Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

книги из ГПНТБ / Голенко Д.И. Статистические модели в управлении производством

.pdf
Скачиваний:
10
Добавлен:
25.10.2023
Размер:
15.19 Mб
Скачать

наилучший вариант

плана

для

многоцелевой модели.

После

оптимизации

полученные

варианты

передаются

на этап

6 для

анализа. На

этапе 6 разрабатываются

предложения,

корректирующие

плановое

задание по

объему или ресурсам. Эти предложения

формируются

на основе результатов решенных

ранее оптимальных за­

дач этапов 2 и 5. Основная задача этапа заключается в том, чтобы определить минимально необходимое до­ полнительное количество ресурсов для выполнения планового задания, а в качестве альтернативы предло­ жить полученный на этапе 2 оптимальный план как но­ вое плановое задание. Наиболее перспективные вари­ анты решений представляются в высшей директивный орган, который, как правило, утверждает один из вари­ антов. После этого управление передается на этап 7.

Этап 7. На основе рассчитанного и утвержденного ВДО варианта составляется развернутый годовой план

завода,

который в

дальнейшем утверждается

также

ВДО. Далее

управление передается на этап 8.

 

 

Этап

8.

Разрабатываются

месячные и квартальные

задания цехам, после чего управление передается

этапу

9.

Последний осуществляется

планирующими служба­

ми

цеха. На

основе

выданного

на предыдущем

этапе

планового задания службами, участвующими в работе этапа 9, составляется сводная производственная модель цеха. Как будет показано ниже, в качестве таких мо­ делей могут быть использованы имитационные модели работы цеха (особенно при наличии влияющих случай­ ных факторов) либо модели календарного планирования. Для случая единичного или мелкосерийного производст­ ва целесообразно использовать сетевые модели. В послед­ нем случае модель может быть составлена по укрупнен­ ным объемам работ с учетом основных, затрачиваемых на эти работы ресурсов. Для каждой работы указыва­ ются минимальная и максимальная интенсивность ее проведения и минимальное и максимальное время, за которое она может быть выполнена.

Далее управление передается на этап 10, на котором службы цеха, ответственные за проведение этапа, разра­ батывают несколько вариантов задания для оптимиза* ции модели по времени. В этих вариантах должны быть отражены возможности изменения технологии проведе-

Р

ния работ, а также изменения интенсивностей отдельных работ за счет применения новых технических решений.

Этап 11. В ИВЦ производится расчет на ЭВМ под­ готовленных, на предыдущем этапе вариантов. В качест­

ве алгоритмов

для

оптимизации может быть

выбран

ряд методов,

в том

числе

предложенных

в

работах

[4.2, 4.16] и реализованных в виде программ

на

ЭВМ.

В результате оптимизации

мы определяем

минималь­

ное время проведения комплекса работ, а также дета­ лизированный календарный план-график, причем для каждой работы указываются сроки ее проведения и интенсивности соответствующих ресурсов. Этот расчет повторяется для каждого варианта, после чего полу­

ченные

вариантные расчеты

передаются для анализа

на этап

12.

 

 

 

Этап

12. Производится сравнение

полученных

ва­

риантов

решения оптимальной

задачи

с плановым

зада­

нием. Наилучший результат оптимизации сравнивается

по затратам времени Т* на его выполнение

со

време­

нем, отпущенным

на

выполнение

планового

задания Т3.

Если

Т*^.Т3,

то

плановое задание может быть вы­

полнено

наличными

ресурсами

и

управление

передает­

ся на этап 20 для

разработки

календарных

планов

цеха.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Если

же

Г * > 7 3 ,

то это означает, что плановое зада­

ние не

может быть

выполнено

имеющимися

 

ресурсами

в заданное

время и следует

рассчитать

минимально

необходимое

количество дополнительных

 

ресурсов,

потребных для выполнения планового задания. Управ­

ление в этом случае передается

на этап 13 для

разра­

ботки задания на оптимизацию по ресурсам.

 

Этап 13. Службами цеха разрабатываются

задания

на оптимизацию по ресурсам.

Для этой цели

могут

использоваться варианты, подготовленные на этапе 10, а также используемая на этом же этапе математическая мо­ дель. Меняется лишь алгоритм оптимизации, который подвергается модификации. Оптимизация обычно осу­ ществляется на имитационной или многосетевой модели. Алгоритмы оптимизации модели на ЭВМ приведены в

ряде работ, в том числе [4.2, 4.9].

