книги из ГПНТБ / Либерман В.Б. Информационные основы автоматизации управления производством
.pdfВ. Б. Либерман,
И. Б. Шнайдерман
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ОСНОВЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ
УПРАВЛЕНИЯ
ПРОИЗВОДСТВОМ
В.Б. Либерман,
И. Б. Шнайдерман
ИНФОРМАЦИОННЫЕ
ОСНОВЫ
АВТОМАТИЗАЦИИ
УПРАВЛЕНИЯ
ПРОИЗВОДСТВОМ
« С Т А Т И С Т И К А »
МОСКВА 1973
л3-3-14-122 64-7j 008(01)-73
О о
Проблема совершенствования информационных основ механизации и автоматизации управления производством на промышленных предприятиях является одной из цент ральных в сложном комплексе проблем, связанных с по вышением общественного производства.
Решение управленческих задач может быть наилуч шим образом обеспечено при максимальном использова нии экономико-математических методов и информацион ных моделей, средств вычислительной и организацион ной техники.
Особенностью работы является то, что в ней впервые сделана попытка связать воедино три группы вопросов: вопросы систем управления промышленным производст вом, вопросы организации интегрированной системы эко номической информации и вопросы проектирования и внедрения автоматизированных систем управления пред приятием.
В книге использованы новейшие достижения отечест венной и зарубежной науки, а также обобщен передовой практический опыт промышленных предприятий.
Книга рассчитана на работников машиносчетных стан ций и информационно-вычислительных центров, а также экономических служб промышленных предприятий.
Работа может быть полезной сотрудникам научно-ис следовательских, проектных организаций и высших учеб ных заведений, занимающихся проектированием и внед рением автоматизированных систем управления промыш ленным производством.
' © ИЗДАТЕЛЬСТВО •СТАТИСТИКА* 1973.
Глава 1 ИНФОРМАЦИОННЫЙ АСПЕКТ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
s
§ 1. СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ
Система управления предприятием относится к классу сложных
вероятностных систем, где постоянно требуется |
участие |
человека |
в принятии решений для нейтрализации возмущающих |
факторов, |
|
отклоняющих производственный процесс от заданного |
состояния. |
|
Эти решения вводятся в систему управления, |
функционирующую |
соответствующим образом. Нормальное функционирование таких систем требует экономико-математического моделирования и про граммирования процесса производства и управления им, а также приспособления системы к изменяющимся условиям деятельности предприятия.
Сложность системы управления заключается в том, что управ ленческий персонал на всех уровнях не в состоянии в целом наблю дать за производственным процессом и тем более управлять им, а также выполнять все вычисления, необходимые для предсказания его поведения и определения оптимальных значений всех его эле ментов.
Система управления предприятием относится к классу регуляр ных и непрерывных систем, функции которых циклически повторя ются и длительное время существенно не меняются. Это обеспечи вает их стабильную структуру и работу. Кроме того, она относится к классу систем «человек-автомат» и предназначена для руководст ва большим коллективом, поэтому при ее применении должна быть обеспечена надежная взаимосвязь между людьми, участвующими в процессе производства и управления. Система управления долж на быть достаточно разнообразной, поскольку разнообразно и само производство. Целью системы управления является достижение эф фективного функционирования всех подразделений предприятия и самого предприятия в целом.
Система управления предприятием относится к классу многокон турных систем и представляет собой совокупность большого числа
взаимосвязанных более простых контуров |
(блоков и функций уп |
|
равления), каждый из которых является относительно |
локальной |
|
/ системой управления. |
|
промышлен |
Организация рациональных методов управления |
||
ными предприятиями в значительной мере |
зависит от специфики, |
характера и типа производства на этих предприятиях и в соответст вии с этим от подхода к формулированию задач систем управления.
