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

Введение в теорию систем

.pdf
Скачиваний:
48
Добавлен:
28.02.2016
Размер:
2.44 Mб
Скачать

Выбор оптимальной величины интервала опережения ТτН должен производиться по критерию минимума общих дополнительных затрат,

зависящих от величины интервала опережения:

 

min ЗО = Σ (ЗС+ ЗП+ ЗМ),

(5.3)

где ЗС – затраты складирования, ЗП – затраты

производства, ЗМ

затраты на монтаже.

Конкретный результат решения задачи зависит от многих факторов: стоимости аренды земли под склад, уровня зарплаты участников процессов, стоимости оборудования, потерь от замедления оборачиваемости и т.д.

Данная задача при стабильных условиях может решаться

ежеквартально, а

при нестабильных

условиях – по мере возникновения

непредвиденных

факторов.

 

 

 

 

 

 

Затраты

ЗО = Σ(ЗС+ ЗП+ ЗМ ) - общие затраты

 

 

 

 

 

 

 

ЗС

затраты складирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗП

затраты производства

 

 

 

 

 

ЗМ

затраты на монтаже

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тτ - величина интервала опережения

 

ТτН

 

 

 

 

Рис.5.6 – Ситуация с выпуклой функции ЗО τ )

Студент должен понять,

что при найденном оптимальном варианте

интервала опережения каждое из рассмотренных подразделений предприятия будет иметь больше затрат, чем в варианте локальной оптимизации для своего подразделения, но суммарные затраты всех подразделений будут меньше. Следовательно, для системы компромиссное решение всегда лучше, чем совокупность оптимальных локальных решений по отдельным подразделениям.

 

На рис.5.7-5.9 проиллюстрированы ситуации определения величины

ТτН

для линейных функций изменения затрат в зависимости от

140

общая прибыль

продолжительности интервала опережения. В ситуации рис.5.7 затраты производства и монтажа снижаются быстрее, чем увеличиваются затраты складирования. Ситуация, показанная на рис.5.8, отражает противоположный вариант, когда затраты производства и монтажа снижаются медленнее, чем увеличиваются затраты складирования. В ситуации рис.5.9 общие затраты не изменяются при увеличении ТτН .

Затраты

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗО = Σ(ЗСМ+ ЗП)- общие затраты

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗС затраты складирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗПМ – снижение затрат ЗПМ

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗПМ – затраты производства и монтажа

С

 

С

 

 

 

Т

Н

Тτ интервал опережения

 

 

 

 

τ

 

 

 

 

З

– увеличение затрат З

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.7 – Ситуация снижения ЗО при увеличении Тτ .

Затраты

общая прибыль

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗО = Σ(ЗСМ+ ЗП)- общие затраты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗС

затраты складирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗПМ увеличение затрат ЗПМ

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗПМ – затраты производства и монтажа

ТτН

С

снижение затрат З

С

Тτ

- интервал опережения

 

З

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.8. – Ситуация роста ЗО при увеличении Тτ .

Затраты

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗО = Σ(ЗС+ ЗПМ) - общие затраты

 

 

 

 

 

 

ЗС

затраты складирования

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ЗПМ – затраты производства и монтажа

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Тτ - интервал опережения

 

Рис. 5.9. Ситуация, когда ЗО не зависит от Тτ .

141

Из рассмотренного можно сделать следующие выводы:

1.Если каждое подразделение будет поступать независимо, исходя только из своих интересов, то общий эффект будет ниже. Выгоднее - договориться, согласовав свои действия и решив вопросы распределения получаемой общей прибыли от оптимального решения.

2.Кроме плюсов - уменьшение простоев на монтаже и на заводе вследствие увеличения интервала опережения, всегда появляются и минусы - увеличение затрат, связанных с обеспечением запасания.

3.Приведенные примеры подтверждают известный в кибернетике закон, что оптимизация функционирования отдельных подсистем дает худший результат, чем оптимизация функционирования системы в целом. В свое время руководитель разработки операционных систем для компьютеров IBM Р.Брукс не позволял программистам оптимизировать свои программы по критериям максимума быстродействия и минимума занимаемой памяти, так как это приводило к ухудшению характеристик всей системы программ.

4.Надо помнить, что сам по себе оптимальный план не гарантирует рассчитанного результата без мотивации персонала к его выполнению.

