Организация и планирование автоматизированных производств. Конспект лекций (тезисы) для обучающихся по направлению подготовки 15.03.04 Автоматизация т

3. ОСНОВЫ ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ

3.1. Процесс планирования

Планирование заключается в разработке и осуществлении планов развития организации, определении путей, способов и средств достижения поставленных целей. Функции планирования:

1)выявлять потребность в ресурсах;

2)ставить конкретные производственные задачи на определенный период времени и намечать пути их решения;

3)проводить четкую увязку деятельности разных звеньев производства, подразделений, организации в целом, ее согласование по количественным показателям и во времени;

4)согласовывать деятельность организации с деятельностью поставщиков, потребителей;

5)обеспечивать рост производительности труда, эффективное использование внутрипроизводственных резервов ускорения строительства, развития технического прогресса, увеличения прибыли.

К планированию предъявляются следующие основные требования: целенаправленность, конкретность, непрерывность, пополняемость, взаимосвязанность, контролируемость.

Принципы планирования определяют направление, содержание плановой деятельности в организации, предприятии. К основным принципам планирования можно отнести следующие: единство, непрерывность, гибкость, точность, участие.

Принцип единства определяет системный характер планирования, состоящего из отдельных действий для достижения общих целей:

планирование осуществляют специальные отделы организации

иподразделений, функции которых взаимосвязаны;

действия всех участников процесса планирования направлены на достижение единой цели по созданию обоснованных, реально выполнимых планов в соответствии с общей стратегией организации;

планы, разработанные в организации, представляют собой взаимосвязанную систему.

Принцип непрерывности заключается в следующем:

процессы планирования в организациях должны осуществляться постоянно;

21

 планы должны быть взаимосвязаны во временных отрезках по горизонтали и иметь вертикальные связи от организации до подразделений и непосредственных исполнителей производственного процесса.

Принцип гибкости взаимосвязан с принципом непрерывности и заключается в способности процесса планирования в случае необходимости менять свою направленность. В планы могут вводиться коррективы с учетом изменяющихся внутренних и внешних условий деятельности организации. Показатели планов должны быть рассчитаны в определенных пределах значений от больших к меньшим.

В соответствии с принципом точности планы должны быть конкретизированы и детализированы с учетом изменений внутренних и внешних условий деятельности организации.

Принцип участия связан с принципом единства и означает, что каждый работник организации, независимо от занимаемой должности и выполняемой функции, становится участником плановой деятельности.

Принцип координации состоит в увязке объемов работ и времени их выполнения общестроительными организациями — генеральными подрядчиками и специализированными субподрядными организациями.

Принцип пропорциональности предусматривает соответствие производительности рабочих основного производства с достижениями вспомогательных производств организации.

Принцип параллельности (поточности) обеспечивается разработ-

кой календарного плана с одновременным выполнением отдельных процессов производства, что приводит к сокращению производственного цикла, равномерной загрузке участников производства [4, 6].

Различают стратегическое, тактическое и оперативное планирование.

Стратегическое планирование — это процесс выбора целей функционирования организации, направленных на достижение эффективных результатов деятельности. Стратегия направлена на поддержание конкурентоспособности и перспективного развития организации, ее подразделений. Стратегические решения вырабатывают с учетом средств и способов достижения поставленных целей, возможностей увеличения мощности организации путем изменения технологии, определения новых направлений деятельности, оптимального распределения материальных, трудовых и финансовых ресурсов.

22

Тактическое планирование связано с выработкой решений по достижению поставленных целей, обеспечению взаимной увязки, сбалансированности показателей производственно-хозяйственной и финансовой деятельности организации на более короткие по сравнению с перспективным планированием периоды времени: год, квартал, оперативные периоды (месяц, декада, неделя, сутки).

Оперативное планирование обеспечивает контроль успешного выполнения производственной программы на коротких промежутках времени: от часа до квартала [13].

