АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

 

..."

 

f

 

 

Москва ИНФРА-М 2000

Ш

*Н 1!

 

 

.-' V'¹' О^""^ .

УДК 658.5 ББК 65.209 А 18

 

Авторы: Баронов В. В.

Калянов Г.Н., д-р техн. наук Попов Ю.И., канд. экон. наук Рыбников А.И., канд. экон. наук Титовский И.Н., канд. техн. наук

 

Автоматизация управления предприятием/Баронов В.В.

А 18 и др. — М.: ИНФРА-М, 2000. — 239 с. — (Серия «Секреты менеджмента»).

ISBN 5-16-000133-6

 

В книге анализируются вопросы создания систем автоматизации управления предприятиями. Рассмотрены модели предприятий, описаны жизненные циклы систем, основные подходы к планированию и управлению процессом автоматизации предприятия, особое внимание уделено выбору системы. В книге изложены современные подходы к построению систем управления предприятием, получившие в последнее время широкое распространение (концепции MRP, MRPII, ERP и APS), и основные экономико-математические методы, которые применяются в этих системах.

Также приведен краткий обзор систем управления предприятием, присутствующих на российском рынке, при этом основное внимание уделено зарубежным системам.

Книга рекомендуется руководителям предприятий, сотрудникам отделов автоматизации, студентам вузов, а также всем, кто работает или собирается работать в области информационных технологий.

 

ББК 65.209

ISBN 5-16-000133-6

© Компания АйТи, 2000

Содержание

 

 

Введение.................................................................................................................. 5

Основные понятия автоматизации управления..................................... 9

Краткий обзор литературы............................................................................. 11

Методы управления предприятиями........................................................ 16

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ....................... 16

МЕТОДЫ ТЕОРИИ УПРАВЛЕНИЯ, ИСПОЛЬЗУЕМЫЕ В АСУП . 20

ИСТОРИЧЕСКАЯ СПРАВКА.................................................... 24

ТИПЫ ПРЕДПРИЯТИЙ............................................................ 27

МОДЕЛИ ПРЕДПРИЯТИЙ ...................................................... 30

СОВРЕМЕННЫЕ ПОДХОДЫ К ПОСТРОЕНИЮ СИСТЕМ
УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ.............................................. 31

Жизненный цикл системы............................................................................ 80

МОДЕЛИ XU И ЕГО ОСНОВНЫЕ ЭТАПЫ................................. 80

АНАЛИЗ ТРЕБОВАНИЙ........................................................... 81

РАЗРАБОТКА ТЕХНИЧЕСКОГО ЗАДАНИЯ.............................. 97

ПРОЕКТИРОВАНИЕ................................................................ 99

РЕАЛИЗАиИЯ (ПРОГРАММИРОВАНИЕ/АДАПТАиИЯ)............. 109

ТЕСТИРОВАНИЕ И ОТЛАДКА................................................ 110

АВТОМАТИЗАЦИЯ ТЕСТИРОВАНИЯ И ОТЛАДКИ.................. 113

ЭКСПЛУАТАЦИЯ И СОПРОВОЖДЕНИЕ................................. 117

CASE-ТЕХНОЛОГИИ — ИНСТРУМЕНТАРИЙ ПОДДЕРЖКИ ЖЦ 118

Подходы к автоматизации управления предприятием.................. 125

КУСОЧНАЯ (ХАОТИЧНАЯ) АВТОМАТИЗАЦИЯ....................... 125

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПО УЧАСТКАМ......................................... 125

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПО НАПРАВЛЕНИЯМ................................ 126

ПОЛНАЯ АВТОМАТИЗАЦИЯ УПРАВЛЕНИЯ

ПРЕДПРИЯТИЕМ.................................................................. 127

Управление процессом автоматизации................................................ 135

ПЛАНИРОВАНИЕ ПРОЦЕССА АВТОМАТИЗАЦИИ................... 135

СТРАТЕГИЧЕСКИЙ ПЛАН (СТРАТЕГИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ).. 136

ОПРЕДЕЛЕНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ИНВЕСТИЦИЙ

В ИНФОРМАЦИОННЫЕ ТЕХНОЛОГИИ.................................. 141

ОПЕРАТИВНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ И ВНЕДРЕНИЕ
АВТОМАТИЗИРОВАННЫХ СИСТЕМ....................................... 152

Классификация систем автоматизации управления
предприятием................................................................................................... 154

ЗАКАЗНЫЕ/УНИКАЛЬНЫЕ СИСТЕМЫ.................................... 154

АДАПТИРУЕМЫЕ СИСТЕМЫ................................................. 154

СОВРЕМЕННЫЙ ПОДХОД К КЛАССИФИКАЦИИ

ПРИКЛАДНЫХ СИСТЕМ........................................................ 158

ХАРАКТЕРИСТИКИ СИСТЕМ, ПРИСУТСТВУЮЩИХ

НА РОССИЙСКОМ РЫНКЕ.................................................... 162

Выбор системы................................................................................................ 166

ОСНОВНЫЕ КРИТЕРИИ ВЫБОРА СИСТЕМЫ......................... 166

РИСКИ И УПРАВЛЕНИЕ РИСКАМИ........................................ 175

НЕКОТОРЫЕ РЕКОМЕНДАЦИИ ПО ВЫБОРУ СИСТЕМЫ........ 184

Управление процессом внедрения и эксплуатации......................... 189

ТИПОВОЙ ПЛАН ВНЕДРЕНИЯ............................................... 189

СОПРОВОЖДЕНИЕ И ДОРАБОТКА СИСТЕМЫ...................... 196

Приложение 1. Термины и понятия (глоссарий)................................ 198

Приложение 2. Системы автоматизации управления
предприятием................................................................................................... 205

R/З ОТ SAP AG..................................................................... 206

ORACLE APPLICATIONS ОТ ORACLE..................................... 210

BAAN IV ОТ BAAN................................................................. 212

СИСТЕМА RENAISSANCE CS КОМПАНИИ ROSS SYSTEMS..... 217

СИСТЕМА УПРАВЛЕНИЯ БОСС КОМПАНИИ АЙТИ................. 223

Список литературы........................................................................................ 232

ВВЕДЕНИЕ

 

В настоящей книге рассмотрен ряд вопросов, связанных с ав­томатизацией управления предприятием. Основное внимание уделе­но созданию систем, с помощью которых автоматизируются такие процессы, как управление финансами, закупками и т. д., а также различным аспектам автоматизации: созданию моделей предприя­тий, описанию жизненного цикла систем, планированию и управ­лению процессом автоматизации управления предприятием, про­блемам выбора системы. В книге изложены также современные под­ходы к построению систем управления предприятием, получивших в последнее время широкое распространение, а именно концепции MRP, MRPII, ERP и APS, а также основные экономико-математи­ческие методы, которые применяются в этих системах.

Алгоритмизация процессов управления предприятием является чрезвычайно сложной задачей, и ее решение наталкивается на сле­дующие проблемы:

• какие параметры, характеризующие состояние предприятия, надо измерять (учитывать);

• какой набор иерархических моделей наилучшим образом под­ходит для решения задач планирования и управления;

• для каких целей и каким образом наиболее эффективно мож­но применить экономико-математические методы;

• как использовать методы управления проектами.