 

Этап 14. В информационно-вычислительном

центре

завода решается

задача оптимального распределения

ресурсов для всех

вариантов, подготовленных

на пре-

дыдущем

этапе. Результаты

расчетов

передаются на

этап

15

для разработки предложений по

корректировке

плана

цеха.

 

 

Службы цеха на этом

этапе разрабатывают реко­

мендации для корректировки плана цеха на основе ре­ зультатов решения оптимальных задач 11-го и 14-го этапов. Задача заключается в том, чтобы из получен­ ных вариантов отобрать такой, который по всем плано­ вым параметрам удовлетворяет цех и требует для вы­ полнения планового задания минимального количества дополнительных ресурсов. В качестве альтернативы к

этому

варианту подготавливается

также предложение

об

увеличении времени выполнения планового

задания

на

основе решений этапа 11. Подготовленные

альтерна­

тивные

предложения поступают

в службы

высшего

уровяя системы для составления сводной модели про­ изводства завода.

Полученные на предыдущем этапе данные исполь­ зуются на этапе 16 для корректировки сводной модели производства завода, разработанной ранее для выпол­ нения оптимизационных расчетов по ресурсам (этап 5).

Поскольку на этапе 5 и 14 используются структурно неадекватные модели, необходимо перенести данные о

работах с одной модели на

 

другую. Этот перенос

не

может быть

осуществлен непосредственно

в ЭВМ,

по­

скольку

ему

предшествует

определенный

 

выбор

(этап

15), который

использует опыт

квалифицированных

спе­

циалистов.

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап

17.

Планирующие

службы завода

разрабаты­

вают задание

на

оптимизацию сводной

модели произ­

водства

завода.

Выбираются

параметры

варьирования

с целью получения приемлемого по срокам плана, не превышающего по ресурсам возможности завода в ис­ следуемом плановом периоде. Подготовленные вариан­ ты передаются для расчета в ИВЦ.

Этап 18. В ИВЦ завода производится расчет вари­ антов с целью получения общего времени выполнения работ, не превышающего плановое. Результаты расчета вариантов передаются на этап 19 для оптимального распределения заданий между цехами.

Если же цель оптимизации не достигнута, управле­ ние передается на этап 17 для подготовки новых ва­ риантов задания на оптимизацию. Таким образом,

процесс, несмотря

на

итеративный характер,

является

сходящимся.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 19

заключается

в

распределении

 

полученных

на этапе 18 заданий между

цехами.

Данные

сводной

модели производства

завода

переносятся

на

специаль­

ные бланки

заданий,

которые

передаются

 

службам

соответствующих

цехов

для

окончательной

корректи­

ровки (этап

21).

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 20. Службами цеха

выполняются

работы пос­

ле получения

от

этапа

12

оптимального

решения с

меньшим временем выполнения,

чем

это

предусмотре­

но плановым заданием. Плановые службы цеха разра­ батывают подробные календарные планы-графики вы­

полнения

работ на

основе

оптимального решения эта­

па 11. Далее управление передается на этап 21.

 

Этап

21. Производится

окончательная

корректи­

ровка календарных

планов

цеха. Есл.и

управление на

этап 21

передано

с этапа

19,

то календарные

планы

составляются на основе полученного на

этапе 18

опти­

мального

задания.

После этого

планы

цеха

утвержда­

ются, для чего в блок-схеме стадии годового планиро­

вания

предусмотрен

выход на

высший уровень

с об­

ратной

связью. После

получения

подтверждения

от

ВДО об утверждении

планов

цехов управление

пере­

дается на этап 1 (стадия сбора

и

обработки

информа­

ции).

 

 

 

 

 

 

 

 

Функционирование системы на стадии оперативного

управления. В отличие

от

годового планирования

дви­

жение

информации

в

процессе

оперативного

управле­

ния идет в направлении

от низшего уровня

к высше­

му. Поскольку основной задачей оперативного управ­ ления является корректировка хода производства в моменты пороговых состояний, включение его в работу осуществляется по сигналу, поступающему от подсис­ темы сбора ;и обработки информации. Оперативное управление производством включает два уровня иерар­ хии. Если система из порогового состояния не может быть выведена силами завода, то допускается выход на высший директивный орган (ВДО). Перейдем к описа­ нию этапов функционирования системы на стадии опе­ ративного управления.