5.Режим планирования с опережением является разновидностью упреждающего планирования, когда надо не только определить будущую потребность, но и обеспечить возможность ее удовлетворения.

5.7. СИСТЕМА ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИЗДЕЛИЙ ПРИ НЕСТАБИЛЬНОЙ ДИНАМИКЕ ПОТРЕБЛЕНИЯ

Если суммарная потребность объектов в изделиях изменяется случайным образом, в зависимости от складывающихся ситуаций, т.е. когда динамика потребления является нестабильной, поддержка нормативного запаса изделий на складе { ННtk } не гарантирует проектное опережение завода относительно монтажа.

Изменение интервала опережения относительно его нормативной величины приведет, как это было показано в предыдущем разделе, к дополнительным затратам на производство изделий и, возможно, к простоям

142

на монтаже из-за отсутствия требуемых изделий. В этом случае нужно при планировании определять реально имеющееся опережение завода и поддерживать такой изменяемый запас изделий на складе, который будет ситуационно обеспечивать не нормативное количество изделий на складе, а

требуемый нормативный интервал опережения ТτН.

В условиях нестабильной динамики потребления скоординированное планирование производства и монтажа осуществляется в 3 этапа:

Этап 1. Определение интервалов опережения.

Этап 2. Планирование производства изделий по интервалам опережения. Этап 3. Планирование суточного производства изделий.

5.7.1. Этап 1. Определение интервалов опережения. Определение

нормативного ТτН интервала опережения рассмотрено в разделе 5.6. Определение начального интервала опережения ТτО осуществляется на основе заданной потребности монтажа в изделиях. Она последовательно

суммируется по суткам по каждой марке и сравнивается с имеющимся запасом изделий на складе, пока не превысит величину запаса. Интервал опережения определяется по изделию с минимальным количеством суток обеспеченности потребности в нем имеющимся запасом. В табл.5.7 показана потребность монтажа в изделиях марок а1 и а2 по суткам и суточная мощность агрегата, производящего изделия этих марок с переналадкой в шт.

Таблица 5.7 –

Определение интервала опережения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Показатели

 

 

31

1

2

3

4

5

6

1.Потребность а1

6

 

7

3

5

3

6

 

 

а2

2

 

3

6

2

7

2

 

2.Мощность а1/a2

9

 

9

9

9

9

9

 

3.Расход

а1

16-6=10

10-7=3

3-3=0

14-5=9

9-3=6

6-6=0

 

запаса

а2

11-2=9

9-3=6

6-6=0

11-2=9

9-7=2

2-2=0

 

4.План с

а1

9

 

5

-

 

 

 

 

опережением

 

-

 

Пер

7

 

 

 

 

 

а2

 

 

4

 

 

 

 

 

5. План со

а1

7

 

3

5

3

6

5

 

слежением

 

Пер

Пер

Пер

Пер

Пер

Пер

 

 

а2

2

Деф

6

3

6 Деф

2

3

 

143

На начало 31-х суток имеется накопленный запас изделий марки а1 - 16 шт., и марки а2 – 11 шт. В строке 3 показано, как будет расходоваться этот запас по суткам. Очевидно, что его хватит на трое суток - 31, 1 и 2-го числа, в течение которых следует производить изделия, требуемые на монтаже в последующие сутки (3, 4 и 5-е число). Следовательно, в эти сутки завод может планировать производство изделий, минимизируя число переналадок агрегата с выпуска одной марки на выпуск другой марки.

В строке 4 показано, что на 31 и 1-е число запланирован выпуск на агрегате изделий марки а1, затем, после переналадки агрегата выпуск изделия марки а2. Из строки 3 видно, что созданный запас обеспечит бесперебойную работу на монтаже 3-е суток: 3, 4 и 5-го числа. Для сравнения в строке 5 показан вариант планирования в следящем режиме. В этом случае потребуется 6 переналадок, и 2 раза будет возникать дефицит (нехватка) изделия марки а2.

Увеличить начальный интервал опережения невозможно, так как имеется только то, что есть на складе. Возможные продолжительности последующих интервалов опережения зависят от соотношения суммарных потребностей в изделиях этих марок по суткам после предыдущего интервала, и возможностей производства (мощности агрегатов).

По возникающим ситуациям следует принимать следующие решения:

1.При Тτ > ТτН , а также при Σ Пtk > Мτkf , необходимо уменьшать интервал опережения.