Именно с целью оптимизации управления производством и воз­можного решения указанных выше проблем в середине 60-х годов Американское общество управления производством и запасами (APICS) сформулировало ряд принципов, по которым предлага­лось строить как модели предприятия, так и основные производ­ственные процессы на них. Впервые эти принципы были примене­ны для решения задач управления материальными запасами пред­приятия и получили название концепции MRP (Material Requirements Planning — планирование материальных ресурсов), основные поло­жения которой перечислены ниже:

• Модель производственного процесса описывается как поток взаимосвязанных заказов.

• При выполнении заказов учитываются ограничения ресурсов.

• Обеспечивается минимизация производственных циклов и за­пасов.

• Заказы снабжения и производства формируются на основе заказов реализации и производственных графиков.

• Движение заказов увязывается с экономическими показате­лями.

• Выполнение заказа завершается к тому моменту, когда он необходим.

В дальнейшем, по мере применения этого подхода к другим про­цессам или видам деятельности, появились концепции MRPII, ERP ИТ. д.

Методы или подходы MRP, MRPII и ERP — это формализован­ная совокупность понятий и процессов, с помощью которой можно описать работу предприятия. Они имеют сугубо конструктивный ха­рактер, т. е. их можно воспринимать как набор инструкций (алго­ритм): сделай это так, передай данные или материалы в таком-то виде туда, сделай запись о выполненных операциях там-то. Они ин­туитивно понятны любому управляющему или менеджеру. Их ос­новная ценность заключается в следующем:

• они появились в результате анализа деятельности реально ра­ботающих предприятий;

• их развитие происходило эволюционно, очередная концеп­ция поглощала предыдущую;

• они доказали свою эффективность;

• они охватывают всю деятельность предприятия в целом. Концепции MRP, MRPII и ERP оказались чрезвычайно эффек­тивными и удобными. Их направленность на решение практических проблем, связанных с деятельностью предприятий, и решение про­блем управления привела к тому, что все ведущие производители систем управления предприятием стали активно их использовать. Причем для характеристики степени охвата направлений деятель­ности предприятия в практику вошли термины: система класса MRP или ERP, или коротко MRP- или ERP-система. Несмотря на широ­кое использование, рекомендации MRP — ERP по организации производственных процессов и управления ими не являются стан­дартом в каком-либо смысле в настоящее время: международным, национальным или какой-либо ассоциации. Они по-прежнему оста­ются рекомендациями APICS, в отличие от стандартов ISO серии 9000: 9000—9004, которые устанавливают требования по созданию программ управления качеством в промышленности и в сфере об­служивания (хотя внедрение некоторых АСУП класса MRP-APS по­зволяет предприятиям получать сертификат ISO).

В настоящей книге приведен краткий обзор систем управления предприятием, присутствующих на российском рынке, при этом основное внимание уделено зарубежным системам. Из отечествен­ных систем в обзор вошла только система БОСС-КОРПОРАЦИЯ® производства компании АйТи. Все вопросы, касающиеся создания самих систем, выбора инструментальных средств, проектирования, технологии программирования, в книге практически не освещают­ся, так как в настоящее время по данным вопросам существует об­ширная литература. Также не рассмотрены вопросы выбора аппа­ратных средств, которые используются в системах автоматизиро­ванного управления: серверы, рабочие станции, средства телеком­муникаций.

Автоматизация управления предприятиями на основе экономи­ко-математических методов, средств вычислительной техники и информационных технологий является неотъемлемой частью про­цесса совершенствования деятельности практически всех предприя­тий. В последнее время наметился качественно новый этап, который характеризуется стремлением к созданию интегрированных автома­тизированных систем, объединяющих все задачи управления. Этому способствуют распределенные вычислительные системы и сети, сред­ства ведения баз данных, средства проектирования и внедрения функциональных подсистем. Многие из новых информационных тех­нологий, разработанные крупнейшими зарубежными фирмами, представлены сегодня на российском рынке.

Внедрение интегрированной автоматизированной системы для любого предприятия является одной из наиболее трудоемких и до­рогостоящих программ развития.

В этих условиях чрезвычайно велика роль руководителей пред­приятий, принимающих решения стратегического характера в об­ласти компьютеризации. Главное — выработка стратегии развития автоматизации, которая гарантировала бы достижение целей пред­приятия. Эта стратегия должна базироваться на достигнутом уровне автоматизации управления, опыте разработчиков, особенностях организации производства, финансовых и кадровых возможностях предприятия, мировых тенденциях. Наиболее важной составляющей этой стратегии является в ряде случаев обоснование и принятие ре­шений по выбору системы автоматизации, имеющейся на российс­ком рынке. Поэтому необходимо, чтобы руководители предприятий были знакомы с концепциями современных информационных тех­нологий, способами их проектирования и внедрения. Именно это явилось главной целью при написании книги, поскольку система­тизированное изложение многих важных вопросов в отечественной литературе практически отсутствует. Авторы стремились решить сле­дующие задачи:

• выявить тенденции развития информационных технологий в России и за рубежом;

• дать описание основных подходов к автоматизации управле­ния;

• выявить возникающие проблемы и дать рекомендации по спо­собам их преодоления.

При подготовке книги авторы обращались к отечественным и зарубежным публикациям, статьям в периодической научной печа­ти и в Internet. Все основные источники упомянуты в обзоре и вклю­чены в список литературы. Кроме того, встречи, обсуждения и со­вместная работа с отечественными и зарубежными специалистами в немалой степени способствовали написанию этой книги.

Авторы надеются, что книга будет полезна для руководителей предприятий, сотрудников отделов информационных технологий и вычислительных центров.

ОСНОВНЫЕ ПОНЯТИЯ АВТОМАТИЗАЦИИ УПРАВЛЕНИЯ

 

Автоматизированная система управления предприятием (АСУП) — это система управления, построенная на основе приме­нения средств вычислительной техники, экономико-математичес­ких методов и информационных технологий. Автоматизация управ­ления направлена прежде всего на интеграцию, которая в совре­менных производственных системах является одним из наиболее важных свойств.

АСУП состоит, в свою очередь, из подсистем. Цель разбиения АСУП на подсистемы — выделение крупных неоднородных элемен­тов для упрощения процессов проектирования, внедрения и эксп­луатации АСУП. Все подсистемы принято делить на две группы — функциональные и обеспечивающие подсистемы.

Функциональные подсистемы выделяются в соответствии с уп­равленческими функциями, осуществляемыми на предприятии. В АСУ промышленным предприятием входят следующие подсистемы: уп­равление технической подготовкой производства, основным произ­водством, вспомогательным производством, материально-техничес­ким снабжением, технико-экономическим планированием произ­водства, бухгалтерским учетом, сбытом, кадрами, качеством вы­пускаемой продукции и услуг, финансами.

Обеспечивающие подсистемы предназначены для обеспечения решения комплекса задач функциональных подсистем. В состав обес­печивающих входят подсистемы технического, информационного, математического, программного и организационного обеспечения.

