книги из ГПНТБ / Либерман В.Б. Информационные основы автоматизации управления производством

комплексное применение средств вычислительной и организа­ ционной техники для автоматизации процессов сбора, передачи и обработки информации;

оптимизацию производственных планов на основе учета специ­ фикаций заказчиков;

организацию нормативной базы как основы совершенствования управления производством;

автоматизацию работ по технико-экономическому и оперативно­ производственному планированию», материально-техническому снаб­ жению и бухгалтерскому учету.

Завод «Азовкабель» — предприятие с единичным, мелкосерий­ ным, крупносерийным и массовым характером производства. В про­ цессе производства потребляется 8000 различных видов материалов, поступающих от 3500 поставщиков.

Продукцию завода получают 3000 потребителей и из них 300 — ежедневно. Характер технологического процесса изготовления про­ дукции— дискретно-непрерывный. Кабельное производство к тому же отличается очень высокой материалоемкостью и удельный вес затрат на материалы в общей сумме затрат составляет 85—92%, причем 300—500 основных видов материалов используются в раз­ ных вариантах почти в 4000 изделий.

Осуществление процесса производства на заводе «Азовкабель» требует составления и использования многочисленной документа­ ции. В течение года в цехах и службах заводоуправления обраба­ тывается около 1500 наименований документов, а всего они содер­ жат более 350 млн. показателей. Одних только норм выработки на заводе существует более 29 тыс.

Все это потребовало коренного совершенствования процессов управления производством на основе комплексного использования средств вычислительной и организационной техники.

Московский инструментальный завод «Фрезер» является круп­ ным предприятием по производству режущих инструментов (сверл, метчиков, плашек, фрез, разверток, сложных резьбообразующих головок, некоторых других видов инструмента), поставляемых всем отраслям народного хозяйства, а также специальных станков для инструментальной промышленности.

Особенность предприятия заключается в разнохарактерности видов производства — от индивидуального до крупносерийного мас­ сового.

Одновременно в процессе производства находятся около 1800 типоразмеров инструментов, при обработке которых требуется про­ извести 10 млн. операций в сутки. Для выполнения производствен­ ной программы на заводе используется более 1000 типосорторазмеров основных материалов и 15 тыс. вспомогательных материалов, получаемых от 500 поставщиков.

Основная задача перестройки системы управления заводом «Фрезер» заключалась прежде всего в уточнении функций, измене­ нии и упрощении структуры системы, уменьшении числа уровней

10

управления, более правильном сочетании методов централизации и децентрализации управления, коренном изменении технологическо­ го процесса преобразования информации на основе применения механизированных и автоматизированных устройств ЭВМ.

Выбор методов организации системы управления на заводе был

однотипностью изделий, позволяющей широко использовать ти­ повую технологию и объединять изделия в группы, называемые

производства система управления должна:

выявлять соответствие принятой системы управления типу и ха­ рактеру производства;

рационально сочетать централизованную и децентрализованную формы управления;

составлять планы, учитывающие реальные условия производст­ ва и обоснованные расчетами;

оптимизировать составляемые планы с учетом выбранных кри­ териев, отвечающих особенностям производства;

минимизировать объем информации путем использования спо­ соба однократной записи исходных данных, создания документов многоцелевого назначения и многократного действия, организовать работу органов регулирования на основе информации по отклоне­ ниям;

рационально распределять информацию по различным ступе­ ням управления;

комплексно механизировать и автоматизировать управленческие работы путем сочетания различных средств вычислительной и ор­ ганизационной техники;

комплексно использовать основные направления повышения эффективности управления;

использовать такие критерии, как экономичность и оператив­ ность, при выборе работ, выполняемых на ЭВМ.

Из приведенных выше примеров видно, что на каждом конкрет­ ном предприятии, в зависимости от специфики производства и

11

различного подхода к системам управления, сформулированы и раз­ личные задачи этих систем.

Так, на некоторых предприятиях (например, Донецком машино­ строительном заводе) эти задачи построены с учетом основных на­ правлений планирования и регулирования хода производства, а на ряде других предприятий (например, московском инструментальном заводе «Фрезер») сформулирован комплекс организационных, функ­ циональных и информационных задач.