з
Ниже рассмотрены в качестве примера характерные особенно |
||||||
сти производства и задачи управления производством на ряде пред |
||||||
приятий различных отраслей промышленности (тяжелого машино |
||||||
строения, приборостроения, инструментальной и кабельной промыш |
||||||
ленности |
и т. д.) с различным характером производства |
(единич |
||||
ным, мелкосерийным, серийным, крупносерийным, массовым). |
||||||
Донецкий машиностроительный завод им. Ленинского комсомо |
||||||
ла Украины1 представляет собой предприятие с мелкосерийным и |
||||||
индивидуальным характером производства, выпускающим сложную |
||||||
и особо сложную продукцию тяжелого |
машиностроения. Класс |
|||||
точности изделий — 2—3. Длительность цикла производства в сред |
||||||
нем составляет 3 месяца, создания новых машин — более 3—4 лет. |
||||||
Вес изделий равен от 0,03 до 600 т, деталей—ют нескольких грам |
||||||
мов до |
10 т. Число деталей в изделии — в пределах |
180—700 шт. |
||||
Завод |
изготовляет по собственным |
чертежам до 90% |
изделий. |
|||
В архивах конструкторских служб завода хранятся |
чертежи при |
|||||
мерно |
на |
500 тыс. деталей. |
В течение |
календарного |
квартала |
|
в производственных цехах завода выполняется около 300 тыс. де- |
||||||
талеопераций, которые повторяются в среднем 5 раз. В процессе |
||||||
производства применяется до 20 тыс. |
наименований |
материалов |
||||
и комплектующих изделий, которые хранятся на семи специализи |
||||||
рованных материальных складах. Заводу, располагающему необ |
||||||
ходимыми заготовительными и вспомогательными цехами, присущ |
||||||
замкнутый характер производства. Обрабатывающие цехи специа |
||||||
лизируются в основном на предметно-замкнутом производстве. За |
||||||
вод работает по трехсменному режиму при пятидневной |
рабочей |
|||||
неделе. |
|
|
|
|
|
|
|
Структура затрат на производство характеризуется следующими |
|||||
данными, %: |
|
|
|
|
||
Всего затрат на производство.............................................................. |
|
|
10О |
|||
в том числе прямые производственные затраты . . . . |
60 |
|||||
|
из них: |
|
|
|
|
|
|
сырье и материалы ................................................................... |
|
|
|
46 |
|
|
прямая производственная |
з а р п л а т а |
|
14 |
||
Затраты: |
|
|
|
|
||
|
на |
инструмент .......................................................................... |
|
|
|
5 |
|
на управление и обслуживаниепроизводства........................... |
|
35 |
На заводе в год систематически перерабатывается 59 тыс. на рядов, 66 тыс. лимитных документов, 62 тыс. различных докумен тов по начислениям и удержаниям, 405 тыс. сменных рапортов и большой объем другой документации. В конце каждого месяца этот поток информации значительно увеличивается.
Вследствие значительного количества номенклатуры и опера ций, большого объема обрабатываемой информации управление производством завода в условиях ручного труда стало невозмож ным. При таком положении потребовалось коренное решение воп росов механизации и автоматизации управленческого труда, созда
1 Далее в тексте он будет называться Донецкий машиностроительный завод.
4
ние и внедрение комплексной системы обработки экономической информации и автоматизированного управления производством.
На Донецком машиностроительном заводе в условиях мелкосе рийного и единичного производства возникли следующие основные задачи, которые должны быть решены системой:
формирование производственных программ с распределением объемов работ в определенной календарной последовательности, обеспечивающей оптимальную и равномерную загрузку оборудова ния и наличных кадров на протяжении всего периода производства; составление на сравнительно короткое время графиков — распи саний оптимальной очередности обработки деталей на станках с минимизацией простоев оборудования и сокращением производст
венного цикла; контроль за комплектностью хода производства, т. е. за своевре
менной комплектацией каждого изделия (заказа); комплексное применение экономико-математических методов и
средств вычислительной и организационной техники. Электростальский завод тяжелого машиностроения относится
к предприятиям с явно выраженным единичным характером про изводства. Объем неповторяющейся продукции составляет 98% годового выпуска. Продукция выпускается по заказам. В заказ может входить изготовление законченного изделия или нескольких однотипных изделий (по прокатному, доменному и обогатительно му оборудованию) или набора деталей или узлов (валков для го рячего и холодного проката, запасных частей для металлургиче ского и энергетического оборудования). Имеется серия заказов по производству чугунных заготовок и стальных отливок, поковок и штамповок на сторону в порядке внутриотраслевой и межотрасле вой кооперации.
Годовая номенклатура производственной программы завода со держит до 3 тыс. заказов. Для изготовления одного агрегата (или комплекса машин, например стана) открывается значительное чис ло заказов (до 300), а цикл производства составляет от 2 до 5 лет.
Неповторяемость и многономенклатурность продукции услож няют техническую подготовку, оперативное планирование и регули рование производства. Цикл технической подготовки почти по всем заказам включает конструкторскую подготовку (до 95% изделий изготовляется по собственным чертежам), все виды технологиче ской подготовки (производство заготовок, механическую обработ ку, сборку) и инструментальную подготовку.
Выпуск продукции на заводе сопровождается составлением зна чительного числа документов. Например, для изготовления одной сложной детали в цехах и службах завода разрабатывается около $0 наименований производственно-технических документов.
Единичный характер процесса производства обусловливает сложность процесса управления им. В связи с непрерывным по вышением объема производства и удельного веса технически слож ной продукции на Электростальской заводе тяжелого машинострое
5
ния из года в год увеличивается трудоемкость работ по подготовке, планированию и учету производства. Возрастающий объем инфор мации уже не может качественно перерабатываться без применения методов и средств автоматизации управления производством.