Подсистема технического обеспечения представляет собой комп­лекс технических средств, в который входят средства вычислитель­ной техники, оборудование для организации локальных сетей и под­ключения к глобальным сетям, устройства регистрации, накопле­ния и отображения информации.

Подсистема информационного обеспечения включает в свой со­став внешнее информационное обеспечение в виде входных и вы­ходных документов (в том числе и в электронном виде), используе­мых при решении функциональных задач, и внутреннее, ориенти­рованное на организацию базы данных предприятия.

Подсистема математического обеспечения включает математи­ческие методы, модели, алгоритмы, используемые при решении задач управления.

Подсистема программного обеспечения включает системное про­граммное обеспечение, прикладные программы для решения задач управления, а также другие программы, используемые на предпри­ятии.

Организационное обеспечение состоит из набора правил, инструк­ций, положений и других документов, регламентирующих функци­онирование АСУП.

Проектирование, внедрение и эксплуатация АСУП на предпри­ятии ведутся с помощью инструментальных программных средств. Современные инструментальные программные средства являются сложными многофункциональными системами. Они содержат в сво­ем составе пакеты прикладных программ для решения задач управ­ления, средства комплексирования задач в требуемые конфигура­ции, средства сопряжения АСУП с другими системами, например с САПР, и многое другое. Такие системы можно назвать базовыми. Следует подчеркнуть, что базовая система является средством со­здания АСУП, но не является законченной АСУП или ее фрагмен­том. Она позволяет в конечном итоге создавать для предприятия гиб­кую модифицируемую АСУП, в которой сочетаются типовые под­ходы к решению задач управления и специфические особенности предприятия.

Базовые системы обычно ориентированы на определенный класс предприятий. Структуры и составы базовых систем отличаются друг от друга и от требуемой функциональной структуры АСУП на пред­приятии. Эти отличия накладывают серьезный отпечаток на выбор базовой системы и процесс проектирования АСУП.

КРАТКИЙ ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

 

Проблемам построения систем управления, их проектирова­ния и внедрения посвящена обширная литература. Впервые мате­матическая модель оптимизации планирования была предложена Л. В. Канторовичем [1]. Дальнейшее развитие этого подхода нашло свое отражение в построении теоретических основ оптимизации уп­равления предприятиями, относящимися к различным отраслям [2]. Методы оптимизации базировались на линейном программирова­нии и дискретном программировании. Многие отечественные ис­следования в этой области берут свое начало от работ Д. Б. Юдина и Е. Г. Гольштейна [3], А. А. Корбута и Ю. Ф. Финкельштейна [4]. При­кладным математическим методам и алгоритмам оптимизации и моделирования для широкого класса систем, в том числе АСУП, посвящены работы Е. С. Вентцель [5].

Проектирование АСУП представляет собой сложный процесс синтеза функциональных и обеспечивающих подсистем. Многое из того, что существует сегодня в реальных АСУП предприятия­ми, было заложено в работах В. М. Глушкова [6], О. В. Козловой и В. И. Дудорина [7], С. А. Думлера [8], в работах по типизации про­ектных решений [9]. Развитие идей в области проектирования АСУП и обобщение отечественного опыта можно найти в публи­кациях [10-14].

Вопросы оптимизации планирования предприятия на всех уров­нях с учетом привязки процесса управления производства к управ­лению технической подготовкой и управлению проектами рассмат­ривались М. Г. Завельским [15] и А. А. Первозванским [16]. Исследова­ние возможностей статистического подхода к анализу и синтезу си­стемы управления предприятием выполнено Д. И. Голенко [17]. Многие положения этих работ не утратили своего значения и сегодня. В по­токе публикаций по АСУП значительное место занимают работы, посвященные вопросам оперативного управления. Задачи построе­ния расписаний работ в мелкосерийном и индивидуальном произ­водстве исследовались В. В. Шкурбой из Института кибернетики (г. Киев) [18]. Построению организационных структур для оператив­ного управления производством посвящена работа В. М. Португала, А. И. Семенова, В. К. Куликова [19]; Н. А. Соломатин и его коллеги выполнили исследования по автоматизации и имитационному мо­делированию в системах оперативного управления [20]. Вопросам автоматизации управления групповыми поточными линиями посвя­щены работы Ф. И. Парамонова [21-22]. Дальнейшее развитие идей и методов, разработанных Ф. И. Парамоновым и возглавляемой им школой, связано с гибкими производственными системами.

Для нашего потенциального читателя большой интерес предста­вит переводная литература. В книге Р. Беллмана [23] даны обоснова­ние и анализ метода динамического программирования, который послужил основой для создания формализованного описания ряда моделей управления производством. В работе Дж. Бигеля [24] описа­ны задачи управления предприятиями для систем, структура кото­рых близка к MRP и MRPII. Книга Ст. Бира [25] посвящена методо­логическим основам организации управления предприятиями с по­зиций кибернетики. Она содержит ряд фундаментальных идей, та­ких, как иерархия моделей, аналогия в поведении предприятий и живых организмов и ряд других. Заметным явлением стали книги по исследованию операций Г. Вагнера [26] и X. Тахи [27], по теории расписаний — Р. Конвея, В. Максвелла, Л. Миллера [28], сборник статей [29]. Перечисленные и многие другие работы являются на­стольными книгами нескольких поколений российских исследова­телей и разработчиков АСУП.

Зарубежный опыт создания систем управления типа Just-in-Time описан в [30-31]. Интеграция в управлении производственными си­стемами и предприятиями в целом порождает ряд вопросов, требу­ющих научной проработки, среди них — применение в управлении систем искусственного интеллекта [32]. Становится ясно, что при создании интегрированных систем управления отечественными пред­приятиями наибольшие трудности связаны с адаптацией базовых систем к условиям предприятия [33]. Одно из направлений интегра­ции — создание логистических цепочек. Поэтому вполне правомер­но, что в ряде работ по логистике системы MRPII рассматриваются как элемент логистических цепочек [34].

В последние годы возрос интерес к проблеме внедрения систем MRPII/ERP на российских предприятиях. Появились и работы на эту тему в виде журнальных публикаций и статей в Internet. Сведе­ния об организации APICS содержатся в [35-36]. Роль этой организа­ции, объединяющей специалистов по управлению предприятиями, исключительно важна для выработки стратегии развития систем MRPII/ERP. Общие вопросы внедрения ERP обсуждаются в [37-39]. Особое внимание уделяется специфике внедрения систем ERP в России. Систематизированное изложение концепции ERP можно найти в статьях Д. Л. Казанского [40-42]. Динамическому моделиро­ванию предприятия как методу проектирования и внедрения АСУП на основе базовой системы посвящена публикация [43].

За рубежом опубликовано значительное количество работ по са­мым различным вопросам автоматизации управления предприяти­ем. На работы в этой области большое влияние оказали подходы, свойственные исследованию операций [44]. Тесная связь организа­ции и управления предприятиями с исследованием операций пока­зана в [45].