Тем не менее задачи систем управления на каждом из предприя­ тий определяются организацией производственного процесса, обес­ печивающего максимум выпуска и реализации заданной номенкла­ туры продукции при минимальных затратах материальных, трудо­ вых, денежных и других ресурсов, при заданном уровне рентабель­ ности; поддержанием заданных параметров и процессов производ­ ства в соответствии с предварительно разработанной программой (планом).

Следует также отметить, что на большинстве промышленных предприятий в числе задач систем управления производством пре­ дусмотрена задача комплексной механизации и автоматизации уп­ равленческих работ на основе применения экономико-математиче­ ских методов и средств вычислительной и организационной тех­ ники.

При создании систем управления с механизированным и автома­ тизированным процессом преобразования экономической информа­ ции необходимо учитывать ряд общих специфических особенностей современного предприятия.

Предприятия через отраслевые системы находятся в сложных информационных взаимоотношениях с народным хозяйством. Они относятся к большим сложным динамическим системам, элементы которых находятся в такой высокой степени сопряжения и подвиж­ ности, что изменения одного элемента приводят к изменениям дру­ гих. Такая сложная система не может б ы т ь п о л н о с т ь ю сведена к качественно более простым системам. Она в своей совокупности представляет не простую сумму составляющих ее элементов, а осо-' бое их соединение, обладающее новыми качествами, отсутствующи­ ми у каждого из ее элементов. Предприятия — это системы с не­ прерывно меняющимися характеристиками и случайным характе­ ром изменения интервалов времени между отдельными событиями. Параметры управляемых переменных находятся в развитии и из­ менении.

Предприятие в известном смысле — непрерывная система с ре­ гулярным повторением циклов и процессов производства. В целом система производства на длительный период сохраняется неизмен­ ной, а структура, характер, содержание и способ реализации произ­ водственного процесса претерпевают последовательные изменения. При осуществлении процесса производства должно быть обеспече­ но равновесие, направленное на реализацию его цели. Равновесие всей системы предполагает равновесие всех ее элементов.

12

На предприятии действует управляющая и управляемая систе­ мы. Первая представляет собой совокупность линейных и функцио­ нальных органов управления, расположенных на разных уровнях управления; вторая (на машиностроительном предприятии) состоит из ряда взаимосвязанных производственных комплексов (основного, вспомогательного и обслуживающего) разных типов производства (массового, серийного и индивидуального) [1, с. 12].

На производство влияют внешние и внутренние возмущающие воздействияі . В процессе функционирования параметры производст­ ва могут находиться в большом количестве различных состояний. Изменения основных параметров производства происходят с отно­ сительно большой скоростью. Движение материальных потоков осу­ ществляется по сложным маршрутам, зависящим от данного техно­ логического процесса производства.

Наличие многоканальных прямых и обратных связей между структурными подразделениями системы управления и структурны­ ми подразделениями производства, между структурными подразде­ лениями и элементами внутри этих систем, между предприятиями гг внешней средой создает огромные объемы и потоки экономиче­ ской информации, движение которых еще недостаточно упорядочено.

Структура управления предприятием характерна иерархическим принципом построения. Информирующие и информируемые объек­ ты предприятия разобщены в пространстве, процесс преобразова­ ния экономической информации многоэтапен, процессы регистрации, сбора, передачи и обработки информации, выработки команд уп­ равления и их реализации разделены во времени. На всех уровнях структуры управления концентрируются большие объемы экономи­ ческой информации, необходимой для контроля и регулирования значительного количества одновременно протекающих процессов. Эту информацию необходимо обрабатывать со скоростью не ниже скорости цикла производства и изменения других экономических параметров предприятия и хранить долгое время.