Этап 1. При поступлении входного сигнала, выра­ ботанного на стадии сбора и обработки информации,

производится анализ

рассогласования между плано­

вым и фактическим

объемами работ. При

этом,

если

рассогласование можно устранить силами

служб

цеха

без оптимизации модели цеха на ИВЦ, производится корректировка планов, после чего управление переда­ ется в подсистему сбора и обработки информации. На этом выдача управляющих воздействий оканчивается; если же рассогласование невозможно устранить силами служб цеха, управление после соответствующего ана­ лиза передается на этап 2.

Этап 2. Разрабатывается задание на оптимизацию сводной модели цеха по времени. При этом в модель цеха вносятся коррективы, учитывающие изменения, полученные от подсистемы сбора информации. Разра­ ботанное задание передается на этап 3.

Этап 3. Состоит в реализации на ИВЦ оптимизаци­ онного расчета сводной модели цеха по времени. Объ­ ектом оптимизации служит статистическая имитацион­ ная модель цеха, на базе которой решается задача ка­ лендарного планирования, а критерием оптимизации служит минимум общего времени выполнения цехом планового задания. Результаты оптимизации переда­

ются на

этап 4.

 

 

 

 

 

 

Этап

4.

Сравнивается полученное

оптимальное

вре­

мя Гопт

с

оставшимся

плановым

временем

Тпл.

Если

^ о п т ^ Т п л ,

то управление передается на этап 5. В

про­

тивном

случае, при 5г опт>7, пл,

управление

передается

на этап

6.

 

 

 

 

 

 

 

Этап

5.

Разрабатывается

и

корректируется кален­

дарный

план работы

цеха, поскольку

оптимизация

по­

казала, что такого рода корректировка возможна, а скорректированный план будет выполнен до конца планового периода без привлечения дополнительных ре­ сурсов. Вновь разработанный план передается для ут­ верждения на высший уровень управления производ­ ством. Если высший уровень утверждает скорректиро­ ванный план, то управление передается в подсистему

сбора и

обработки информации вместе с информацией

о новом

плане цеха. Если

по каким-либо причинам

высший

уровень не может

скорректировать план, уп­

равление также передается на стадию сбора и обработ­ ки информации, но уже без корректировки плановой кривой хода выполнения работ. Таким образом, при на-

личин ресурсов внутри цеха для корректировки плана оперативное управление заканчивается на этапе 5. Следует заметить, что и в общем случае оперативного управления выход в подсистему сбора и обработки ин­ формации на каком-либо этапе возможен только при обеспеченности ресурсами. Необеспеченность же пос­

ледними

приводит

к переходу к

следующим

этапам

или же

к запросу

необходимых

ресурсов у

высшего

уровня

системы.

 

 

 

Этап

6. Производится разработка задания

на опти­

мизацию сводной модели цеха по ресурсам, поскольку оптимизация по времени показала невозможность вы­ полнения плана в оставшееся время. Задача заключа­ ется в том, чтобы определить минимальные дополни­ тельные ресурсы, которые необходимы для устранения рассогласования плана в оставшееся до конца планово­ го периода время.

Этап 7. В ИВЦ производится решение оптимальной задачи планирования ресурсов на сводной модели цеха. Результаты расчета передаются на этап 8.

Этап 8. Разрабатывается задание на оптимизацию сводной модели цеха по объему работ. Последнее не­ обходимо как альтернатива нахождения минимальных дополнительных ресурсов для устранения рассогласо­ вания. На данном этапе ставится задача нахождения максимального объема работ, который может быть вы­ полнен цехом в плановое время без привлечения до­ полнительных ресурсов со стороны.

Этап 9 стадии оперативного управления заключа­ ется в оптимизации объема работ. Математической мо­ делью для такого расчета обычно служит статистичес­ кая модель цеха. В качестве модели может быть выб­

рана

схема линейного программирования,

однако рас­

чет

с ее помощью исключает календарное

планирова­

ние работ. Результаты расчета передаются на этап 10. Этап 10. Подготавливаются альтернативные предло­ жения для высшего уровня системы по корректировке плана цеха на основании проведенных оптимизацион­ ных расчетов. Таких предложений может быть, по край­

ней мере, два. Одно из

них — запрос о выдаче

мини­

мально необходимых ресурсов для устранения

рассог­

ласования фактического

объема

работ с плановым, а

второе — просьба об исключении

некоторого

объема

работ из плана и о выполнении максимального объема работ, полученного на этапе оптимизации и отличающе­ гося от планового ( в том случае, когда дополнитель­ ные ресурсы не могут быть переданы цеху). Подготов­ ленные предложения передаются высшему уровню сис­ темы управления производством (этап 11) для приня­ тия окончательного решения.

