Исследование и разработка адаптивных систем оперативного управления тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Исследование и разработка адаптивных систем оперативного управления"

министерство науки, высшей школы и технической политики россии московский ОРДЕНА трудового КРАСНОГО знамени

экономмко-статистичеош институт

Ни преапх руксткси УДК 65 (№1.2; + 658

Ярекик Мирослав Ь'ляпопич

Исследование* и иазре($отка адаптивных систем оперятивного управления (на примере приборостроительных предприятий с мелкосерийным и одиничним характером происводстпа)

08.00.13 - Экономикс-матемзтачоскио методы

автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата экономических наук

Москев - 1992

Раоота выполнена на кафедрэ проектирования акономичосюп информационных систем Москоя^кого ордена Трудового Красного Знамени экономико-статистического института

Научный руководитель - доктор экономических наук, профессор

Л'ПШШ Юрий Петрович Официрпьные ононвнты - доктор экономических наук, профессор

СУЛИШИИ Владимир' Николаевич; кандидат экономических наук, доцент ВОЛОСКОВ Николай Иванович. bv/дуцея сргаш эция - НПО "ПРОГРАМШТРОМ"

■к

Замята диссертации состоится " 5 " март« 1992 года в 14 часов ^а заседании сшцлализировянного Совета (i' 053.19.03) "Эконсмико-нятемата".бскиз метода" Московского ордена Трудового Красного Внемени эког мико-статистичэского инс лт/та по одресу :

I195S1, Москва, ул. Нежгаскеч, д. 7

С диссортацяеВ мсжо оаиакомлться в сиОлготпке института.

Отзывы на лвтсреферэт о двух экземплярах с подггасялш. звверен-рошшга :in4í.vbK», г*роспл н^пртплть учэпому секретаря МХИ.

Ажсрсфрраг разослан " 4 " ,фввралл 19Ш го,па.

Утопий секретарь олвцийяизировожсго совот? ка;дадат экономичяслда лг.уг.

у

Ilpo-teccop /^-у Л'.О. ЖОЛ'ЕПСКИЙ;

7

ОБЩАЯ ИРАКТШЮТИКА РАБОТУ Актуальность теми,Основные положения экономической реформы, проходящей в намей стронг., направлены на создшгш рыночной экономики, шодрвнчв ггркщшов маркетинга. Переход предприятий на новнэ формы собственности и методы хозяйствования создаот экопоюпоскую ситуацию, противоречат/и принципам фужциональноя организации производства, не которых базировалась воя адмшшсгрйтиию-хомавдкэя система и в.обстановка принятия нестендзртдах решений превратилась в распределение праз и ответственности тю всем урозаям структуры. Экономические же принципы диктуют период к оплате труда но за вшхшюнке Функций, а за участие в достижении коночного результата.

Денисе условие определяет организации такой системы оперативного управления производством, которая обеспечивала он длянирувзшге, контроль и регулирование хода внполвоаяя договорных обязательств на всех стадиях изготовления продукции. Возникает необходимость осуществления непрерывного оперативного регулирования, учета состояние производства на ллг'ой момент времени.

Очевидно, что при реализации вьленяавакпых требований значительно возрастает необходимость в разработке более совориенпсго аппарата моделирования производственных процессов, увэличлвзется информационная нагрузка на систему уурзвлегдая что в свою очередь' требует широкого привлечения для автоматизации управленческого и инженерного труда совремошшх средств зачисдательной техники л пзредовой технологии обработки информации.

Таким образом, можно говорить о трьх ванилюсвязанннх проблемах оргзнислшм оперативного управления ири^ростроителышм производством, имащ.5« масто ив ооврожяго* атагв рнвяэгая : мримоп&ияи юяк подходов :< модйЛиро?г!.'Ш> ¡фопзводетрнппн процессов, адагтгч^н сисчо!«к к чииая условиам лоояйс^ооьаиич л ы> северш^рствовсичл

основе использования средств вы-гислительяой техники. Так как указа! ше фр'сгори дойстлуц^ достьтот'о постоянно (изменение экономичесю условий функционирования предприятий будет продолжаться доволы длительное время), то возникает необходимость разработки теории практики создания самоорганизующихся систем оперативного управленш Для мелкосерийны и едшич;;их производств проблема создания р£ цяональнсистемы внутризаводского управления стоит особо острс Саочсюсть указанной ..робламн объясняется рядом причин, главными а которых являются йоглшая номенклатура вшц'скаемой продукции, нала ооъэмп и неритмичность ие выпуска.

