Инструментальное обеспечение разработки взаимосвязанных плановых и оперативных решений в серийном непоточном производстве тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Инструментальное обеспечение разработки взаимосвязанных плановых и оперативных решений в серийном непоточном производстве"

На правах рукописи

Фоменко Наталья Михайловна

ИНСТРУМЕНТАЛЬНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ РАЗРАБОТКИ ВЗАИМОСВЯЗАННЫХ ПЛАНОВЫХ И ОПЕРАТИВНЫХ РЕШЕНИЙ В СЕРИЙНОМ НЕПОТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ ( на примере обособленного структурного подразделения машиностроительного предприятия)

Специальность 08.00.13 - «Математические и инструментальные методы

экономики»

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

I Р<ч юв-на-Дону - 2003

Работа выполнена в Волгодонском институте (филиале) ЮжноРоссийского государственного технического университета (Новочеркасского политехнического института) на кафедре «Экономика и управление производством».

Научный руководитель - кандидат технических наук, доцент Пыряев Виктор Васильевич

Официальные оппоненты: доктор экономических наук, профессор

Емельянов Александр Анатольевич

кандидат экономических наук, доцент Кирищеева Ирина Рафаэловна

Ведущая организация - Южно-Российский государственный университет экономики и сервиса

Защита диссертации состоится // ноября 2003 I. в в ауд. ггг на заседании регионального диссертационного совета ДМ 212.209.03 в Ростовском государственном экономическом университете по адресу: 344002, г. Ростов-на-Дону, ул. Б. Садовая, 69.

С диссертацией можно познакомиться в научной библиотеке Ростовского государственного экономического университета. Автореферат разослан октября 2003 г.

Ученый секретарь диссертационного совета доктор экономических наук, доцент

С Н Ефимов

/

2.до?-Д

Общая характеристика работы

Актуальность темы исследования. Одним из важнейших условий успешной деятельности предприятия является принятие правильного управленческого решения. В особо ответственных случаях ошибка в принятии решения может грозить предприятию не только потерей репутации, но и привести к экономическим потерям.

Значительное место среди управленческих решений занимают решения по планированию и исполнению производственной программы. В службе планирования предприятия или структурного подразделения на основании предложений от потребителей или, исходя из статистических данных спроса, составляется производственная программа на квартал с разбивкой по месяцам. Оперативно-календарное планирование (ОКП), то есть процесс конкретизации и распределения объемов изготовления продукции по времени и месту с учетом специфических особенностей технологии и организации производства, осуществляется как в общезаводском масштабе, так и в рамках отдельных цехов.

У руководителей различных уровней управления возникает множество ситуаций и вариантов их решений при установлении объемов производства, последовательности и срока выполнения заказов, при распределении работ по рабочим местам, при планировании и выдаче заданий подчиненным, при установлении размера обрабатываемых партий, числа рабочих мест, количества наименований параллельно обрабатываемых изделий. Решение задач усложняется воздействием случайных факторов (спросом на изготавливаемые изделия, неплановыми остановками оборудования по различным причинам и др.)

Проблеме, задачам планирования производственной программы, оперативно календарного планирования в различных аспектах посвящено огромное количество работ отечественных и зарубежных ученых, среди которых необходимо выделить работы Соколицина Г Л . Зыбариева Ю. П., Либермана Е. Г., Сладкевича Н. И , Летенко В А . Разумова И.М.,

л

Митрофанова С.П. и др. Однако существующие модели, подходы, методы, методики в данной области исследования не удовлетворяют требованиям, предъявляемым к ним не только бизнесменами, но и учеными — экономистами, поскольку многие из них не учитывают случайного характера производственного процесса, многофункциональной зависимости между планом производства и оперативно календарным планом.

В условиях жесткой конкуренции наличие инструментария, наиболее точно устанавливающего параметры производственной программы и оперативно календарного плана, является одним из главных условий выживаемости предприятия.

Объектом исследования является система управления производственными предприятиями различных форм собственности.

Предмет исследования - процессы принятия решений при планировании производственной программы и при разработке оперативно-производственного плана для обособленных структурных подразделений серийного не поточного типа производства, находящегося в стохастических условиях.

Цель диссертационной работы - разработка инструментария по повышению качества принятия решений при планировании производственной программы и разработке оперативно производственного плана в стохастических условиях в соответствии с требованиями производства и его возможностями.