3.2. Сетевое планирование и управление производством

Цель применения сетевого планирования и управления (СПУ) заключается в разработке оптимального или достаточно близкого к нему плана, обеспечивающего увязку во времени и пространстве выполняемых работ, в наилучшем использовании ресурсов, а также в эффективном управлении процессом реализации этого плана.

Взаимосвязь и последовательность выполнения строительномонтажных работ (СМР) в соответствии с принятыми технологиями и организационными методами могут быть отражены в организационнотехнологических моделях, содержащих необходимую информацию — данные об объемах и календарных сроках выполнения работ. В качестве организационно-технологических моделей в строительстве широко применяются линейные календарные графики в виде ленточных диаграмм (графики Гантта). На графике отображаются номенклатура и объем работ, сроки выполнения, численный состав исполнителей, сметная стоимость и другая информация. Однако при строительстве крупных (сложных) объектов с помощью графиков Гантта невозможно осуществлять следующие действия: обоснованно планировать многочисленные взаимосвязи элементов производства; выбирать оптимальный вариант продолжительности выполнения всей программы; использовать резервы и оперативно корректировать их в ходе строительства.

Для преодоления недостатков используются сетевые графики (модели). Сетевая модель — ориентированный граф, состоящий из вершин и дуг. Основные элементы сетевой модели — работа или операция. Последовательность выполнения работ обозначена стрелками, кружками обозначаются события. Информация, отражающаяся на сетевой модели, представлена на рис. 1.

23

Алгоритм примера расчета сетевой модели для операции монтажа, наладки контрольно-измерительных приборов и автоматики представлен в [17].

3.3. Бизнес-планирование проектов по автоматизации

Бизнес-планирование предполагает учет не только производствен- но-экономической, но и предпринимательской стороны деятельности организации. Бизнес-планы в определенной мере выполняют функцию рекламы, так как по ним потенциальные заказчики могут решать, иметь ли им дело с данной организацией или нет.

Производственно-экономическое планирование охватывает про-

изводственную и связанные с ней экономическую и социальную стороны деятельности строительной организации, не затрагивая ее предпринимательской части. Его можно разделить на два направления:

планирование деятельности организации в целом;

планирование работ по конкретному объекту или комплексу объектов

Цели работы компаний — поиск оптимальных решений для организации своего бизнеса, экономии средств, повышения эффективности

идохода компании. Конкурентоспособность организации напрямую зависит от эффективности используемых бизнес-процессов (БП), точности и прозрачности их построения. Деятельность таких компаний, связанную с подготовкой и внедрением проектов по автоматизации, можно представить в виде цепочки взаимосвязанных бизнес-процес-

сов [18].

Для решения вопросов бизнес-планирования и проектирования це-

лесообразно использовать методы вероятностного сетевого моде-

лирования бизнес-процессов, связанных с подготовкой и внедрением проектов по автоматизации, как одного из наиболее эффективных способов планирования и управления деятельностью компаний. Целью данного подхода является продвижение данных проектов на рынке, т.е. повышение интенсивности выпуска готовых проектов, увеличение числа качественных проектов, снижение их стоимости и издержек, а также получение наибольшей прибыли компаниями, занимающимися разработкой проектов по автоматизации.

Основными стадиями подготовки и внедрения проектов по ав-

томатизации являются: формирование требований к будущей автоматизированной системе (АС), разработка концепции АС, подготовка

25

технического задания, разработка эскизного проекта, создание технического проекта, оформление рабочей документации, ввод в действие и сопровождение АС. В зависимости от специфики АС и условий ее создания допускается исключение или объединение отдельных стадий, последовательное, а также параллельное их выполнение и включение новых этапов.

Взаимосвязь и последовательность выполнения работ в соответствии с вышеуказанными стадиями отражаются на вероятностной сетевой модели. По результатам проведенного моделирования можно приступать к оптимизации бизнес-процессов.