При использовании системы управления производством на Электростальской заводе тяжелого машиностроения должны быть решены задачи совершенствования работ по технической подготов ке производства, технико-экономическому планированию, планиро ванию и учету производства, диспетчированию, материально-тех ническому снабжению, бухгалтерскому учету и анализу производ ства.
Аналогичные задачи решаются системой управления производ ством на Узловском машиностроительном заводе им. И. И. Федунца, на котором изготовляется продукция 2—4 классов точности. Го довая номенклатура изделий основного производства составляет до 6000 модификаций изделий 18—20 наименований. В изделии нахо дится от 200 до 3000 деталей. Вес изделий равен от 10 кг до 500 т, деталей — от нескольких граммов до 500 кг.
В архивах конструкторских служб завода хранятся чертежи около 100 тыс. наименований. Во всех производственных процессах применяются материалы, хранящиеся на 17 складах завода, и комп лектующие изделия более 6000 наименований. В течение года оформляется более 200 тыс. нарядов и сменных заданий, 120 тыс. лимитно-заборных карт.
Минский тракторный завод с двумя корпусами, 20 крупными цехами основного и 17 цехами вспомогательного производства, имеющий два филиала, является крупным специализированным предприятием по производству универсальных пропашных колес ных тракторов. Ежедневно на конвейере завода находится пять се рийных модификаций тракторов. Комплектующие изделия и мате риалы заводу поставляют более 660 предприятий, а продукцию по лучают около 30 тыс. потребителей.
Заводские цехи включают комплекс металлургического, механо обрабатывающего, сборочного и вспомогательного производств. Об работка и сборка деталей и узлов осуществляются прогрессивными технологическими методами на автоматических и поточных линиях и высокопроизводительном оборудовании.
При новых условиях планирования и экономического стимули рования появилась необходимость в совершенствовании средств
и методов управления производством. |
производства |
||
На |
заводе за последние 8 лет при росте объема |
||
в 2,33 |
раза число рабочих |
увеличилось в 1,47 раза, |
а управлен |
ческого персонала — в 1,66 |
раза, т. е. относительное увеличение уп |
равленческого персонала опережает повышение численности рабо чих примерно на 30% (данные на 1970 г.).
В таких условиях одним из главных факторов, ограничивающих рост численности инженерно-технического и управленческого пер сонала и обеспечивающих повышение эффективности производства,
6
является создание автоматизированной системы управления пред
приятием.
Работы по разработке и внедрению такой системы на заводе, которая предусматривалась как типовая для предприятий трак торной промышленности, ведутся с 1965 г.
Система управления производством включает общезаводскую подсистему управления и подсистемы управления цехами основно го производства: сборочных с конвейерной сборкой изделия; меха носборочных с поточно-массовым характером производства; ме ханических с серийным характером производства; литейных и штамповочных.
Общезаводская подсистема управления осуществляет расчет подетальных планов производства и планов материально-техниче ского снабжения, планирование и управление технической подго товкой производства, планирование и учет межцеховых поставок, оперативный учет и анализ выполнения плана выпуска запасных частей, оперативный учет поступления готовой продукции на склад сбыта, расчет плана поставок экспортной продукции в номенклату ре и объеме по нарядам-заказам, расчет подетальных нормативных затрат на изделие по цехам и заводу и др.
В подсистемах управления цехами основного производства ре шаются следующие задачи: оперативно-производственное планиро вание, учет хода производства, оперативное регулирование, учет простоев оборудования, брака и др.
Львовский телевизионный завод, имеющий значительную развет вленную сеть внешних связей (до 1000 поставщиков и до 11000 потребителей), относится к группе приборостроительных предприя тий с массовым характером производства. С конвейеров завода каждые 30 сек. сходит телевизор, состоящий почти из тысячи дета лей, значительную часть которых (до 70%) завод получает со сто роны. На складах хранятся материалы 30 тыс. наименований. Цикл производства равен четырем дням; основным технологическим процессом является сборка.
При коротком производственном цикле, мощных материальных потоках, значительном удельном весе транспортных операций вы двигаются на первый план задачи управления потоками, согласо вание во времени деятельности отдельных подразделений.
Результаты изучения характера протекающих на предприятии процессов показали, что главными задачами, решение которых дает наибольший экономический эффект, являются технико-экономиче ское планирование, оперативное управление производством, плани рование и учет сбыта, обработка бухгалтерских документов, связан ных с основными материальными потоками.
Барнаульский радиозавод является предприятием с мелкосерий ным и серийным многономенклатурным характером производства. Процесс производства дискретен. Технологический цикл изготов ления изделий составляет от нескольких недель до нескольких ме сяцев.