Управляющая информация должна оперативно выдаваться на все уровни и всем производственным подразделениям. В современ­ ных условиях управленческий персонал уже не в состоянии без применения различных устройств оперативно и непосредственно вос­ принимать (выявлять, измерять, регистрировать, передавать, пере­ рабатывать и т. д.) все виды экономической информации. Современ­ ное предприятие характеризуется недостаточной организацией и упорядоченностью информационной системы (недостаток сведений о ходе производства, о внешних связях, дублирование и избыточ­

1 Под возмущающими воздействиями понимаются такие процессы, которые влияют непредвиденным образом на нормальный ход производственной деятель­ ности. Сюда могут быть отнесены изменения в технологии, в обеспечении мате­ риальными ресурсами и т. д.

Возмущающие воздействия стремятся изменить состояние управляемых пара­ метров производства. Отличаясь разнообразием, они нарушают равновесие про­ изводственного процесса.

13

ность информации при отсутствии нужной и т. п.). На вход системы управления предприятием поступают материальные, денежные и трудовые ресурсы для осуществления производственного процесса, а также информация, регламентирующая деятельность предприятия и поступающая от управляющих объектов, организаций и предприя­ тий внешней среды *.

На выход этой системы поступает изготовленная продукция (в виде изделий, полуфабрикатов и услуг), а также информация о ходе и состоянии управляемых параметров и конечных результатов производства для объектов внешней среды.

С помощью вещественных и информационных входов и выходов предприятие осуществляет связь и взаимодействие с внешней сре­ дой, составляя с ней определенным образом организованную систе­ му (например, предприятие в системе производственного объедине­ ния типа фирмы, отраслевого министерства, экономического района, промышленности).

Вместе с тем на предприятии (как в системе) может происхо­ дить нарушение равновесия, если не будет организован процесс нейтрализации возмущающих воздействий и правильного взаимо­ действия множества переменных элементов производства. Процес­ сом, устраняющим неупорядоченность производства12, является уп­ равление. Главное содержание этого процесса — планирование, ко­ ординация, регулирование и прогнозирование производственно-хо­ зяйственной деятельности предприятия. Анализ характерных особен­ ностей современного предприятия обосновывает принципиальную необходимость новых систем управления, информационное обеспе­ чение которых может быть механизировано и автоматизировано.

Этот вывод подтверждает и ряд объективных тенденций разви­ тия крупного машинного производства:

увеличение масштаба и сложности структуры производства; рост механизации и автоматизации технологического процесса,

фонда и энерговооруженности рабочих; ускорение процессов производства, а следовательно, усложне­

ние управления им; усиление дифференциации, специализации и концентрации про­

изводства, повышение сложности и вариантности организации труда и производства;

децентрализацию управления и др.

В основе проектирования, создания и внедрения наиболее ра­ циональных систем управления лежат методы управления и основ­ ные условия. Рациональная организация управления предприятием (структура, содержание, пррядок функционирования системы уп­

1 Для предприятия внешней средой являются вышестоящие по иерархии сис­ темы управления, организации, обеспечивающие предприятие ресурсами, постав­ щики, заказчики. Получая от них соответствующую информацию, предприятие меняет свое состояние, приспосабливаясь к изменению условий внешней среды.

технической документации и необходимой информации и др.

14

равления и ее информационного обеспечения) целиком зависит от правильного использования методов управления. Процесс управле­ ния производственно-экономической деятельностью предприятия может быть реализован только при соблюдении следующих основ­ ных условий:

четко сформулированной цели управления; обмене информацией между управляющими и управляемыми

объектами с помощью системы, осуществляющей прямую и обрат­ ную связь;

наличии системы преобразования информации, на вход которой поступают данные о фактическом состоянии управляемых парамет­ ров производства, а на выход — информация для перевода их в за­ данное состояние;

наличии в той или иной форме экономико-математической моде­ ли управляемого объекта (при применении ЭВМ);

свободе выбора принятия решений (выработки команд управле­ ния) управляющими объектами для регулирования параметров про­ изводства;

скорости изменения состояния регулируемых параметров произ­ водства, не превышающей скорость выработки объектами команд упрйвления этими параметрами;

наличии у управляющих объектов критериев эффективности для перевода регулируемых параметров производства в оптимальное состояние;

обеспечении процессом управления перевода регулируемых па­ раметров производства из данного состояния в заданное оптималь­ ное при наличии ограничивающих условий;

соблюдении выбранной последовательности реализации управ­ ляющих воздействий (команд управления) в соответствии со сло­ жившейся ситуацией на производстве;

реализации процесса управления в соответствии с целью управ­ ления.