В потоке работ можно выделить ряд направлений, которые при­вели к созданию модулей современных базовых систем. , Теоретическому обоснованию применения прогнозирования, раз­работке методов прогнозирования и анализу тесной связи прогнози­рования и планирования на предприятии посвящены работы [46-49]. Подходы к решению задач планирования на самом верхнем стратеги­ческом уровне управления предприятием обсуждались в [50]. Важное место в исследованиях систем MRPII/ERP занимают методы и сред­ства реализации модулей планирования верхнего уровня. Ключевыми вопросами являются: процедуры формирования плана, временные характеристики систем планирования, их связь с другими подсисте­мами, оптимизация планирования, регулирование [51-55].

Управление запасами на основе независимого спроса является составной частью всех производственных систем. Основные модели и методы решения задач управления запасами описаны в [56-58]. Ядро всех систем MRPII/ERP — это планирование потребностей в материальных, производственных и других ресурсах. Усилия многих исследователей были направлены на формирование структур для решения этих задач сначала в MRP, а затем в MRPII/ERP и разра­ботку методов управления, в частности на решение задачи оптими­зации размера партий. Были предложены алгоритмы, которые по­зволяли получать рациональные решения. Эти вопросы нашли осве­щение в работах [59-61]. Решение задач типа MRP легло в основу первых серьезных программных систем, которые во многом опреде­лили направление развития функциональностей базовых систем [62-63]. Оперативному управлению производством посвящена значитель­ная библиография, которая ведет свое начало от работ по оптими­зации расписаний [64-66]. В оперативном управлении находит при­менение такой метод, как управление «запуском-выпуском» [67], повышающий надежность выполнения планов и способствующий устранению причин сбоев производства. Большое развитие получи­ло поточное производство типа' Just-in-Time, и его разновидность Kanban. Основные проблемы этого вида производства — организа­ция взаимодействия с внешней средой и управление в реальном времени [68]. Опыт создания подобных систем в Японии и Герма­нии нашел отражение в ряде работ [69-71].

Концепции, алгоритмы и программное обеспечение для управ­ления проектами, в том числе и в системах типа ERP, описаны в ряде работ [72-75]. Их тематика охватывает методы СПУ, ПЕРТ, планирование в условиях ограничений, решение сетевыми метода­ми задач управления предприятиями.

Роль носителей общественного стандарта в области MRPII/ERP принадлежит ряду изданий APICS, в том числе периодически изда­ваемому словарю [76] и библиографическим сборникам [77]. В Internet существует библиотека статей издания APICS — The Performance Advantage. Здесь находятся сотни статей практически по всем вопро­сам, относящимся к системам MRP, MRPII, ERP и их разновидно­стям. Анализ ряда работ из данного источника ясно показывает — процесс развития этих систем не был ровным и однозначным, но они доказали свое право на существование и в значительной степе­ни способствовали повышению эффективности производства за ру­бежом. В последние годы отмечается рост количества работ по таким вопросам, как интеграция в рамках предприятия и между предпри­ятиями. Последнее направление получило название «логистических» или «производственных» цепочек (Supply Chain).

Работы по моделированию дискретных систем на основе сетей Петри [78-79] привели к созданию методологии динамического мо­делирования систем управления предприятием.

Среди учебной литературы можно выделить книгу Gaither N. [80], в которой описываются все основные типы систем управления пред­приятиями, а также модели и методы решения задач управления.

Общие вопросы разработки сложных программных комплексов освещаются в работах [81-83].

Из публикаций отечественных авторов выделяется цикл работ В.В. Липаева, в совокупности описывающих весь спектр проблем разработки программного обеспечения. Ссылки на эти работы мож­но найти в опубликованных в последние годы книгах [84-87], по­священных ключевым проблемам управления разработкой, обеспе­чения качества и надежности, достижения корректности, стандар­тизации.

В последние годы важную роль при автоматизации управления предприятием играют методы структурного и объектно-ориентиро­ванного системного анализа и поддерживающие их CASE-средства, предназначенные для решения комплексов задач по реорганизации деятельности, а также по автоматизации наиболее трудоемких эта­пов анализа требований и системного проектирования. Детальное описание наиболее популярных структурных методологий приводится в [88-96].

Объектно ориентированным методам посвящены работы [97-102].

Проблематика CASE-систем подробно описывается в [103-107].

Среди работ отечественных авторов, посвященных CASE-техно-логиям и связанным с ними методам анализа и проектирования, можно привести [108-110]. Все эти работы используются в качестве учебных пособий по соответствующим дисциплинам в ряде вузов России и стран СНГ.

В последние годы все больший интерес вызывают проблемы ре­организации деятельности предприятий. При этом наиболее попу­лярными методологиями реорганизации являются BPR [111-115], BSP [116], CPI/TQM [117] и СММ [118].

Наконец, работа [119] посвящена консалтинговому подходу к автоматизации предприятий и включает обзор методологической и инструментальной базы, применяемой на этапах реорганизации де­ятельности предприятия, при анализе требований и проектирова­нии системы его автоматизации.

Безусловно, за рамками краткого обзора осталось большое коли­чество публикаций. Много полезной информации по рассматривае­мой проблематике содержится в документации на системы, в спра­вочных и учебных пособиях фирм—производителей базовых систем ERP и CASE-средств.

МЕТОДЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЯМИ

 

 

Основные понятия теории управления

Используя кибернетический подход, в самом общем виде про­цесс управления предприятием может быть проиллюстрирован с помощью схемы, приведенной на рис. 1.

Применительно к промышленному предприятию кибернетичес­кий подход предполагает, что при управлении предприятием долж­ны использоваться следующие принципы:

• управление предприятием рассматривается в рамках системы, включающей в себя помимо предприятия и внешнюю среду;

• цель управления формулируется в количественных терминах;

• действующие в системе механизмы связи и управления анали­зируются с учетом как детерминированности, так и стохастических изменений.

Управление предприятием всегда подчинено некоторой цели, поэтому всегда можно говорить об управлении, оптимальном в из­вестном смысле, например цель: максимизация прибыли за задан-

 

 

	Объект управления
	( С
		и
	Система
	управления

 

Рис. 1

Здесь t— время, X„,_M(f) — вектор измеряемых параметров, характери­зующих состояние управляемого объекта (измеряемая часть вектора фазовых координат), Z_M3M(f) — вектор измеряемых параметров, харак­теризующих состояние окружающей среды, U — управляющее воз­действие, V — воздействие окружающей среды, W — информацион­ные возмущения. В общем случае U, V, W могут зависеть отХи t.

ный период времени, снижение издержек производства и т. д. Ка­залось бы, что наиболее простой ответ на вопрос, как построить управление предприятием, может быть получен с помощью тео­рии оптимального управления. Однако на практике ряд факторов не позволяет использовать этот подход в чистом виде. Применение теории оптимального управления подразумевает наличие следую­щих элементов:

• динамическая модель предприятия;

• модель системы управления;

• критерий оптимальности;

• модель внешних воздействий на предприятие и информаци­онных возмущений (внешних возмущений и шумов).