2.При Σ Пtk < Мτkf и Тτ < ТτН необходимо выбирать потребность в изделиях следующих за интервалом суток и дополнительно загружать агрегаты до полного использования производительности агрегатов, создавая запас изделий и увеличивая интервал опережения до нормативной величины.

Аналогичные действия производятся и для последующих интервалов. При этом у разных марок изделий в общем случае будут отличающиеся величины Тτ .. Поэтому комплектный запас должен определяться по изделиям с наименьшею продолжительностью интервала. Надо усвоить, что

144

требуемый комплект изделий, обеспечивающий автономность монтажа в течение интервала опережения, набирается только к его концу.

Помимо комплектного запаса изделий формируется и страховой запас изделий, который должен компенсировать возможные сбои при производстве, складировании, отгрузке, перевозке и монтаже. Он определяется с учетом статистических характеристик сбоев.

5.7.2. Этап 2. Планирование производства партий изделий по интервалам опережения. Задача планирования решается в следующей

постановке:

Сформировать для каждого интервала опережения план выпуска {{B τk }} для заданной суммарной потребности в изделиях соответствующего интервала монтажа {{Пtk}}, чтобы удовлетворялись следующие ограничения по каждой марке изделий:

1.План выпуска должен обеспечивать запас изделий Нτ+1k,

соответствующий заданной потребности Пτ+1k

следующего

интервала,

которая является суммой его суточных потребностей Пtk:

 

B τk ≥ Нτ+1 k ≥ Пτ+1k = Σ Пtk: t (τ+1).

(5.4)

2. План загрузки агрегатов должен определяться величиной Мτkf , являющейся суммарной производительностью агрегатов, выпускающих изделия заданной марки, т.е. план выпуска не должен превышать суммарной, в интервале опережения, производительности соответствующих агрегатов:

B τk ≤ Мτkf .

(5.5)

Критерий оптимальности:

 

min │ Тτ ТτН

(5.6)

Это означает, что при Тτ < ТτН необходимо загружать агрегаты сверх потребности для создания дополнительного запаса и, таким образом, сокращая разницу │ Тτ ТτН .

Пример планирования по интервалам опережения для данных табл.5.7 показан в табл.5.8.

145

Таблица 5.8 –

Планирование по интервалам опережения (в шт.)

Показатели

 

 

31, 1, 2

3, 4, 5

1.Потребность а1

 

6+7+3=16

5+3+6=14

 

а2

 

2+3+6=11

2+7+2=11

2.Мощность а1/a2

 

9×3=27

9×3=27

3.План на

а1

 

16

14

интервал

а2

 

11

11

5.7.3. Этап 3. Планирование суточного производства изделий в интервале опережения

Постановка задачи. Сформировать такие суточные планы {{ Btkf }} для каждого f – го агрегата с учетом его исходного состояния на начало суток, чтобы выполнялись следующие ограничения:

1. По суммарному выпуску за интервал: Суммарный выпуск по суткам интервала должен обеспечивать выполнение плана выпуска на интервал в целом: ΣBtkf B τk .

2. По нормативной суточной производительности агрегатов: Суточные планы загрузки не должны превосходить величину нормативной суточной производительности агрегатов по каждой марке изделий: Btk f ≤ Мtkf .

Критерий оптимальности: Минимум затрат на производство изделий. Для этого надо определить размеры партий изделий с минимумом переналадок агрегатов. Цель этого этапа – выполнение плана по заданному интервалу опережения в целом. При планировании надо стремиться сократить разность между реальной производительностью агрегатов, учитывающей простои агрегатов при переналадке, простои в ожидании их обслуживании подъемными устройствами и т.д., и максимально возможной производительностью (по паспорту агрегата), полностью загружая, если это необходимо, агрегаты. Для увеличения загрузки агрегатов небезразличен порядок (очередность) выбора агрегатов при формировании плана выпуска

по каждой марке изделия.

Так, если вначале распределять заданную потребность в изделиях по универсальным агрегатам, а затем по специализированным агрегатам, то

146

может оказаться, что не вся потребность будет распределена, и в то же время не все агрегаты будут загружены.

Это связано с тем, что при загрузке агрегата выпуском изделий одной марки исключается возможность производства на нем другой марки. А при этом может оказаться незагруженным специализированный агрегат, который может производить первую марку, и отсутствовать агрегат для второй марки.