Цвли в задень исследования. Основной целъя диссертационной ра ьото является иссяе.цонание и совершенствован:^ системы оперативно келендарного санирования предприятий с • мелкосорийним и здншгчни иракуероч производства, достаточно независимой (инвариантной и за данных нрэдмах) по отношению к шгодам хозяйствования за счог ис пользования I лярпта формализации на ь^тщипах сотой Потри.

В связи с поставленной цольы в диссертации решались слодущи садачи:

- снальз особешпьтой функционирования оперативного управлони ггроиыюдг.тром (СУП) и разработка алгоритма агрегирования технологи чытоис операций »гзгогошнпшл изделия в укрупнэгашэ нланово-учетш! единицы;

- раирьбсткч ■ метода обоспэчония адаптивности пршкмаемых плаяо вит рэшеняй;

- анализ и обоснований сыЗоре г» качестве аппарата формализации сотой Петри для описания постьночхп задачи оперативного управления;

- анализ и разр&бошз комплекса моделей оперативно-чалендаршж шшкироаакгяя и ипора ригулиру ¡деух Еоядейстй!1Я » условиях бригадо-лжлоктаоЯ организации производства;

- разработка коиапокса алгоритмов календарного планирования я огулировения хода производства, инвариантных мотодам хозяйстзоьа-ия;

- разработка информационной технологии системы оперативно.о уп -

18ПЛВ1ГЛЯ.

Предаст и объект исследования. В соответствии с постеленной предметом исслвдооатр. япл.ются процесса разработки плановых и тгравленчесют решений для эффективного функционирования прэмышлен-юго производства. Объектом исследования я диссертации рыступаот зистеки оперативного управления основным производством на мелкосерийных предприятиях приборостроения.

Теоретическую и иэтодологическую основу доследования оставили груд» отечественных и зарубежных ученых по метода« оперативного управления основным производством приборостроитв:ькых и мааинос ."роя-гельных предприятий, моделированию производственных процессов, теории экономических систем, автоматизированной обработке экономической »"Формации, а такжо материалы науччо-исслодоватолъских и проектах институтов, имеющие отношение к тематике исследования. .

В качестве кошгрог "чх методов в ркОото нашли примгтение основ-1Ш0 положения системного анализа, тэорига распознавания образов, теории комплектов (как расширение теории множеств), теории графов, сото:! Петри, теории расписаний и других разделов информатики и исследования операций.

Научная новизна работа заключаете в новом подхода к формализованному описании задач оперативного планировали и регулирования производство, основанном на теория сотой Петр!!, в соответствии с чем обеспечивается возмо^ость создания комплекса моделей, - декважо описывающих сборочное производство с фиксацией всех промежуточных его состояния.

В процессе исследования были разрзСотадн и преддоасены:

- отличная от традиционной схема построения календарного план-графяка, в кг.тору» дололгатблыгс вкличен олок .динамической детерми-нироваяпюй адаш-ации плановой траектории;

- мотод проокгировяши топологической структуры производства изделий в укрупненных планово -учетшх одюицах (бригадокомплектах), пре-дусчптризйкщй алгоритм агрегация кочялежса технологических операций в Оригздокомги&кта, чигх>р технологического процесса ;п производства.

Практическая значимость диссертации направлена на теоретическое обоснование методов и практическое- решение ггрикладякх допросов совершенствования процессор оперативного управления. Практическая значимость рнйоты заключается в том, что разработанные модели и алгоритмы достаточно независим« (инварианта!! в заданных пределах) к нри-меияемнм методам хозяйствования и могут сыть использовано при проектировании автоматизированных скотом оперативного управлении мелкосерийным м единичным производством для широкого круга предприятий при-еоростро&ния и манжюотроощя. .

Реализация и бпрооавдя. Иаяож&тше в дассчзртецаи положения использовалась при разработке технического проекта "Автоматизированная система упроилонил предприятием но оагс микрокомпьютерной техники" па Талдомском опытном заподе "Промс.плгь" и при разработке систем« ояефйтяичого управления а гачефгокшталы&м проиоводеч-пом на Львовском мотозршди . Предложении;4. автором алгоритмы а недели оили ви{юоировг-

<

ни в процессе опытно.» эксплуатации по укязазпш предприятиях и дали нолоетгелыше результата.