Этап И. На высшем уровне системы корректируют планы завода на основании полученных от цехов аль­

тернативных предложений. Если с точки

зрения высше­

го уровня такого рода корректировка

нежелательна,

управление передается в подсистему сбора и обработки информации. В противном случае (при возможности принятия решения о коррекции плана) управление пе­

редается на этап

12 стадии

оперативного

управления

для

рассмотрения

вопроса о

выделении

дополнитель­

ных

ресурсов.

 

 

 

Этап 12. Рассматривается вопрос о выделении тре­ буемого количества ресурсов. Если завод в состоянии удовлетворить потребности цехов в ресурсах, то пос­

ледние выделяются, и управление передается на

этап

1.

В противном случае управление передается на этап

13.

Этап

13.

Разрабатывается сводная

модель

произ­

водства

завода на основании

данных, полученных

от

цехов. В качестве модели может служить

либо

имита­

ционная

статистическая модель, либо (для случая еди­

ничного

или

мелкосерийного

производства)

многосете­

вая модель,

рассмотренная

ранее на

стадии

годового

планирования.

 

 

 

 

 

 

Этап 14. Разрабатывается задание на оптимизацию

сводной модели по времени. Дело в

том, что ресурсы,

имеющиеся

в распоряжении

завода,

как

правило,

ог­

раничены и

необходимо проверить,

может

ли

быть

устранено рассогласование фактического и планового

хода производства при

наличных

ресурсах

в оставшее­

ся время. Оптимизация

сводной

модели

производства

завода по времени проводится на этапе 15. Результаты расчета передаются на этап 16.

Этап 16. Высшим уровнем системы управления сравнивается полученное оптимальное время для ус­ транения рассогласования в срок Г0 пт с оставшимся до

конца

планового периода временем

ТПЛ.

Если Г 0

п т ^

^ Т п л ,

то управление передается на

этап

17 для

кор-

рекции

планов завода

и цехов. В

противном

случае

(7, 0 пт>7'пл и план не может быть

выполнен

своевре­

менно)

управление

передается

на

этап

19 для опти­

мального

распределения

ресурсов,

требуемых

для

вы­

полнения

плана.

 

 

 

 

 

 

 

Этап

17. Корректируются

годовые,

квартальные

и

месячные планы завода и цехов на

основании

резуль­

татов

оптимизации

по

времени.

Скорректированные •'

планы передаются па следующий этап стадии опера­ тивного управления — уровень управления цехами.

Этап 18. Службы цеха доводят до ответственных исполнителей результаты корректировки планов, после чего управление передается подсистеме сбора и обра­ ботки информации для выполнения последующих оп­

росов

системы.

 

 

 

Этап

19. Разрабатываются

задания

на

оптимиза­

цию сводной модели завода по

ресурсам.

После того

как на этапе 15 выявилось, что

невозможно

выполнить

план

в

оставшееся время, определяется

дополнитель­

ное количество ресурсов, необходимое для выполнения

плана

в

срок.

 

 

 

 

 

 

Этап 20. В ИВЦ завода производится оптимизация

сводной

модели

завода

по

ресурсам.

Оптимизация

производится

либо на

многоцелевой сетевой

модели

(для

случая

единичного

или

мелкосерийного

произ­

водства), либо на

комплексной статистической

модели

завода

(для

случая крупносерийного

или массового

производства). Необходимо отметить, что использова­ ние сетевых моделей, как правило, связано с меньшим объемом вычислений, однако результаты, полученные на этих моделях, менее точны, нежели полученные на основе статистических имитационных моделей. Приме­

нение комплексных статистических

моделей завода

требует использования

мощных

 

ЭВМ с

быстродей­

ствием свыше 100 тыс. операций

в

секунду.

 

В результате расчета определяется минимально не­

обходимое количество

ресурсов

Rmin для

устранения

рассогласований между плановым и фактическим объе­ мами работы в плановый срок. После проведения рас­ чета управление передается на этап 21.