С помощью вероятностного сетевого планирования можно представить различные бизнес-операции, которые в реальности могут иметь неопределенную продолжительность: заключение договоров, согласование документации по различным вопросам как внутри, так и между отделами компании, операции, связанные с поставками оборудования, а также с информационной поддержкой бизнес-плана с использованием персональных компьютеров и сетей связи. В этом классе сетевых моделей присутствуют вероятностные временные оценки. Наиболее полный способ описания модели состоит в задании для каждой операции функции распределения ее случайной продолжительности. На практике используется упрощенная модель, по которой вместо искомых функций распределения наступления нулевых и конкретных событий определяются лишь некоторые их числовые характеристики — среднее значение (математическое ожидание) и дисперсия.

Далее рассматривается составленный вероятностный сетевой график, охватывающий основные стадии подготовки и внедрения проектов по автоматизации, проводится расчет основных характеристик вероятностной сетевой модели, который позволяет определить вероятность выполнения операций в заданные директивные сроки.

Для проведения исследования необходимо:

1) выявить существующие бизнес-планы и зафиксировать в форме модели «как есть»;

2) применить многокритериальный подход к решению данной задачи;

3)в полном объеме учесть возможные последствия, недостатки и преимущества решений по оптимизации;

4)учесть естественное сопротивление со стороны исполнителей и выработать тактические меры по предупреждению негативной реакции.

26

Исходя из этого, в лекции предлагается рассмотреть методику оптимизации БП компании [18]:

детальное обследование объекта (предприятия, компании); проведение комплексного технико-экономического анализа;

определение существующих БП, их исследование и описание;

анализ эффективности БП компании;

проведение SWOT- и PEST-анализа;

построение модели «как есть», а также построение и расчет вероятностной сетевой модели «как есть»;

выработка рекомендаций по совершенствованию БП с учетом возможностей последующей автоматизации;

построение новой модели «как надо» («как будет»), разработка плана ее внедрения, а также построение и расчет вероятностной сетевой модели «как надо»;

консультационная поддержка изменений.

Использование вероятностных сетевых моделей и графиков при организации подготовки и внедрения проектов по автоматизации позволит компании получить оптимальный или достаточно близкий к нему план, обеспечивающий рациональную увязку во времени и пространстве выполняемых работ при условии их неопределенной продолжительности, а также поможет обеспечить эффективное управление процессом реализации этого плана. Результатом применения вероятностного сетевого планирования и управления является решение важных для современных компаний задач: обеспечение четкой работы всех отделов компании, уменьшение времени подготовки и внедрения проектов по автоматизации, повышение производительности труда работников, снижение трудозатрат и издержек производства, увеличение прибыли компании, продвижение проектов автоматизации.

3.4.Гибкие автоматизированные производства

иробототехнические системы

Гибкая автоматизированная система (ГПС) — это система,

предназначенная для реализации различных конструктивно и технологически сходных операций без непосредственного участия человека (автоматически) либо с участием оператора. Составными подсистемами ГПС являются: технологическая, транспортно-накопительная, инструментального обслуживания и автоматизированного управления с помощью ЭВМ.

27

Основа ГПС — это гибкая технологическая система (ГTC), ко-

торая представляет собой совокупность автоматизированного оборудования, являющегося частью производства.

Гибкое производство — это технологическое оборудование, оснащенное манипуляторами или роботами для загрузки-выгрузки элементов производственного процесса. Главная особенность ГПМ — возможность работы без участия человека и способность встраиваться в систему более высокого ранга. Гибкая линия состоит из нескольких модулей, оборудованных транспортной и инструментальной системами и управляемых микро-ЭВМ.

Гибкий участок — разновидность ГПЛ; он отличается составом и взаимозаменяемостью технологического оборудования и видом транспорта. Гибкие модуль, линия, участок, представляющие собой самостоятельные производственные подразделения с взаимосвязанным технологическим оборудованием, являются основными звеньями для построения гибких производств более высокого порядка (цеха, завода).

Транспортно-накопительная подсистема представляет собой совокупность автоматизированных складов заготовок и деталей, накопителей у оборудования с автоматической загрузкой-выгрузкой и автоматических транспортных средств, служащих для перемещения обрабатываемых предметов со склада к оборудованию и обратно (роботытележки, конвейеры, рольганги и т.д.).