К сожалению, создать математические модели, охватывающие все эти компоненты, на практике невозможно. Даже упрощенные модели оказываются такой размерности, что ни один из известных методов построения оптимального управления не может быть реа­лизуем для определения управляющих воздействий.

Для получения предсказуемых результатов управления сложны­ми объектами и накопления полезных, полученных опытным пу­тем знаний применяется ряд упрощений, которые могут быть фор­мализованы в рамках теории управления. Эти упрощения касаются как процесса выработки управляющих воздействий, так и моделей предприятия и внешних воздействий и информационных возму­щений.

Управление представляют две составляющие:

• программные управляющие воздействия, зависящие только от времени;

• корректирующие управляющие воздействия, формируемые по принципу обратной связи, т. е. зависящие от рассогласований между текущими значениями контролируемых параметров и прогнозируемыми программными.

Поведение контролируемых параметров деятельности изображе­но на рис. 2.

Методы формирования программной составляющей управляю­щих воздействий и прогнозирования поведения предприятия при реализации этих воздействий в экономике и в области управления предприятием дали начало развитию такого направления, как мето­ды планирования. Дополнение методов планирования способами периодического формирования корректирующих составляющих уп­равляющих воздействий легло в основу направления — управление проектами.

После введения этих упрощений процесс управления предприя­тием можно представить в виде, изображенном на рис. 3.

'^'БИБЛИОТЕКА

Исходные данные (в том числе _ план верхнего уровня)

Х„(0

Регулирование

ЛХ(0

Контроль

Х_ф(0

Рис. 3

 

Планирование заключается в выработке плановой «траектории» процесса Д/) на период планирования {/₀, t^}. Учет, т. е. измерение, в производственных системах состоит в определении в заданные мо­менты времени истинного состояния процесса X^(t). Контроль по­зволяет определить отклонение Х_ф(() от X_m(f), а регулирование со­стоит в определении скорректированного плана X (f), т. е. по суще­ству является решением задачи планирования при новых начальных условиях.

Схема управления, показанная на рис. 2 и рис. 3, является уни­версальной и применима ко всем процессам производственных сис­темах. Компонентами вектор-функции X(f) могут быть показатели, характеризующие ход производства, состояние доходов, расходов, мощностей, запасов, кадров и т. п.

Для описания процесса управления используются перечислен­ные далее термины. Управление предприятием представляет собой совокупность воздействий, призванных обеспечить эффективное с точки зрения заданных целей протекание производственного про­цесса.

Реализация процесса управления предприятием происходит в рамках системы управления предприятием — структуры, в кото­рой можно выделить объект управления и управляющую часть.

Объектом управления является производственный процесс. В роли управляющей части на предприятии выступают управленческие службы.

Управление предприятием протекает во времени, поэтому его следует рассматривать как процесс управления. Структура производ­ственного процесса определяет, в свою очередь, структуру процес­са управления. На каждом предприятии можно выделить несколько направлений деятельности (производство, сбыт, снабжение, финан­сы и т. д.), а в рамках этих направлений — процессы более глубоких уровней, которые также являются объектами управления.

Система управления предприятием — это система управления организационного типа. В таких системах велика роль организации, координации и согласования поведения коллективов людей.

Все частные производственные процессы, вплоть до элементар­ных, представляют собой управляемые процессы. Управление каж­дым процессом осуществляется путем реализации функций управле­ния в отдельные дискретные моменты времени. В состав функций управления входят: Йланирование, учет, контроль, регулирование, анализ. Планирование — это определение поведения управляемого процесса в будущем в детерминированном виде. Учет — определе­ние фактического состояния управляемого процесса в дискретные моменты времени. Контроль — это определение отклонений между запланированным и фактическим состоянием управляемого процесса в дискретные моменты времени. Регулирование — обеспечение фун­кционирования управляемых процессов в рамках заданных парамет­ров. Анализ — это подведение итогов осуществления управляемого процесса за период управления, выявление факторов, повлиявших на степень достижения запланированных результатов. Существует еще одна функция управления — прогнозирование. Прогнозирование — это определение на будущее вероятностных характеристик управля­емого процесса. В зависимости от целей исследования функция про­гнозирования рассматривается как самостоятельная или объединя­ется с планированием.

Дальнейший прогресс в области формализации методов управ­ления предприятием связан:

1) с системным подходом, который подразумевает построение системы моделей. Обычно эти модели имеют иерархическую струк­туру, отражающую различные качественные особенности поведе­ния такого сложного объекта, как предприятие, например модель процессов, представление предприятия как композиции систем мас­сового обслуживания, моделей данных, используемых на предпри­ятии, и т. д.;

2) с созданием регулярных методов определения управляющих воздействий на основе иерархического принципа декомпозиции и агрегирования задач. Согласно этому принципу результат решения задачи управления верхнего уровня становится исходным условием для решения задачи построения управляющего воздействия задачи нижнего уровня. Причем результат решения задачи нижнего уровня не приводит к ревизии результата решения задачи верхнего уровня.

Применение этих подходов позволило добиться следующих ре­зультатов:

• вычленить ряд упрощенных задач, к которым могли быть при­менены некоторые методы теории оптимального управления, ко­нечных автоматов, планирования операций и т. д.;

• создать эффективные процедуры принятия управленческих ре­шений с использованием эмпирических знаний лиц, принимающих решения (ЛПР);

• использовать эвристические стратегии управления;

• определить принципы формирования организационных струк­тур предприятий.

 

Методы теории управления, используемые в АСУП

При решении частных задач, связанных с управлением пред­приятием, широко используются ряд формализованных методов, которые в литературе иногда называются экономико-математичес­кими. Часть из них нашла применение в современных автоматизиро­ванных системах управления. Под экономико-математическими ме­тодами принято понимать комплекс формализованных математи­ческих методов, позволяющих находить оптимальные или близкие к ним решения экономических задач. Постановка задачи должна от­ражать существующие ограничения экономического характера. Для предприятий эти ограничения вытекают из ограниченности ресур­сов или из внешних условий, в которых осуществляется их хозяй­ственная деятельность. Критерий оптимизации формализуется в виде целевой функции. Это выражение, которое, исходя из поставлен­ной задачи, требуется максимизировать или минимизировать. *- В роли критериев оптимизации на различных уровнях системы управления предприятием могут выступать, например, объемы про­даж, прибыль, суммарное отклонение времени выпуска от требуе­мых, уровень загрузки оборудования, период планирования работ (месяц, год), суммарные затраты на производство и на незавершен­ное производство и т. п. Переменными в экономико-математических моделях являются управляемые параметры. При решении задач оп­тимизации переменными могут быть количество выпускаемых изде­лий, время запуска/выпуска, размеры партий, уровень запасов, время начала и окончания операций. Еще одной важной особенностью экономико-математических методов является то, что они могут быть мощным инструментом анализа экономической ситуации. С их по­мощью, например, можно быстро определить, что при заданных ограничениях допустимого решения не существует. Некоторые ме­тоды не ограничиваются получением оптимального решения. При сформированном плане они позволяют оценивать чувствительность оптимального плана к изменению внешних условий или внутренних характеристик деятельности предприятия.