Для достижения поставленной цели применительно к взаимосвязанному планированию производственной программы и разработке оперативно - производственного плана в серийном производстве в стохастических условиях необходимо было решить следующие задачи:

рассмотреть вопросы теории и практики планирования производственной программы и разработки оперативно

производственного плана в серийном производстве в стохастических условиях и установить особенности работы обособленного структурного подразделения предприятия с серийным не поточным типом производства;

разработать модель взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативно производственного плана, позволяющую определять сроки выполнения заказов с учетом имеющихся ресурсов, взаимосвязи выполняемых работ, воздействия на производственный процесс случайных факторов;

разработать имитационно-сетевую модель оперативно производственного планирования по распределению работ по рабочим местам, по установлению временных параметров работ на производственных операциях при изготовлении партий деталей, заказов при вероятностных остановках производственного процесса;

разработать модель планирования производственной программы, имеющую многокритериальный и диалоговый характер обработки информации, позволяющую осуществлять подготовку различных вариантов принятия решений в процессе планирования производственного плана;

разработать алгоритмы и программу на ЭВМ по определению плановых производственных показателей и оперативному установлению оптимального размера обрабатываемой партии деталей, количества загружаемого оборудования на производственных операциях;

установить зависимости влияния различных вариантов случайных моментов остановок и длительности простоя оборудования на временные параметры производственного процесса.

осуществить экспериментальную проверку работы моделей на примере планирования производственной программы и разработки оперативно производственного плана обособленного структурного подразделения машиностроительного предприятия серийного производства.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

- модель взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативно производственного плана в стохастических условиях;

- имитационно-сетевая модель оперативно-производственного планирования;

- методика взаимосвязанного планирования производственной программы и оперативно производственного плана в стохастических условиях;

- практическая реализация моделей и методики в условиях обособленного структурного подразделения ОАО «ЭМК-Атоммаш».

Теоретической и методологической основой исследования явились труды российских и зарубежных ученых по рассматриваемой проблеме, материалы конференций, статьи в сборниках научных трудов и периодической печати по проблемам, относящимся к темам исследования. В качестве инструментария для решения поставленных задач использовались основные положения имитационного и сетевого моделирования, теории вероятности и математической статистики, а также современные программные средства.

Эмпирическую базу исследования составили данные, собранные по первичным документам, имеющиеся в службе механика, в планово-раздаточном бюро, в управлении по закупкам материалов и оборудования, а также по наблюдениям за ходом производственного процесса ОАО ЭМК "Атоммаш".

Работа выполнена в рамках паспорта специальности 08.00.13 "Математические и инструментальные методы в экономике" п.2.2. «Конструирование имитационных моделей как основы экспериментальных машинных комплексов и разработка моделей экспериментальной экономики... ", п. 2.3. Разработка систем поддержки и принятия решения..."

Научная новизна результатов исследования. Научная новизна состоит в следующем:

- разработана модель взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативно производственного плана, отличающая от существующих моделей объективностью причинной связи, позволяющая определять сроки выполнения заказов при планировании производственной программы с учетом имеющихся ресурсов, взаимосвязи выполняемых работ, воздействия на производственный процесс случайных факторов;

- разработана имитационно-сетевая модель, отличительной особенностью которой является взаимосвязанное применение стохастической и динамической моделей, позволяющая распределять работы по рабочим местам, устанавливать временные параметров работ на производственных операциях при изготовлении партий деталей, заказов при вероятностных остановках производственного процесса;

- разработана модель планирования производственной программы, отличительной особенностью которой является многокритериальный и диалоговый характер обработки информации, позволяющая осуществлять подготовку различных вариантов принятия решений в процессе планирования производственного плана;

- рачработана и внедрена методика, отличающаяся наличием взаимосвязи в принимаемых решениях при планировании производственной программы и разработке оперативно-производственного плана, позволяющая осуществлять машинные эксперименты над производственным процессом с учетом влияния случайных факторов;

- разработаны модель, алгоритмы и программа на ЭВМ. отличительными особенностями которых является использование их как при разработке перспективных, так и текущих решений, позволяющие определять плановые производственные показатели и оперативно

устанавливать оптимальный размер обрабатываемой партии деталей, количество загружаемого оборудования на производственных операциях;

- впервые установлены зависимости влияния различных вариантов случайных моментов остановок и длительности простоя оборудования на временные параметры производственного процесса.

Практическая ценность результатов исследования.

Разработанная методика может быть использована при подготовке сроков исполнения договоров, при разработке плана производства, оперативно производственного плана на предприятиях, в обособленных структурных подразделениях предприятий с серийным непоточным типом производства, и, в частности, была использована руководством цеха товаров народного потребления ОАО Энергомашкорпорация - "Атоммаш" (ЭМК "Атоммаш"), что подтверждается актом внедрения методики на этом предприятии.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на VI международной научно-технической конференции "Математические методы и информационные технологии в экономике" (г. Пенза 2000г.); на международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера XXI века" (г. Севастополь 2001 г.); международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера XXI века" (г. Севастополь 2002 г.); IV международной научно-практической конференции "Экономика, экология и общество России в XXI столетии" (г. Санкт-Петербург 2002г.); на общеинститутских научных семинарах и научных семинарах кафедры "Экономика и управление предприятием" ВИ ЮРГТУ (НПИ).

Основное содержание работы отражено в 12 публикациях, общим объемом 5,2 п. л.

Объем и структура работы.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка используемых источников, приложений.

Во введении обоснована актуальность темы диссертационного исследования, сформулированы цели и задачи исследования, определены объект, предмет и методология исследования, описана научная новизна и практическая ценность результатов, полученных автором, сформулированы положения, выносимые на защиту.