Этап 21. Разрабатывается задание на оптимизацию сводной модели по объему работ. Цель оптимизации за­ ключается в определении максимального объема работ,

который может быть выполнен в оставшийся до окончания планового периода срок при имеющихся в наличии ресур­ сах. В качестве модели для нахождения оптимального решения может быть выбрана либо модель линейного

программирования

(для случая

детерминированного

производства), либо

комплексная

статистическая

мо­

дель завода. С помощью последней

задача

может быть

решена

методом

последовательных

приближений.

 

Этап 22 заключается в решении

на И В Ц завода

за­

дачи по

оптимизации

общих объемов работ

для

завода

в целом на основе данных предыдущего этапа

(методи­

чески этап 22 аналогичен этапу 9).

 

 

 

 

Этап

23. Разрабатываются предложения

по

коррек­

тировке плана завода. В основу этих предложений за­

кладываются

результаты решения оптимальных задач

£0 и 22 этапов. При разработке предложений должны

быть учтены

дополнительные возможности завода, ко­

торые по тем или иным причинам не могли быть зало­ жены в модели оптимизации. В этом смысле данный этап является сглаживающим звеном, позволяющим устранить накопленные ошибки, возникающие на раз­ личных этапах функционирования оперативного управ­ ления. Следует заметить, что такие контролирующие

звенья необходимы

во всех

моделях,

представляющих

стохастическую

сложную

систему.

 

 

 

После

принятия окончательного решения

управле­

ние передается либо на этап 25, либо у ВДО

запраши­

ваются дополнительные

ресурсы. Управление

передает­

ся на этап 25 в том случае, если выявится

дополнитель­

ная возможность,

позволяющая

обойтись

без запроса у

ВДО

добавочных

ресурсов,

или если

сроки

поступле­

ния

добавочных

ресурсов

не

позволят

устранить от­

ставание. Во всех остальных случаях запрос

посыла­

ется

ВДО,

в

результате

чего

возможны

два ответа:

а) запрошенные ресурсы выделяются частично или пол­ ностью; б) запрошенные ресурсы не выделяются вооб­ ще. В первом случае управление передается на этап 24, а во втором — на этап 25.

Этап 24. Производится анализ выделенных ресур­ сов. При этом возможны следующие случаи. Если вы­

деленные ресурсы полностью

соответствуют

тем,

что

были

запрошены у ВДО, то управление передается

на

4 этап

26 для разработки новых

календарных

планов

на

основе оптимального решения этапа 20. Если же ресур­ сы, выделенные ВДО, не соответствуют запрошенным или частично обеспечивают план, то управление пере­ дается на этап 27 для разработки задания на оптими­ зацию сводной модели по общим объемам работ.

Службы высшего уровня разрабатывают на этапе 25 календарный план завода на основе решения опти­ мальной задачи этапа 22, после чего управление пере­ дается на этап 18.

Этап 26. Высший уровень системы разрабатывает календарные планы завода на основе полученного на этапе 20 решения оптимальной задачи, после чего уп­ равление передается на этап 18.

Задание на оптимизацию сводной модели завода с

учетом выделенных

ВДО ресурсов

разрабатывается

на этапе 27.

В этом

случае

необходимо

определить

максимальный

объем

работ,

который

будет

выполнен

к концу планового периода, если учесть получение до­ бавочных ресурсов. Сформированное задание переда­ ется на этап 22 для оптимизации.

Функционирование на стадии сбора и обработки информации. Рассмотрим блок-схему функционирова­ ния системы управления на стадии сбора и обработки информации.

Этап 1. Формируются и размножаются детализиро­ ванные плановые документы, характеризующие объе­ мы и номенклатуру работ, выполняемых во всех произ­ водственных подразделениях на текущий плановый пе­

риод. Одновременно

производится расчет

интеграль­

ной

кривой

V n n ( 0

выполнения

плановых

работ,

ис­

пользуемой

на последующих этапах.

 

 

 

Этап 2. Определяются точки опроса и точки контро­

ля

производственной системы.

Следует отметить,

что

организация непрерывного опроса системы практически нереализуема для большинства производственных сис­ тем дискретного типа. Эффективный выбор интервалов опроса и контроля системы состоит в том, чтобы не пе­ регрузить каналы переработки и передачи информации (в частности, и аппарат управления), излишними объе­

мами сводок

при слишком частых опросах системы и

не допустить

потери точности и достоверности наиболее

важной информации при слишком больших интервалах контроля.

4. Д . И. Голенко

49

Соседние файлы в папке книги из ГПНТБ