Многообразие экономико-математических методов достаточно велико. В основу данного краткого анализа положен характер мате­матического аппарата.

Линейное программирование заключается в поиске оптимального решения для линейной целевой функции при линейных ограниче­ниях и ограничениях на неотрицательность переменных.

В терминах линейного программирования может формулировать­ся широкий круг задач планирования производства, финансовой деятельности, технико-экономического планирования, планирова­ния НИОКР.

Особенность линейного программирования заключается в том, что с его помощью можно не только получить оптимальное реше­ние, но и успешно исследовать*чувствительность полученного ре­шения к изменениям исходных данных. Результаты анализа на чув­ствительность имеют четкую экономическую интерпретацию.

Частным случаем линейного программирования является тран­спортная модель. Она получается естественным образом при форма­лизации задачи планирования перевозок, однако с ее помощью можно решать и другие задачи АСУП (назначение кадров на рабо­чие места, составление сменных графиков и др.). Специфическая структура ограничений задачи позволила разработать эффективные методы решения.

Важное место в АСУП принадлежит методам дискретного про­граммирования, которые ориентированы на решение задач оптими­зации с целочисленными (частично или полностью) переменными. Требование целочисленности во многих задачах управления произ­водством выступает на первый план, если речь идет, например, об определении оптимальной программы выпуска изделий, число ко­торых должно быть целым. Частным случаем задач дискретного про­граммирования являются задачи с булевыми переменными (0 или 1), т. е. задачи выбора одного из двух вариантов решений для каждо­го объекта (число объектов может быть велико). В качестве примера можно указать задачи размещения оборудования, формирования портфеля заказов и т. п.

Для решения задач дискретного программирования разработаны различные алгоритмы, в том числе комбинаторные и случайного поиска.

Модели стохастического программирования описывают ситуации, в которых элементы модели являются случайными величинами с известными функциями распределения. Для задач линейного про­граммирования подход к решению заключается в сведении исход­ной задачи к детерминированному виду.

Сетевые модели и методы применяются там, где есть возмож­ность четко структурировать управляемый процесс в виде графа, описывающего взаимосвязи работ, ресурсов, временных затрат и т. п. Разработан ряд методов решения задач на сетевых моделях по определению критического пути, распределению ресурсов.

Динамическое программирование представляет собой многошаго­вый процесс получения решения оптимальной задачи. Наиболее ес­тественной выглядит формализация динамических задач, однако этот метод успешно может применяться и для статических задач, если удается разбить решение исходной задачи на этапы. Серьезным ог­раничением применения метода динамического программирования является размерность задач. Если размерность велика, то необходи­мо запоминать большой объем промежуточной информации. Прак­тически, решение задач оптимизации возможно для систем, имею­щих размерность не выше трех.

Многокритериальные модели отражают один из видов неопреде­ленности в задачах поиска оптимальных решений — неопределен­ность целей. Эти модели и методы чрезвычайно перспективны, по­скольку многие задачи планирования в АСУП могут и должны рас­сматриваться как многокритериальные. Этот подход позволяет оп­тимизировать получаемые решения по комплексу критериев, отра­жающих экономический, технологический, социальный, экологи­ческий и другие аспекты деятельности предприятий.

Математическая статистика в АСУП применяется для реше­ния задач анализа и прогнозирования экономических и социальных процессов на предприятиях, создания и корректировки норматив­ной базы. Наиболее часто применяются методы: расчета статических характеристик, корреляционного, регрессионного и дисперсионного анализа.

Теория управления запасами позволяет определять уровни запасов материалов, полуфабрикатов, производственных мощностей и дру­гих ресурсов в зависимости от спроса на них.

Теория расписаний представляет собой методологическую основу для решения задач упорядочения последовательности работ. При этом учитываются структура и параметры технологического процесса. Для решения задач, сформулированных в терминах теории расписаний, используют методы моделирования на основе приоритетов.

Эвристические методы получили в АСУП достаточно широкое распространение, и дальнейший прогресс в этом направлении свя­зан с разработкой и внедрением экспертных систем. Экспертные системы позволяют накапливать базы знаний о производственном процессе, об эффективных управляющих решениях и на этой осно­ве предлагать рациональные решения задач, слабо поддающихся формализации.

Круг экономико-математических моделей и методов чрезвычай­но широк. Их применение сдерживается затрудненностью адекват­ного описания производственного процесса, получения решений в условиях высокой размерности задач, а также отсутствием необхо­димой для этого случая квалификации управленческого персонала.

Ниже перечислены модели и методы решения частных задач уп­равления предприятиями, включаемые в базовые системы типа ERP:

• для решения задач стратегического планирования применяют­ся модели линейного программирования;

• оперативное планирование построено, как правило, на базе сетевых моделей. В этом случае используются методы расчета крити­ческого пути и ПЕРТ;

• для решения задач прогнозирования спроса и других экономи­ческих процессов применяются' методы регрессионного анализа, анализа временных рядов, процедуры обработки экспертных оце­нок;

• при решении задач планирования объемов продаж и производ­ства используются методы линейного программирования;

• задача формирования графика выпуска продукции может быть сформулирована как задача минимизации совокупного производ­ственного цикла при ограничениях по мощностям, где в качестве переменных выступают сроки запуска (выпуска). В базовых системах типа ERP имеются процедуры, позволяющие решить эту задачу путем генерирования, анализа и отсеивания вариантов с одновременным сокращением числа переменных на каждой итерации;

• задача расчета материальных потребностей на обеспечение гра­фика выпуска продукции решается на основе модели разузлования, в ходе которого выполняется обсчет сетевой структуры, описываю­щей состав изделия.

Оперативное управление производством в ERP базируется на применении приоритетов и эвристических методов для построения расписаний работ.

Нормативная база может формироваться с применением статис­тических методов.

 

Историческая справка

Производство товаров и услуг существовало с незапамятных времен. Однако до появления рынков, на которых можно было реа­лизовать потребительские товары, большинство продукции произ­водилось в домашних условиях или небольшими гильдиями масте­ров и ремесленников. Выпускаемые товары часто имели уникаль­ный характер и производились для личного потребления. По мере развития технологий произошел переход от натурального хозяйства к специализации труда. Увеличивались рынки, возрастала централи­зация производства. Появлялись первые заводы, а вместе с ними и первые проблемы управления большим предприятием. Соответствен­но, росла и роль науки в области управления производством. Обще­признанными историческими событиями, которые привели к со­временным промышленным технологиям, явились следующие: Индустриальная революция — период великих открытий:

• изобретение Джеймсом Ваттом в 1769 г. парового двигателя, заменившего энергию человека и животных энергией машин;

• открытие и разработка богатых месторождений каменного угля и железной руды;

• описание Адамом Смитом в 1776 г. разделения труда и специ­ализации, являющихся средством повышения эффективнос­ти и послуживших толчком к изобретению специализирован­ного оборудования;

• предложение в 1790 г. Эли Уитнеем использования сменных частей, позволившее при производстве стандартной продук­ции изменять ее по заказам клиентов без участия квалифици­рованных мастеров.