В первой главе описаны условия и особенности работы обособленного структурного подразделения предприятия, влияющие на разработку планов, рассмотрены теоретические основы планирования производственной программы и разработки оперативно -производственного плана машиностроительного предприятия и его структурных подразделений.

Анализ условий и особенностей работы обособленного структурного подразделения на примере цеха товаров народного потребления ОАО «ЭМК-Атоммаш» показал, что общество имеет цех, который выполняет замкнутый цикл всех производственных операций без межцеховой кооперации по изготовлению более 10 модификаций изделий (тормозных колодок для автомашин), самостоятельно разрабатывает производственный план, осуществляют календарное планирование.

В результате обработки статистического материала установлено, что на производственный процесс и соответственно на разработку планов, кроме случайного характера спроса, влияет случайный характер моментов остановок и длительности простоя оборудования. Так, по статистическим данным изучаемого структурного подразделения определено, что распределение случайных интервалов времени между моментами неплановой остановки производственного процесса подчинено экспоненциальному закону распределения, а длительность непланового простоя производственного процесса - закону распределения, которое называется рядом Грамма - Шарлье.

Характерной особенностью производственного процесса является параллельное изготовление на одном и том же оборудовании партий

различной величины нескольких наименований изделий. Эта особенность является основной причиной препятствующей созданию в серийном производстве поточной линии.

В соответствии с существующей теорией и практикой планирования сроки выполнения заказов устанавливаются при разработке производственного плана ориентировочно в пределах планируемого периода, как, правило, месяца, квартала. Распределение работ по рабочим местам, конкретные сроки начала и завершения работ устанавливаются позже при календарном планировании, в рамках оперативно-производственного планирования и управления.

Среди современных моделей, методов прогнозирования работы предприятия следует выделить имитационное моделирование и систему сетевого планирования и управления. Имитационное моделирование наиболее адекватно описывает случайные процессы сложной производственной системы. Сетевое планирование и управление позволяет учитывать взаимосвязь при организации выполнения многочисленных работ.

Анализ публикаций показывает, что существующие разработанные имитационные модели и эксперименты на них осуществляются на базе статистических данных работы объекта управления. При этом не учитывается взаимосвязь в выполнении работ, не принимается во внимание текущая информация, существенным образом изменяющая статистические данные прошедших периодов. Делаются допущения, что в первоначальный момент времени работы модели рабочие, оборудование не работают и не работали, детали, партии деталей не обрабатывались и находятся в ожидании обработки, порядок выбора деталей из очереди и их обслуживание заранее установлен, что не соответствует реальному положению дел в ходе производственного процесса.

Система сетевого планирования и управления позволяет учитывать при расчете временных параметров взаимосвязь работ, осуществлять

оптимизацию по времени и ресурсам только при детерминированных исходных данных.

Подготовка и принятие решений при разработке и выполнении производственной программы при случайном характере производственного процесса представляет сложную задачу, решение которой традиционными методами затруднительно.

Во второй главе разработана укрупненная модель взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативно - производственного плана, модель обработки информации при планировании производственной программы, имитационно-сетевая модель оперативно - производственного планирования.

При построении модели производственного процесса для определения последовательности состояний системы применяется принцип Д1. Состояние структурной производственной единицы изменяется в моменты поступления входных сигналов как от внешней среды (поступления заказов на выполнение работ), а также в моменты возникновения случайных событий внутри управляемой системы, которые совпадают с началом выполнения и завершения производственных операций (работ), с остановкой и возобновлением работы оборудования и с другими факторами.

На момент использования модели вводится информация о поступивших заказах (наименование и объем изделий, спрос и планируемая рентабельность, нормы времени, расхода материала, производственной оснастки), о состоянии производственного процесса (наименование и объем изделий, находящихся в незавершенном производстве, номера начального и конечного события производственных операций, количество смен, число рабочих мест на производственных операциях, действительном фонде времени работы оборудования в одну смену в планируемом периоде, и др.), о случайном характере

производственного процесса (коды законов распределения интервалов времени между моментами внеплановой остановки оборудования, длительности внепланового простоя оборудования, характеристики законов распределения). Длительность моделирования устанавливается равной плановому периоду (месяц или квартал).

В модели по переработке информации при подготовке производственной программы разрабатываются варианты производственного плана, которые можно выполнить в плановом периоде с использованием имеющихся ресурсов. Первоначально на модели осуществляется проверка ограничений по мощности, затем по материалам и производственной оснастке. В случае установления ограничений из всех поступивших заказов подготавливаются различные варианты производственного плана по следующим критериям: по наиболее рентабельным заказам, по наиболее рентабельным изделиям, по изделиям, пользующихся наибольшим спросом. Моделью предусмотрен отбор заказов по решению руководителя в диалоговом режиме с ЭВМ. Аналогично устанавливается последовательность выполнения заказов.