Основные условия, обеспечивающие управление социалистиче­ ским предприятием, носят постоянный характер.

Общие принципы построения рациональных систем управления определяются методами управления, принципами организации про­ мышленных предприятий и основными условиями.

Хозяйственная реформа коренным образом изменила характер управления. Однако в новых условиях сохраняется ряд принципов, действующих в традиционных системах управления. В этом прояв­ ляется преемственность новой системы управления.

Для правильного построения информационной системы, обслу­ живающей систему управления производством, большое значение приобретает решение вопросов классификации систем управления, определения основных направлений вывода сводной и управляющей информации, построения структурной и функциональной моделей систем управления и разработка общих принципов функционирова­ ния этих систем.

15

Классификация систем управления предприятием имеет большое значение для правильного выбора и построения информационного обеспечения процесса управления. Она должна быть увязана с воз­ можными вариантами реализации процесса управления.

Если процесс управления и преобразования информации рас­ сматривать в единстве, то на любом предприятии должна быть раз­ работана ёдиная многофункциональная система управления (выра­ батывающая команды управления), которую обслуживает единая информационная система (реализующая типовые процедуры преоб­ разования информации) Ч

На предприятиях целесообразно создавать множество систем с пересекающимися функциями. Предлагаемая классификация сис­ тем управления, которая учитывает эти требования, приведена в табл. 1.

Возможна классификация систем управления и по другим при­ знакам.

По своей структуре системы управления могут быть сложными и простыми. К сложным относятся комплексные системы с иерар­ хической структурой (уровнями управления нескольких порядков), состоящие из совокупностей взаимосвязанных блоков управления, каждый из которых реализует специфические функции управления. Эти системы с двухсторонним обратным взаимодействием (осуществ­ ление прямой и обратной связи между управляющими и управляе­ мыми объектами предприятия) работают в непрерывном режиме, поскольку возмущающие и управляющие воздействия возникают здесь постоянно. Сложные системы характерны для уровней управ­ ления, реализующих централизованное и централизованно-децент­ рализованное руководство.

К простым относятся системы с одноступенчатой структурой уп­ равления. Они не имеют промежуточные уровни управления (на­ пример, система «мастер-рабочий»). Сумма простых систем не мо­ жет составлять сложную систему управления. Простые неиерархи­ ческие системы управления характерны для низких уровней управ­ ления, осуществляющих децентрализованное руководство.

Кроме того, системы управления различаются по способу наблю­ дения за деятельностью управляемых объектов:

1)управляющее лицо непосредственно наблюдает за результа­ тами своего воздействия на управляемые (регулируемые) парамет­ ры производства;

2)управляющее лицо наблюдает за результатами воздействия на управляемые (регулируемые) параметры производства по исте­ чении известного времени.

Первый способ, к которому относятся локальные, децентрализо­ ванные, одноступенчатые системы, используется для управления производством в реальном масштабе времени (регулирование тех-1

1Естественно, отдельные ее подсистемы могут иметь модификации, связан­ ные со спецификой .сбора, передачи и обработки информации на различных пред­ приятиях. :

16

нологического процесса, работы производственного оборудования и др.). Второй способ, к которому относятся комплексные, смешан­ ные, иерархические системы, применяется для управления предприя­ тием в режиме с естественным запаздыванием (регулирование про­ изводственно-экономической деятельности).