Чтобы по возможности не допускать этого, надо вначале загружать агрегаты, специализированные под определенные марки, а потом загружать универсальные агрегаты, причем в порядке увеличения степени их универсальности (на 2, 3 и т.д. марки изделий).

Для минимизации затрат при планировании производства партий изделий надо учитывать удельные затраты изготовления изделия определенной марки на том или ином агрегате и загружать в первую очередь те агрегаты, где эти затраты будут меньше.

Пример планирования для этапа 3 приведен в табл.5.6.

На рис.5.10 представлена общая схема планирования производства изделий при нестабильной динамике их потребления.

КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ

1.Каковы условия отгрузки, перевозки и разгрузки изделий?

2.Указать требования к системе управления в реальном времени.

3.Каковы дополнительные ограничения надо учитывать при планировании процессов в реальном времени, и каковы критерии выбора решений?

4.Нарисовать схему управления с использованием часовых графиков работ.

5.Каковы сущность и недостатки следящего и упреждающего режимов координации управления? Проиллюстрировать схемами.

6.Сущность режима координации с опережением производства изделий.

7.Сформулировать постановку планирования производства изделий при стабильной динамике их потребления.

8.Как обеспечить минимизацию переналадок оборудования?

147

9.Как определить нормативный интервал опережения производства изделий?

10.Указать этапы планирования производства изделий при нестабильной динамике их потребления.

11.Как определяются начальный и последующие интервалы опережения?

12.Сформулировать постановку планирования производства изделий по интервалам опережения.

13.Сформулировать постановку суточного планирования производства изделий в заданном интервале опережения.

14.Нарисовать схему планирования производства изделий при нестабильной динамике потребления.

 

 

 

 

ЗС , ЗП, ЗМ

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 1. Определение величин

 

 

нормативного ТτН и начального ТτО

 

 

интервалов опережения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

ТτН

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Планирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{{ Пtk }}

 

ТτО

ресурсов

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{Нt k }

 

 

Учет движения

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

изделий на складе

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 2. Планирование

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

производства партий изделий

 

 

 

{{ Мτkf }}

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

по интервалам опережения.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

{{ M tk f }}

 

 

 

 

 

 

 

 

{{B τk }}

{{B τk }}

 

 

 

 

 

{Тτ }

 

 

 

 

 

 

 

 

Этап 3. Планирование производства изделий

{{Btkf }}

по суткам внутри интервала опережения

 

 

 

 

 

 

 

 

Рис. 5.10 – Схема задач планирования производства при нестабильной динамике потребления

148

Раздел 3. ТЕОРЕТИКО-МНОЖЕСТВЕННЫЕ КОНСТРУКТЫ ДЛЯ ТЕОРИЙ ОРГАНИЗАЦИОННЫХ СИСТЕМ

Предисловие С.П.Никанорова

Разработанные автором конструкты представляют для специалистов в области концептуального анализа и синтеза систем не только значительный интерес, но и являются важным научным результатом, содержащим ценные уроки. Основное достижение заключено в демонстрации возможности охватывать предметные области, работая со шкалами множеств, ступени которых содержат около двухсот базисных множеств, около девятисот булеанов и более восьмисот декартианов. Ценность полученных результатов именно и заключается в том, что впервые показано использование аппарата ступеней для таких сложных предметных областей.

Но, помимо очевидных достижений, выполненная работа дает также и ценные уроки. Они состоят, главным образом, в том, что слабо развитая теоретико-системная квалификация частных конструктов ведет к утере теоретико-системной квалификации десяти результирующих классов систем, которые остаются определенными в предметных терминах. С другой стороны, для специалистов коцептуального направления стало очевидно, что тонкая теоретико-системная дифференциация классов систем, определенных ступенями первых трех шкал множеств без мощных средств комбинаторного, но полностью контролируемого, порождения «сложных» ступеней высоких шкал множеств, не позволит представить предложенные конструкты.

Выполненная В.А. Лелюком разработка дает также урок лицам, придерживающимся взгляда, что любые предметные области могут быть определены ступенями первой, в крайнем случае, второй шкалы. Эта точка зрения является следствием состояния современной математики, которая изучает трудно понимаемые, тонкие и сложные отношения между различными математическими конструкциями, представленными в теории действительных чисел, определяемой ступенями первой шкалы.

24.6.8 С.П. Никаноров

149