В имитационно-сетевой модели (рис.1) имитируется выполнение производственного процесса по изготовлению изделий с учетом взаимосвязи работ, случайных остановок и устанавливается время выполнения заказов, размер обрабатываемой партии, число рабочих мест на производственных операциях. В данной части модели осуществляется имитационное моделирование производственного процесса с использованием системы сетевого планирования и управления.

Оптимизация (минимизация) срока исполнения заказа и оптимизация по ресурсам осуществляется методом парного сравнения. При оптимизации срока исполнения заказа сравнивается время завершения работ по заказу, выполняемого по различным вариантам. Вариант выполнения заказа устанавливается в диалоговом режиме лицом, принимающим решение, и характеризуется размером партии, числом

рабочих мест на производственных операциях, находящихся на критическом пути.

При оптимизации по ресурсам устанавливается минимальное количество оборудования, рабочих, занятых выполнением заказов, при установленном сроке исполнения заказа.

В предлагаемой имитационно - сетевой модели вначале имитируются случайные моменты остановок и длительности простоя производственного процесса. Значения случайных моментов остановок оборудования упорядочиваются во времени. Затем моделируется производственный процесс для различных вариантов размера обрабатываемой партии, числа рабочих мест на производственных операциях. Для каждого варианта по принципам системы сетевого планирования устанавливаются ранние сроки начала работ, осуществляется расчет момента завершения работ на производственных операциях без учета воздействия случайных факторов. При этом для каждой производственной операции определяется длительность обработки партии изделий в зависимости от нормы времени на детале-операции, числа рабочих мест, задействованных при обработке данного изделия, размера партии обрабатываемых изделий, коэффициента выполнения норм.

Далее в модели устанавливается влияние случайных остановок на характеристики производственного процесса. По случайным моментам остановок, возобновления работы оборудования и по раннему сроку начала и завершения работ моделируются различные варианты и «■ устанавливается время увеличения обслуживания партии деталей на

производственной операции из-за воздействия случайных факторов.

На следующем этапе инструментального обеспечения вопросов планирования была выполнена формализация умозрительной модели, представлена и описана схема обработки информации и разработана

14 А

Моделирование случайных моментов остановок и длительности простоя производственных операций

Установление размера обрабатываемой партии

Ввод числа рабочих мест на производственной операции

Установление ранних сроков начала и завершения работ без учета случайных остановок производственного процесса

Моделирование вариантов остановок производственного процесса и установление времени увеличения обслуживания деталей

Да Переход к очередной производственной операции

Установление критического пути, поздних сроков выполнения производственных операций

Установление срока изготовления |-н> наименования к-го заказа

Рисунок 1 - Укрупненная имитационно-сетевая модель оперативно-производственного планирования

Продолжение рисунка 1

укрупненная блок-схема алгоритма имитационно-сетевой модели оперативно-производственного планирования.

В третьей главе подробно разработаны алгоритмы действия укрупненных моделей, описанных во второй главе диссертационной

работы, методика взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативно-производственного плана в стохастических условиях.

Алгоритмы представлены графическими символами, выполняющими определенные функции, и связями между ними для дальнейшего написания программы на ЭВМ.

Выявлены и представлены в виде операторов, линейных, разветвляющих и циклических структур частные особенности планирования производственной программы и разработки оперативно-производственного плана.

В работе использовался блочно-модульный принцип построения модели, что позволяет ей быть функциональной частью информационной системы предприятия и дополнять ее другими блоками алгоритмов или функциональными модулями.

Ограничения по мощности определяются по ведущей группе оборудования. Алгоритмом предусмотрено установление ведущей группы по различным вариантам: степени загрузки, сложности и ответственности выполняемых операций с применением специальных приспособлений, значительной части стоимости данного оборудования в общей стоимости всего оборудования.

С помощью отдельного блока алгоритма формируются массивы данных, используемые в дальнейшем в качестве критериев отбора заказов, включаемых в план производства: плановой прибыли, которую предприятие может получить при производстве определенного наименования изделия определенного заказа; плановой прибыли заказов, спроса изделий.

Ввиду того, что существует множество вариантов решений при отборе заказов для включения их в план производства, разработан блок алгоритма по их установлению.

Поступающие заказы на производство изделий содержат несколько наименований изделий, каждое из которых имеет определенный уровень рентабельности и объем. В ситуации, когда производственные мощности не позволяют выполнить в плановый период все заказы, от наименее рентабельных заказов целесообразно отказаться или перенести их выполнение на более поздние сроки. Для более быстрого принятия руководителем решения и обсуждения с заказчиками вопроса о включении или не включении в производственный план заказа разработаны отдельные блоки алгоритмов по установлению наименее рентабельных изделий, заказов, изделий с наименьшим спросом.

В блоке алгоритма имитации случайных величин по введенным в исходных данных кодам и параметрам законов распределения выбирается закон распределения и на ЭВМ имитируются моменты времени внеплановой остановки оборудования и длительность простоя оборудования. Началом имитации является текущее время принятия решения, или время начала планируемого периода. Завершением имитации - время окончания планируемого периода. Данным блоком алгоритма предусмотрена имитация случайных величин по восьми законам распределения.