7
Структура организации производства поцеховая: имеются цехи заготовительные, гальванических и лакокрасочных покрытий, сбор ки узлов, сборочно-выпускные. Значительное количество наимено ваний полуфабрикатов собственного производства унифицировано и применяется в разных изделиях. Номенклатура покупных полу фабрикатов, сырья и материалов составляет до 50 тыс. наименова ний, а полуфабрикатов собственного производства — до 5000 наи менований.
Всего на заводе около 100 подразделений, в том числе около 25 цехов основного производства и около 20 общезаводских скла дов; в каждом цехе имеется до 20 участков.
Система управления Барнаульским радиозаводом должна ре шать задачи по совершенствованию технической подготовки произ водства, технико-экономического и оперативно-производственного планирования, материально-технического снабжения, оперативного учета и регулирования производства, бухгалтерского и кадрового учета.
На казанском заводе теплоизмерительных приборов и средств автоматизации «Теплоконтроль» с 20 цехами основного и вспо могательного производства номенклатура выпускаемой продук ции составляет около 450 разновидностей приборов. При этом каж дый прибор по требованию заказчиков можно изготовлять в самых, различных вариантах.
В общей сложности на заводе производят большое количество различных вариантов типоразмеров, поставляемых более чем 18 тыс. потребителям, с которыми завод поддерживает производст венные связи и осуществляет расчеты за отгружаемую продукцию.
Вмесяц производится 6,5 тыс. отгрузок на сумму около 4 млн. руб. Деятельность завода характеризуется следующими показате
лями:
Общая номенклатура деталей, входящих в приборы, тыс. |
|
11,5 |
наименований.......................................................................... |
. |
|
Общее число технологических деталеопераций, тыс. |
120 |
|
Количество перерабатываемых материалов при номенкла |
12 |
|
туре 30,5 тыс. наименований, тыс. т ................................. |
Более |
|
Номенклатура используемых инструментов и оснастки, тыс. |
70 |
|
наименований .......................................................................... |
|
Совершенствование системы управления производством на заво де направлено на повышение эффективности производства; улуч шение использования резервов и снижения потерь в производстве; сокращение затрат на управление; комплексное использование эко номико-математических методов и средств вычислительной техни ки для механизации и автоматизации работ по управлению произ водством.
Киевский завод «Точэлектроприбор» им. Комсомола Украины представляет собой сложную экономическую систему, характери зующуюся большим числом управляемых параметров. Завод спе циализирован на выпуске электроизмерительных приборов высоко-
8
го класса точности, комплектных устройств для магнитных измере ний и средств вычислительной и организационной техники.
Характер производства в основном мелкосерийный. Технологи
ческий процесс получения продукции на заводе |
характеризуется |
|
спецификой обработки деталей точной механики, |
разнообразием |
|
и сложностью их производства,-большим количеством |
переходов, |
|
сборкой и регулировкой сложных электрических схем. |
Продукция |
завода требует применения обширной номенклатуры материалов по видам, профилю и сортаменту — всего более 12 тыс. наименований.
При таких условиях в управлении производством завода появи лись значительные трудности. Система управления заводом должна была решить задачу коренного совершенствования работ по тех нико-экономическому и оперативно-производственному планирова нию, материально-техническому снабжению, сбыту готовой продук ции и бухгалтерскому учету.
Завод «Вибратор» является специализированным предприятием по разработке и изготовлению средств электроизмерительной техни ки. В конструкциях изделий завода сочетаются механические, оп тические и электронные узлы, широко применяются полупроводни ковая техника и новейшие достижения свето-, фото- и радиотех нику.
Характер производства преимущественно мелкосерийный и се рийный. Почти все изделия (по требованию заказчиков) изготовля ют в нескольких вариантах, кроме того, одна треть изделий имеет модификацию по пределам измерения, и по существу номенклату ра завода составляет несколько тысяч наименований.
Номенклатура деталей и узлов, выпускаемых в цехах завода, составляет около 13 тыс. наименований, многие детали обрабаты вают в двух-трех цехах. При этом коэффициент унификации дета лей равен в среднем 56%, а по отдельным видам изделий 90% и более.
Для производства изделий завод использует 5000 наименований материалов и 2200 наименований комплектующих изделий.
Составление плана производства завода на очередной период {месяц, квартал) усложняется тем, что каждый заказчик может за казать любую модификацию того или иного прибора за 45 суток до планируемого периода в любом количестве в пределах имеющих ся у него фондов. Таким образом, завод вынужден в весьма ко роткий срок учесть все спецификации заказчиков в номенклатурных цеховых планах производства (обработка такой информации руч ным способом весьма трудоемка).
Анализ деятельности завода в последние годы показал, что ус ложнение конструкций изделий, увеличение ассортимента материа лов и комплектующих изделий, рост номенклатуры и объемов про изводства сопровождались повышением численности аппарата уп равления.
В соответствии с этим система управления заводом должна ре шить следующие основные задачи:
Э