Выбор наиболее рациональной системы управления предприяти­ ем зависит от многих факторов:

структуры и организации производственно-технического про­ цесса;

степени его механизации и автоматизации; масштабов, типов и степени специализации производства;

рассредоточенности управляющих и управляемых объектов и др. Наиболее общим признаком является предполагаемый способ

выработки управляющих воздействий:

управление на основе логических решений (выработка управ­ ляющих воздействий на основе решения последовательности логи­ ческих операций); /

управление на основе решения математических уравнений, за­ дающих требуемые параметры и режимы производственного про­ цесса;

управление на основе вычислений отклонений от регулируемых параметров и выдачи соответствующей информации для принятия решений;

управление на основе решений экономико-математических мо­ делей.

От выбора класса систем управления зависит правильное проек­ тирование, организация и внедрение информационных систем, обес­ печивающих процесс управления предприятием.

В практике для управления экономическими и производственно­ хозяйственными процессами целесообразно применять комплекс­ ные, смешанные (централизованно-децентрализованные) системы, управляющие в режиме с естественным запаздыванием, с оптимиза­ цией на основе решений экономико-математических моделей и вы­ числений отклонений от регулируемых параметров производства; для управления производственно-технологическим процессом — де­ централизованные, комплексно-локальные, одноступенчатые, следя­ щие, автоматического поиска системы, управляющие в режиме ре­ ального масштаба времени на основе автоматического регулирова­ ния и оптимизации этого процесса. Эти обе системы должны по возможности проектироваться и внедряться в совокупности.

Совокупность указанных систем представляет собой единую ди­ намическую управляющую систему, характерными чертами которой являются:

целостность, наличие общей цели, общего назначения; значительные размеры системы как по составу образующих час­

тей, по числу функций выходов, так и по абсолютной величине ее стоимости;

сложность поведения системы, обусловленная переплетающи-

18

'мися, перекрывающимися взаимосвязями, причем изменение одного из факторов влечет изменение многих переменных;

высокая степень автоматизации; нерегулярное статистическое распределение площади внешних

івозмущений и невозможность точного предсказания нагрузки; наличие в большинстве случаев различных противодействующих

элементов. Таковы особенности, отличающие динамические управ­ ляющие информационные системы.

Управление производством представляет собой весьма сложное ■взаимопереплетение различных функций, которые можно (и мето­ дологически необходимо) сгруппировать и систематизировать.

Группировка и систематизация функций управления тесно свя­ заны с классификацией систем управления и определяются ею.

Анализ работ по управлению производством на ряде заводов тяжелого машиностроения («Уралтяжмаш» им. Орджоникидзе, Ново-Краматорском машиностроительном им. Ленина, Ижорском им. Жданова, Ждановском тяжелого машиностроения им. 50-летия Великого Октября, Электростальском тяжелого машиностроения, Харьковском турбинном им. Кирова, таганрогском котлостроитель­ ном «Красный котельщик», Узловском машиностроительном им. Федунца и Дружковском машиностроительном им. 50-летия Советской Украины) показал, что к числу основных функциональных подсис­ тем относятся подсистемы технической подготовки производства, перспективного и технико-экономического планирования, оператив­ ного управления, материально-технического снабжения, сбыта и финансовой деятельности, учета и анализа производственно-хозяй­ ственной деятельности. Такая классификация функций управления производством основана на действующем функциональном разделе­ нии управленческого труда.

Вместе с тем в настоящее время ведутся работы по классифика­ ции функций управления на основе временных и других признаков. Так, на Донецком машиностроительном заводе выделены фазы уп­ равления— перспективное, текущее, оперативное и функции управ­ ления по каждой фазе — планирование, учет и регулирование.

Схема уровней управления производством на этом заводе пока­ зана на рис. 1.

Процесс управления по временному признаку осуществляет три общие функции: планирование будущей деятельности предприятия; наблюдения за текущей деятельностью для регулирования отклоне­ ний от программы; анализ прошлой деятельности с целью выработ­ ки рекомендаций для будущей деятельности.

Реализация этого процесса предполагает решение ряда задач: оптимального планирования производственно-хозяйственной дея­

тельности предприятия, обеспечивающего наилучшие технико-эко­ номические показатели производства;

непрерывного оперативного контроля и управления ходом про­ изводственного процесса, обеспечивающего своевременное выявле­ ние и устранение нежелательных отклонений;