Взаимосвязь выполняемых работ устанавливается в алгоритме сравнением индекса начального события моделируемой производственной операции с идентификатором конечного события всех предшествующих данной операции работ. Для установления взаимосвязи работ, временных параметров сетевой модели без учета остановок производственного процесса разработан блок алгоритма расчета ранних сроков наступления событий и начала работ, длительности обработки и ранних сроков завершения обработки партии изделий на операции.

Отдельными блоками алгоритмов моделируются варианты случайных остановок оборудования, определяется суммарная длительность простоя оборудования при обработке партии деталей на

производственной операции, осуществляется расчет ранних и поздних сроков начала и завершения работ, длительность критического пути с учетом остановок оборудования.

На основе разработанных моделей, многочисленных блок алгоритмов создан программный продукт «Планирование производства» и методика взаимосвязанного планирования производственного плана и разработки оперативно-производственного плана, которые были апробированы в условиях работы цеха товаров народного потребления ОАО «ЭМК-Атоммаш».

По данным предприятия были произведены эксперименты на модели. Методические рекомендации и программный продукт внедрены на ОАО «ЭМК-Атоммаш» с чистым дисконтированным доходом (ЧДД) -297700 рублей, ожидаемым годовым экономическим эффектом- 93031 рублей.

Основные результаты работы и выводы заключаются в следующем:

1. Принятие экономических решений в период рыночной экономики характеризуется высокой степенью ответственности как перед держателями акций и инвесторами, так и перед работниками предприятий. Разработка планов работы предприятий осложнено отсутствием недостаточно надежного инструментария принятия решений.

Содержанием настоящего диссертационного исследования является разработка моделей, алгоритмов, программы, методики по взаимосвязанному планированию производственной программы и разработке оперативно-производственного плана, позволяющих обеспечить руководящих работников предприятий и других лиц, принимающих решения, надежным инструментом выбора лучшего решения из нескольких возможных вариантов

2. В результате сбора и обработки статистических данных установлен случайный характер производственного процесса, условия и особенности работы обособленного структурного подразделения с серийным, не поточным типом производства.

3. Построенная модель разработки планов позволяет, во - первых, моделировать процесс переработки информации при подготовке работниками производственной программы, а во вторых, имитировать выполнение производственного плана под воздействием случайных факторов с учетом особенностей и различий вариантов работы оборудования, рабочих.

4. Предлагаемая модель позволяет осуществлять оптимизацию. В зависимости от цели, которую ставит перед собой лицо, принимающее решение, оптимизация осуществляется по различным критериям. В первой части модели оптимизация может осуществляться при отборе изделий, заказов, при ранжировании по следующим критериям: максимальной прибыли заказов, максимальному спросу, максимальной прибыли изделий. Во второй части модели оптимизация осуществляется по времени и ресурсам.

5. Разработанная методика планирования производственной программы может быть использована для реального планирования производственной программы обособленного структурного подразделения с не поточным типом производства.

Основные положения диссертационной работы нашли отражение в следующих публикациях:

1. Пыряев В. В., Фоменко Н. М. Модель подготовки на ЭВМ управленческих решений в реальном (текущем) масштабе времени на примере планирования производственного плана. // Современные аспекты экономики. - 2001 г. - №12а. - С. 189-204. - 1 п.л. (лично автором - 0,5 п.л.)

2. Пыряев В. В., Фоменко Н. М. Принятие руководителем решений в процессе планирования производственной программы машиностроительного предприятия с применением имитационной модели. // Машиностроение и техносфера на рубеже XXI века: Материалы VII Междунар. науч.-техн. конф. - Донецк, 2001. - Т.2. - С. 106-109. - 0,2 п.л. (лично автором —ОД п.л.)

3. Пыряев В. В., Фоменко Н. М. Имитационная модель разработки управленческих решений при ранжировании заказов в процессе планирования производственной программы. // Реформирование системы управления на современном предприятии: Сб. материалов Междунар. науч.-практ. конф. - Пенза: Приволжский Дом знаний, 2001. - С. 34-36. -0,15 пл. (лично автором-0,1 п.л.)

4. Пыряев В. В., Фоменко Н. М. Имитационное моделирование процесса переработки информации при подготовке различных вариантов решений при разработке производственного плана. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2002. - №1. - С. 19-26. - 0,9 п.л. (лично автором - 0,5 п.л.)

5. Фоменко Н. М. Имитация разработки различных вариантов производственного плана при дефиците материальных ресурсов. Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2002. - №3. - С. 103-107. - 0,7 п.л.

6. Пыряев В. В., Фоменко Н. М. Имитационно-сетевая модель планирования производственной программы и распределения работ по рабочим местам: Материалы IV Международной науч. практ. конф. - СПб, 2002. - Т.4. - С. 160-164.-0,35 п.л. (лично автором - 0,2 п.л.)