Подсистема инструментального обслуживания включает скла-

ды инструментов и приспособлений, отделение подготовки инструмента к работе (заточки, сборки, комплектации и т.п.) и гибкую автоматизированную систему установки, снятия и перемещения инструмента со складов и обратно.

Подсистема автоматизированного управления — это комплекс технологических средств с ЭВМ, способных воспринимать информацию от автоматизированных систем предприятия: АСУП (календарные планы-графики), САПР (чертеж детали), АСТПП (технологический процесс обработки и контроля детали), а также преобразовывать ее с помощью управляющих программ и передавать команды непосредственно исполнительным органам оборудования всех подсистем ГПС.

Таким образом, в ГПС функционируют два потока ресурсов: материальный и информационный. Материальный поток обеспечивает: выполнение всех основных и вспомогательных операций производственного процесса; реализацию логистических операций; настройку и наладку оборудования; контроль обработки и состояния инструмента;

28

уборку производственных площадей. Информационный поток — очередность, сроки и количество реализуемых операций, предусмотренных планами работы ГПС; передачу программ реализации исполнительным органам оборудования, программ работы роботов, установочных и перекладочных механизмов, программ обеспечения исходным материалом, инструментом, вспомогательными материалами, программ управления всем комплексом и учета его работы; групповое управление объектами автоматизации, транспортно-накопительными механизмами, системой инструментального обслуживания.

Экономическая эффективность ГПС непосредственно связана с социальной составляющей. При этом определяющими факторами экономии при замене универсальных механизмов являются рост производительности оборудования и труда и, как следствие, высвобождение большого количества оборудования и персонала, а также возможность работы ГПС в третьи смены и выходные дни по безлюдной технологии. Следует учитывать и возможность использования высвобождаемых работников в условиях нехватки трудовых ресурсов и на других производствах.

Главным недостатком ГПС является их высокая стоимость — на один-два порядка выше стоимости универсального оборудования.

Расчет эффективности применения ГПС приведен в [5, 20]. Изучение методов расчета эффективности применения ГПС осуществляется на практических занятиях.

На предприятиях стройиндустрии роботизация технологических процессов может осуществляться как комплексно — на производственной линии, участке, в цехе, так и локально — на отдельных постах, переделах, операциях. В настоящее время манипуляторы и роботы в основном внедряются на отдельных операциях с целью ликвидации узких мест в технологическом процессе и исключения тяжелого физического и монотонного труда. Для реализации этих систем требуются значительные капитальные затраты, что сдерживает широкое внедрение роботов в рассматриваемой сфере. Повышение эффективности внедрения средств робототехники связано с необходимостью комплексного решения вопросов автоматизации и роботизации технологических линий и участков, применения типовых решений, что значительно снижает стоимость внедрения.

Примеры использования роботизированного технологического комплекса для окрасочных работ приведены в источниках [10, 15, 20].

29

Вопросы для контроля

1.В чем заключается процесс планирования на предприятии?

2.Чем отличаются тактическое и стратегическое планирование?

3.В чем особенность механизма стратегического планирования?

4.Что такое оперативное планирование? Как оно осуществляется?

5.Какие системы планирования ресурсов предприятия сущест-

вуют?

6.В чем заключается сетевое планирование и управление производством?

7.Какие можно назвать организационно-технологические модели управления?

8.Перечислите особенности графических моделей и правила их построения.

9.Назовите шаги алгоритма расчета сетевой модели.

10.Приведите примеры построения и расчета сетевых моделей.

11.Какие выделяют операции монтажа и наладки КИПиСА?

12.Как осуществляется бизнес-планирование проектов по автоматизации?

13.Что такое вероятностные сетевые модели?

14.Как проводится исследование характеристик вероятностной модели?

15.Что представляют собой ГПС?

16.Какие потоки ресурсов функционируют в ГПС?

17.С чем связана экономическая эффективность ГПС?

18.Как осуществляется роботизация технологических процессов?

19.Для чего используются роботизированные технологические комплексы в строительстве?

30