Научное управление — период формализации теории управле­ния:

• выход в свет в 1911 г. книги Фредерика Тейлора «Принципы научного управления», в которой он впервые рассмотрел

научные подходы и принципы построения системы управ-ⁱ ления;

• изучение элементарных движений и затрачиваемого на них времени рабочих. Наиболее известны здесь труды Френка и Лилиан Гилбрет, которые изменяли рабочие операции так, чтобы устранить непродуктивные движения;

• применение Генри Ганттом диаграмм планирования работ;

]. • внедрение Генри Фордом сборочной линии, сокращающей время сборки автомобиля во много раз. Сборочные линии (или конвейеры) позволили выпускать большие объемы стандартной продукции — перейти к массовому производ­ству.

Роль человеческих отношений в производственном процессе

• Элтон Мэйо высказал мысль, что на рабочих воздействуют не _:- только требования руководства и материальные стимулы, но

и отношение коллег;

• Абрахам Маслоу, Фредерик Херцберг, Дуглас МакГрегор и другие разработали разнообразные теории мотивации и рабо­чих отношений.

Вторая половина XX века является периодом великих научных достижений:

• в области научного управления — разработка математических > методов для решения производственных проблем. Сюда в пер­вую очередь относятся методы линейного программирования и появление цифрового компьютера, использование матема­тического моделирования и теории модели массового обслу­живания;

• революция качества, заключающаяся в применении новых методов организации производства, нацеленных на резкое

' повышение качества продукции. Техническими средствами в данной области, впервые использованными японскими пред­приятиями, являются мелкосерийное производство, произ­водство «точно-в-срок», а также систем «Всеобщего управле­ния качеством»;

• информационные технологии — интегрированное компьютер­ное производство, гибкие производственные системы, появ­ление «всемирной паутины» WWW и т. п.;

• тенденция к глобализации — возрастающие масштабы тор­говли между странами привели к появлению транснациональ­ных компаний и усилению конкурентной борьбы между стра­нами.

Ниже более подробно рассмотрены вопросы применения инфор­мационных технологий в управлении предприятием.

В середине 40-х годов в США 50% работающих были заняты в сфере переработки информации, а темпы роста производитель­ности труда в металлообработке в 20 раз превышали аналогичный показатель в обработке информации. Это явилось мощным им­пульсом к исследованию возможностей ЭВМ по переработке эко­номической информации, в том числе и в системах управления производством. Некоторые исследователи полагают, что каждое новое поколение автоматизированных систем и информационных технологий повышает производительность труда не менее чем в 1,5 раза.

В 50-х годах началось применение компьютеров в управлении про­изводством. Первый компьютер для этих целей был установлен в 1954 г. в компании General Electric. В этот период компьютеры при­меняются для снижения стоимости и трудоемкости работ по управ­лению. К ним относятся расчеты в бухгалтерии, на складах, форми­рование отчетности. В качестве программного обеспечения исполь­зуются отдельные программы.

В 60-е годы получают развитие методы, направленные на совер­шенствование систем принятия решений. К ним относятся методы линейного программирования, теории расписаний, управления про­ектами. Появились и первые пакеты прикладных программ для уп­равления производством, например PICS — Production and Inventory Control System. Выполнены исследования по разработке архитекту­ры СУБД — систем управления базами данных и появились первые подобные системы. В целом перечисленные системы и методы при­менялись редко и локально.

К середине 60-х годов в СССР была создана система экономи­ко-математических исследований. Усилиями исследователей в ака­демических и отраслевых институтах, вузах и на предприятиях были разработаны первые модели внутризаводского планирова­ния.

В 70-е годы программное обеспечение для целей управления ис­пользовалось многими предприятиями. Была разработана и вопло­щена концепция производственных информационных систем. Ее цель — обеспечить управленцев всех уровней необходимой инфор­мацией при решении задач управления по наиболее важным на­правлениям — прогнозирование спроса, снабжение, управление запасами, планирование, оперативное управление. Примером та­ких систем явились системы типа MRP — Material Requirements Planning (Планирование материальных потребностей). Набирающий силу процесс интеграции функций управления привел к созданию систем типа MRPII — IBM Manufacturing Resource Planning (Пла­нирование производственных ресурсов).

В 80-е годы на первый план выходит проблема создания CIM — Computer Integrated Manufacturing (Компьютерное интег­рированное производство). Для систем этого класса характерны следующие признаки. Во-первых, использование для управления производством полнофункциональных систем типа ERP — Enterprise Resource Planning (Планирование ресурсов предприя­тия). Во-вторых, использование и интеграция с ERP-системами систем типа CAD/CAM — Computer-aided design (Система авто­матизации проектирования) /Computer-aided manufacturing (Си­стема автоматизации производства).

В 90-е годы получают развитие системы принятия решений, экс­пертные системы и системы искусственного интеллекта.

Работы в области совершенствования методов управления и ав­томатизации проводились и в России (прежде, в СССР). На этом пути был выполнен ряд значительных работ, в том числе фунда­ментальных.

С середины 70-х до конца 80-х годов развитие АСУП в техноло­гическом плане шло по пути перевода информационного обеспече­ния из файловых систем в среду различных систем управления база­ми данных (СУБД), комплексирования технических средств и нара­щивания их мощности, расширения состава решаемых задач.

Новый этап был связан с появлением ПЭВМ. Главной его осо­бенностью стало приближение вычислений непосредственно к ра­бочему месту управленца. Новые графические средства и математи­ческое обеспечение позволили сделать качественный скачок в со­здании дружественного пользовательского интерфейса.

В 90-е годы получил развитие процесс внедрения комплексных решений на основе локальных сетей, мощных СУБД, новых техно­логий проектирования и разработки.

 

Типы предприятий

Основой деятельности любого предприятия является произ­водственный процесс. Под производственным процессом принято понимать совокупность взаимосвязанных трудовых и естественных процессов, в ходе которых ресурсы предприятия (материалы, энер­гия, оборудование, рабочее время сотрудников, финансы и др.) преобразуются в продукцию предприятия (изделия, услуги).

Структура производственного процесса, особенности его орга­низации обусловливают систему управления предприятием и долж­ны учитываться при создании АСУП. В данном разделе вкратце из­лагается принятая классификация предприятий.

На самом высоком уровне промышленные предприятия делятся на предприятия с дискретным и непрерывным характером произ­водства. К дискретному производству относятся, например, маши­ностроительные предприятия, а к непрерывному — металлургичес­кие, химические и т. п.

Традиционная классификация производства по типу основана на таких признаках, как состав номенклатуры, регулярность, ста­бильность и объем выпуска продукции. Существуют три типа произ­водства: единичное, серийное, массовое.

Для единичного производства характерны: широкая номенклатура, нестабильность и нерегулярность выпуска, единичные экземпляры. В единичном производстве применяется универсальное, реже — спе­циализированное оборудование. Операции не закрепляются за рабо­чими местами. Производственные участки имеют технологическую форму специализации. Основная форма организации процесса изго­товления предметов труда — последовательная. Это форма, при кото­рой партия деталей или изделий передается с одного рабочего места на другое без членения на передаточные партии.