7. Пыряев В. В., Фоменко Н. М. Оптимизация планирования и распределения работ по рабочим местам с использованием имитационной модели и системы сетевого планирования и управления. // Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках: Материалы IV Всерос. науч. internet-конф., Тамбов, 2002. - С. 51-54 - 0,3 п.л (лично автором - 0,15 п.л.)

8. Пыряев В. В., Фоменко Н. М. Основные принципы построения имитационно-сетевой модели при определении временных параметров производственного процесса с учетом ремонта оборудования. Прогрессивные технологии и системы машиностроения: Международный сборник научных трудов. - Донецк: ДонГТУ, 2002. - Вып. 21. - С. 229-233. - 0,3 п.л. (лично автором - 0,15 п.л.)

9. Пыряев В. В., Фоменко Н. М. Алгоритмы действия имитационно-сетевой модели оперативно-производственного планирования. // Изв. вузов. Сев.-Кавк. регион. Техн. науки. - 2003. - прил. №1. - С. 178-188. - 0,7 п.л. (лично автором - 0,4 пл.)

Фоменко Наталья Михайловна

И Ж. I РУМЬНТАЛЬНОЕ. ОБЕСПЕЧННИЬ РАЗРАБОТКИ ВЗАИМОС ВЯЗАННЫХ ПЛАНОВЫХ И ОПЕРАТИВНЫХ РЕШЕНИЙ В С НРИЙНОМ НЕПОТОЧНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ (на примере обособленного структурного подразделения машиностроительного предприятия)

АВТОРЕФЕРАТ чиссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

( Спечатано в издательстве - "Викинг" г Ростов-на-Дону Объем I 04 \ п л , тираж 100 экз

Дизайн-ст\дия "Никит подготовка и издание учебно-мею 1ической литературы И-таП \а1ко25@сЬа1 щ

£ OQJ-/1

Р 1561 О

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Фоменко, Наталья Михайловна

Введение

1 ВОПРОСЫ ТЕОРИИ И ПРАКТИКИ ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ И РАЗРАБОТКИ ОПЕРАТИВНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПЛАНА В СЕРИЙНОМ ПРОИЗВОДСТВЕ В СТОХАСТИЧЕСКИХ УСЛОВИЯХ

1.1 Условия и особенности работы обособленного структурного подразделения предприятия

1.2 Планирование производственной программы предприятия и его структурных подразделений (вопросы теории)

1.3 Оперативно-производственное планирование на предприятии (вопросы теории)

1.4 Цель и задачи работы

2 МОДЕЛЬ ВЗАИМОСВЯЗАННОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ И РАЗРАБОТКА ОПЕРАТИВНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПЛАНА

2.1 Укрупненная модель взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативно-производственного плана

2.2 Модель планирования производственной программы

2.3 Имитационно-сетевая модель оперативно-производственного планирования

3 АЛГОРИТМЫ И МЕТОДИКА ВЗАИМОСВЯЗАННОГО ПЛАНИРОВАНИЯ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ПРОГРАММЫ И РАЗРАБОТКИ ОПЕРАТИВНО-ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПЛАНА

3.1 Алгоритм и методика установления производственного плана

3.2 Алгоритм и методика оперативно-производственного планирования с использованием имитационно-сетевой модели

3.3 Система поддержки взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативнопроизводственного плана

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

Диссертация: введение по экономике, на тему "Инструментальное обеспечение разработки взаимосвязанных плановых и оперативных решений в серийном непоточном производстве"

В современных рыночных условиях при выборе экономической альтернативы чрезвычайно важным условием успеха для любого предприятия является принятие правильного управленческого решения. Ошибка в принятии решения в особо ответственных случаях может грозить предприятию не только потерей репутации, но и привести к огромным экономическим потерям и даже к его экономическому краху.

Производственная программа предприятия представляет собой перечень продукции, работ и услуг по заказам и договорам потребителей. При разработке производственной программы учитывается основная цель предприятия - увеличение объема продаж при росте прибыльности продукции и рентабельности капитала.

Производственная программа предприятия формируется таким образом, чтобы обеспечить выполнение плана продаж в конкретном периоде с учетом имеющихся у предприятия производственных возможностей. Проблема состоит в том, что производственные возможности предприятия по выпуску продукции могут быть больше или меньше запланированного объема продаж.

Оперативное планирование производства занимает особо важное место среди других функций управления предприятием.

Следовательно, совершенствование оперативно-производственного плана является одним из важных направлений повышения эффективности производства. Совершенствованию оперативного планирования в различных типах производства посвящено большое число исследований. Вместе с тем вопросом разработки оперативно-производственного плана для предприятий серийного машиностроения, особенно в условиях возмущающих случайных факторов и адаптивности производственных объектов к изменяющимся условиям выполнения планов, остаются не вполне разработанными.

