровне планирования в условиях нечеткой исходной информации // Проблемы управления. 2009. № 5. С. 36-43.
List of literature
1. Masur 1.1., Shapiro V.D. Quality management. M.: «Omega-L » Publisher, 2008. 399 p.
2. Novikov D.A. An organization systems control theory. 2nd edition M.: Publisher of a physical and mathematical literature, 2007. 584 p.
3. Stolbov V.Yu., Fedoseev S.A. A model of an intelligent production control system // Control Sciences. 2006. № 5. P. 36-39.
4. Tsiganov V.V., Borodin V.A., Shishkin G.B. Intellectual enterprise: capital and power capture mechanism (theory and practice of an enterprise evolution control). M.: University book, 2004. 768 p.
5. Zhirnov V.I., Fedoseev S.A., Agarkov A.I. An order management model in the enterprise information system // Control Sciences.
2007. № 6. P. 57-63.
6. Belyaev A.A., Kotov S.S., Stolbov V.Yu. A model of enterprise resources management at discrete manufacturing // Control Sciences. 2007. № 6. P. 51-56.
7. Gubko M.V. A mathematical models of hierarchical structure optimization. M.: LENAND, 2006.
8. Fedoseev S.A., Vozhakov A.V., Gitman M.B. Production management on the tactical level of planning under the fuzzy initial information // Control Sciences. 2009. № 5. P. 36-43.