Для серийного производства характерны ограниченная номенкла­тура, сравнительно большой выпуск периодически повторяющими­ся партиями. За одним рабочим местом закреплено несколько опе­раций. Оборудование специализированное, универсальное со спе­циализированной оснасткой. Производственные участки организо­ваны по предметному или технологическому принципу. Форма орга­низации процесса изготовления — параллельная или параллельно-последовательная. При параллельной форме обработанная деталь или передаточная партия передается на следующее рабочее место сразу же по завершении данной операции, не дожидаясь изготовления всей партии. При параллельно-последовательной форме организа­ции производственного процесса обработка партии деталей на каж­дой операции производится непрерывно с максимально возможной параллельностью на смежных операциях.

Для массового производства характерны узкая номенклатура, боль­шой выпуск непрерывно в течение длительного времени. За одним рабочим местом нередко закрепляется одна операция. Оборудова­ние — специализированное, устанавливается по технологическому процессу. Форма организации производственного процесса — па­раллельная.

Перечисленные признаки не исключают более глубокой класси­фикации структуры производственного процесса, поскольку для моделирования процессов требуется описание особенностей орга­низации до уровня производственного участка. Участки с предмет­ной формой специализации бывают следующих типов: однопред-метные поточные линии, многопредметные постоянные поточные линии, многопредметные переменные поточные линии и группо­вые поточные линии. Групповые поточные линии могут быть одно­и многогрупповыми. Все предыдущие типы могут работать как не­прерывные — с параллельной формой организации производствен­ного процесса и как прерывные — с параллельно-последовательной .формой.

Еще один подход к классификации производственных систем основан на анализе связей предприятия с внешней средой. Здесь выделяются следующие типы производственных систем: изготовле­ние на склад, сборка на заказ, конструирование на заказ.

Изготовление на склад означает, что конечная продукция изго­тавливается полностью и поступает на склад в ожидании заказов. В основе планирования — прогнозируемый спрос. ₍. Сборка на заказ означает, что все компоненты изделий вплоть до сборочных единиц высокого уровня изготавливаются заранее и поступают на склад. В основе планирования производства компо­нент — прогнозируемый спрос на конечную продукцию или не­посредственно на эти компоненты. При поступлении заказа на из­делие определенной конфигурации выполняется окончательная оборка. Исходными моментами для производства являются прогно­зируемый спрос и заказы.

Изготовление на заказ означает, что выполнена техническая под­готовка производства, создан определенный запас материалов. Ука­занные действия могут быть выполнены полностью или частично, но в той степени, которая позволяет в случае необходимости завер­шить их, не нарушая установленных сроков выполнения заказов. При изготовлении на заказ часть работ выполняется на основе про­гнозируемого спроса, а часть — после получения заказа.

Конструирование на заказ означает, что техническая подготовка производства начинается только после получения заказа. В ряде слу­чаев для предприятий со сложной продукцией данную классифика­цию дополняют еще одним типом — проектирование на заказ.

Производственный процесс состоит из ряда фаз — заготовитель­ной, обработки, сборочной, испытательной. В зависимости оттого, какие фазы выполняются на предприятии, различают предприятия с замкнутым и незамкнутым производственным циклом.

Существенное влияние на производственный процесс и систему управления оказывают такие характеристики продукции, как тру­доемкость, стоимость, длительность производственного цикла. Для сложных изделий машиностроения производственный цикл может доходить до 1,5 лет.

Для системы управления предприятием важна степень экономи­ческой самостоятельности его подразделений. В централизованной системе управления наиболее полный набор функций управления реализуется на уровне предприятия. В децентрализованной системе полный набор функций управления реализуется для структурных подразделений более глубокого уровня. Для объединения — это за­воды, для завода — производства, цеха и т. д.

Производственный процесс на предприятии может характеризо-
ваться одновременно сложным и уникальным сочетанием различ-
ных характеристик. Например, на предприятии одновременно могут
существовать единичное и серийное производство, изготавливаться
продукция на склад и по заказам. *

 

Модели предприятий

В настоящее время существуют разнообразные виды моделей предприятия, которые используются для решения различных задач: определения средней загрузки оборудования, потребных производ­ственных мощностей, управления транспортом и т. д. Для целей ав­томатизации используются типы моделей, наиболее полная клас­сификация которых содержится в стандартах IDEF (Integrated Computer Automated Manufacturing DEFinition).

Идея создания IDEF зародилась в середине 70-х годов в ВВС США как решение проблемы повышения производительности и эффек­тивности информационных технологий, которая возникла, в свою очередь, при реализации программы ICAM (Integrated Computer Aided Manufacturing). IDEF рассматривался как семейство методов и технологий для создания моделей сложных систем и проектирова­ния компьютерных систем. Всего предполагалось создать 14 стандар-

 

тов, в их числе:
. IDEF0 -	Моделирование функций
. IDEF1-	Информационное моделирование
. IDEF1X -	Моделирование данных
. IDEF2 -	Динамическое моделирование
. IDEF3 -	Описание процессов
. IDEF4 -	Объектно-ориентированные методы проектирования
• IDEF8 -	Интерфейс пользователя
. IDEF10 -	Техническое проектирование
. IDEF14 -	Проектирование вычислительных сетей.

Начало семейству стандартов положил стандарт IDEF0, разра­ботанный на основе технологии моделирования, известной как SADT (Structured Analysis & Design Technique).

В 1985 г. IDEF1 был расширен и переименован в IDEF1X. Часть стандартов IDEF так и не превратилась в стандарты де-факто, на­пример стандарт IDEF2. Другая часть, например, IDEF0 и IDEF1X, превратилась из стандартов ВВС в стандарт правительства США, известный как FIPS. В целом семейство стандартов IDEF охватывает практически все реально используемые в настоящее время подходы к созданию моделей предприятий, применяемые при автоматиза­ции процессов, и методы проектирования (структурный и объект­но-ориентированный подходы). В области создания моделей пред­приятия стандарты IDEF выполняют такую же роль, как модель стека протоколов OSI в области создания сетей и приложений.

Для создания динамических моделей процессов наибольшее рас­пространение в настоящее время получили методы, основанные на применении сетей Петри и конечных автоматов. Иногда для этих целей используются моделирующие системы, в которых применя­ются динамические элементы различной природы, например, опи­сываемые системами обыкновенных нелинейных дифференциаль­ных уравнений, элементы, используемые в теории автоматического регулирования (чистое запаздывание, пороговые элементы) и т. д.

Детальное описание стандартов IDEF можно найти по адресу http://www.indel.com. Структурно- и объектно-ориентированные под­ходы более подробно описаны в настоящей книге ниже.

 

Современные подходы к построению систем управления предприятием

 

Концепции MRP, MRPII, ERP, APS

В данном разделе представлено описание концепций современ­ных систем управления предприятиями и базовых систем. Главная цель — помочь читателю ориентироваться в базовых автоматизиро­ванных системах, имеющихся на российском рынке.