Существующие разработанные имитационные модели и эксперименты на них осуществляются на базе статистических данных работы объекта управления, т. е. анализируется работа по данным прошедших периодов или в предположении, что события в модели будут развиваться детерминировано, или по какому-то вероятностному закону распределения. Делаются допущения, что в первоначальный нулевой момент времени рабочие, оборудование не работают и не работали, детали, партии деталей не обрабатывались и находятся в ожидании обработки, порядок выбора деталей из очереди и их обслуживание заранее установлен, что не соответствует реальному положению дел в ходе производственного процесса.

Учитывая вышеизложенное, можно утверждать, что возникла необходимость в создании имитационно-сетевой модели производственного цеха (объекта управления). При помощи данной модели можно на момент возникновения ситуации и необходимости принятия решения, ввести и переработать статистическую информацию прошедшего периода, текущую информацию, провести эксперименты по различным вариантам предполагаемых действий, уменьшить неопределенность и ошибки в принятии решений, что в результате приводит к значительному снижению вероятности появления ошибки при планировании производственной программы и составлении оперативно-производственного плана.

Имитационно-сетевое моделирование позволяет создавать и изучать ситуации, которые могут возникнуть на предприятии, устанавливать с помощью машинных экспериментов условия их возникновения и варианты решения задач управления, определять какие факторы являются наиболее важными в данной ситуации и какой вероятный эффект может повлечь за собой изменение переменных. Это дает возможность руководителю более обоснованно подготавливать решения.

Степень разработанности проблемы. Проблеме планирования производственной программы и составлению оперативно производственного плана посвящено огромное количество работ отечественных и зарубежных ученых, среди которых необходимо выделить работы Соколицына С. А., Зыбариева Ю. П., Либермана Е. Г., Сладкевича Н. И., Летенко В. А., Разумова. Однако существующие методы планирования производственной программы и оперативно-производственного плана не удовлетворяют требованиям современных рыночных условий.

Учитывая вышесказанное, возникает потребность в создании более удобных и надежных методов принятия оптимальных управленческих решений при планировании производственной программы и оперативно-производственного плана.

Совершенно очевидно, что для удовлетворения сформулированной потребности необходимо разрабатывать новые подходы, основанные на экономико-математических моделях, учитывающие как классические, так и современные достижения.

Объектом исследования является система управления производственными предприятиями различных форм собственности с серийным непоточным типом производства.

Предмет исследования - процессы принятия решений при планировании производственной программы и при разработке оперативно-производственного плана для обособленных структурных подразделений машиностроительного предприятия с серийным непоточным типом производства.

Цель диссертационной работы - разработка инструментария для повышения качества принимаемых решений при планировании производственной программы и разработке оперативно-производственного плана в стохастических условиях.

Для достижения поставленной цели необходимо было решить следующие задачи: рассмотреть вопросы теории и практики планирования производственной программы и разработки оперативно-производственного плана в серийном производстве в стохастических условиях и установить особенности работы обособленного структурного подразделения предприятия с серийным непоточным типом производства; разработать модель взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативно-производственного плана, позволяющую определять сроки выполнения заказов с учетом имеющихся ресурсов, взаимосвязи выполняемых работ, воздействия на производственный процесс случайных факторов; разработать имитационно-сетевую модель оперативно-производственного планирования по распределению работ по рабочим местам, установлению временных параметров работ на производственных операциях при изготовлении партий деталей, заказов при случайных остановках производственного процесса; разработать модель планирования производственной программы, имеющую многокритериальный и диалоговый характер обработки информации, позволяющую осуществлять подготовку различных вариантов принятия решений в процессе планирования производственного плана; разработать алгоритмы и осуществить программную реализацию на ЭВМ задачи определения плановых производственных показателей и оперативного расчета оптимального размера обрабатываемой партии деталей и состава используемого оборудования на производственных операциях; установить характер и степень влияния различных вариантов случайных моментов остановок и длительности простоя оборудования на временные параметры производственного процесса; осуществить экспериментальную проверку работы моделей на примере планирования производственной программы и разработки оперативно-производственного плана обособленного структурного подразделения машиностроительного предприятия серийного производства.

Теоретической и методологической основой исследования явились труды российских и зарубежных ученых по рассматриваемой проблеме, материалы конференций, статьи в сборниках научных трудов и периодической печати по проблемам, относящимся к темам исследования. В качестве инструментария для решения поставленных задач использовались основные положения имитационного и сетевого моделирования, теории вероятности и математической статистики, а также современные программные средства.

Эмпирическую базу исследования составили данные, собранные по первичным документам, имеющиеся в службе механика, в планово-раздаточном бюро, в управлении по закупкам материалов и оборудования, а также по наблюдениям за ходом производственного процесса ОАО ЭМК "Атоммаш".

Работа выполнена в рамках паспорта специальности 08.00.13 "Математические и инструментальные методы экономики", область исследования (по паспорту специальности) п. 2.2 «Конструирование имитационных моделей как основы экспериментальных машинных комплексов и разработка моделей экспериментальной экономики для анализа сложных социально-экономических систем и определения эффективных направлений развития социально-экономической и финансовой сфер» п. 2.3. «Разработка систем поддержки и принятия решения для рационализации организационных структур и оптимизации управления экономикой на всех уровнях».

Научная новизна результатов исследования. Научная новизна состоит в следующем:

- построена модель взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативно-производственного плана, отличающаяся от существующих моделей объективностью причинной связи, позволяющая определять сроки выполнения заказов при планировании производственной программы с учетом имеющихся ресурсов, взаимосвязи выполняемых работ, воздействия на производственный процесс случайных факторов;

- построена имитационно-сетевая модель, отличительной особенностью которой является взаимосвязанное применение стохастической и динамической моделей, позволяющая распределять работы по рабочим местам при вероятностных остановках производственного процесса;

- построена модель планирования производственной программы, отличительной особенностью которой является многокритериальный и диалоговый характер обработки информации, позволяющая осуществлять подготовку различных вариантов принятия решений в процессе планирования производственного плана;

- разработана и внедрена методика выбора производственной программы, особенностью которой является возможность взаимосвязи в принимаемых решениях при планировании производственной программы и разработке оперативно-производственного плана; методика базируется на результатах машинных имитационных экспериментов с моделью, описывающей стохастический производственный процесс;

• - разработано инструментальное обеспечение (система поддержки принятия решений) разработки взаимосвязанных плановых и оперативных решений в серийном непоточном производстве, отличительной особенностью которого является возможность использования их как при разработке перспективных, так и текущих планов; система поддержки принятия решений позволяет определять плановые производственные показатели и оперативно устанавливать оптимальный размер обрабатываемой партии деталей, степень загрузки используемого оборудования на производственных операциях;

- установлены зависимости влияния различных вариантов случайных моментов остановок и длительности простоя оборудования на характеристики (временные параметры) производственного процесса.

Основные положения и результаты, выносимые на защиту:

- модель взаимосвязанного планирования производственной программы и разработки оперативно производственного плана в стохастических условиях;

- имитационно-сетевая модель оперативно-производственного планирования;

- методика взаимосвязанного планирования производственной программы и оперативно производственного плана в стохастических условиях;

- система поддержки принятия решений для рационализации процессов планирования производства в условиях обособленного структурного подразделения машиностроительного предприятия.

Практическая ценность результатов исследования.

Разработанное инструментальное обеспечение может быть использовано при разработке плана производства на предприятиях машиностроения в обособленных структурных подразделениях предприятий с серийным непоточным типом производства и, в частности, была использована руководством цеха товаров народного потребления ОАО Энергомашкорпорация - "Атоммаш" (ЭМК "Атоммаш"), что подтверждается актом внедрения на этом предприятии.

Апробация работы. Основные положения работы докладывались на VI Международной научно-технической конференции "Математические методы и информационные технологии в экономике" (г. Пенза 2000г.); на Международной научно-технической конференции "Машиностроение и техносфера XXI века" (г. Севастополь 2001 г.); Международной научнотехнической конференции "Машиностроение и техносфера XXI века" (г. Севастополь 2002 г.); IV Международной научно-практической конференции "Экономика, экология и общество России в XXI столетии" (г. Санкт-Петербург 2002г.); на общеинститутских научных семинарах и научных семинарах кафедры "Экономика и управление предприятием" ВИ ЮРГТУ (НПИ).

Основное содержание работы отражено в 9 публикациях, общим объемом 4,6 п. л. (в том числе лично автором — 2,8 п.л.). и

Диссертация: заключение по теме "Математические и инструментальные методы экономики", Фоменко, Наталья Михайловна

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ И ВЫВОДЫ

1. Принятие экономических решений связано с высокой степенью ответственности как перед держателями акций и инвесторами, так и перед работниками предприятий. Разработка планов работы предприятия осложнена отсутствием достаточно надежного инструментария принятия решений.

Результаты выполненного диссертационного исследования позволяют обеспечить руководящих работников предприятий и других лиц, принимающих решения, надежным инструментом выбора лучшего решения из нескольких возможных вариантов.

2. В результате обработки реальных данных определены статистические характеристики производственного процесса, условия и особенности работы обособленного структурного подразделения с серийным, непоточным типом производства.

3. Построенная модель разработки оперативно-производственных планов позволяет, во-первых, моделировать процесс формирования производственной программы, а во-вторых, имитировать выполнение производственного плана при воздействии случайных факторов с учетом особенностей работы оборудования.

4. Предлагаемая модель позволяет осуществлять оптимизацию производственной программы. В зависимости от цели, которую ставит перед собой лицо, принимающее решение, оптимизация производственной программы осуществляется по различным критериям. В первой части модели оптимизация может осуществляться при отборе изделий, заказов, при ранжировании по следующим критериям: прибыли от исполнения по величине заказов, спроса, прибыль изделий. Во второй части модели оптимизация осуществляется по времени и ресурсам.

5. Разработанная методика планирования производственной программы может быть использована для реального планирования производственной программы обособленного структурного подразделения машиностроительного предприятия с серийным непоточным типом производства.