Основшо результаты исследований докладовадись на Всесоюзной кояфероцция "Организации управления производством в новых условиях хозяйствования" {г.Одессе, 1990 г.).

Публикации. По теме диссертации олубликова-ю пять ре вот обцим

- ? -

объемом 1,3 Ц.Л.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, трех пгаз, заключения, списка использованной литературы и приложений.

СОДЕНШйЯЕ РАБОТЫ

Вс введении обоснована актуальность проЗлоаы соз0/и'01Ч""п('1кл:гл систем оперативного управления мелкосерийным г; эизводзтаом и г т'ра Оотки для этих целей комплекса модрлпй календарного планирования и регулирования хода производства к алгоритмов их росшим, »[мрмулирс-ваш цель и задачи исследования, ь также содержатся оведвган с научной новизне и практической .значимость' результатов диссертационной работа.

В герЕой главе "Исследование особенностей йушаяксирспйния скотам оперативного управления на ¡три-Зоростролголыш предприятиях о мелкосерийным и единичным типом производства" раскрывается сущность и задачи оперативного управления, функциональное иа.жэчояке с дум? заводоуправления, занятых в оперогаг-'см управлении, Исходя из ис^с.тшх исследований, определяются пути сотриевствов¿газ' рззребог-эт календарных планов и принятии решений по регулированию прекззод-стюшюго процесса в задачах оперативного управления, среди которых в диссертации расоматрявзотсн :

- ергатзациошю-технологического характера. Ото резра-Лгка или пи бор системы опер5тт;но-:тронзво;:отзошого планирования (ОхТП;. неи-оолэе полно соответсрвулщой типу нроисводотза и конкретней условиям предприятия; !

- процесса функционирования - повышение адаптивности пгэчовнх решений.

Вибср конкретной .истеки 0.'"[ зависит кнк от принц-шов орг&'мза-

проиоводствоиюго процзсср, так от (рерм проиавэдетвешшй структуру гюдрэядй.тштей п;;одпрлг,тич к тесно "среплете-и с возчогло-?-

- в -

тямя применения той или иной плшово-учетной единицы . Под плашво-учэтно» единицей (ЛУЕ) по;ши тт материальные, энергетические информационные компоненты производственного процесса, с помощьн кото си можно количественно оценить состояние процесса (или изменечяя происходящие в нем). В рамках да1шого исслодоватая производился аиа-.¡<из применения систс; ОПТ! в ус. шиях разных форм специализации производств'' (имеется в виду технологической, предметной, предметно-ьсм"чутой), р рьзуль1. ге чего били сделан« следующие выводи:

- примоняолше г приборостроении системы ОГЛ часто но соответствуют формам орг^ннссшпзп.'Г^и . .оизводстаа;

- они то не зоь. да сл,»с.лг.чявают поддоржа]глл объемов незавершенного производства ¡п уровир логматлвных запасов, сг'-ишая их, ч'.'о ведет к зо.-орасплт'- оборотных средств и увеличении сроков их оборачиваемо стл;

-■ соитзвлоыго (формирована--:) комплекта двтзлой начинается только на стадия ргзрзг тки плановцх заданий в 1,^0, гдо учетной единицей выступает деталь, что в условиях мелкосерийного производства делает процесс дкепэтчерцлвания р. .сгичоски невозможным.

3 диссертация ооосноьывается, что применение на внутризвеньевом .'целоесм, бригадном) уровне пригципов технологической специализации палбелоъ зффзкттвке * условиях мелкосерийного и единичного производства. 'Но децентрализация функций убавления я наличие большого количества мьторизлийих: гьязеР можду■ рабочими узлам! в рамках традиционно сложшнюЗоя структуры планово-диспетчерского отдэла (ПЦО) при •такой форме споцдалкигцди затру/там* ¡.'ф^оативпое применение гозест-ншг систо\? ОПП.

В лчструг.цио^ю1! рзбето продлагяотся •.шпелиадвапио систом 0Л1, осчов1'яь:1ыгх на л^ынчп.'х тохно^гичвекой з^мкпуюстл организации производства. 0рт-е;1и.зпция пооиу^сдстча при тркоП форме определяется

прэадв всего преобладанием трудоемкости ссношшх тэхиоло^исскич операций (70-8035 одного зидб операций) и накляддвает слрд-длу.е onia-нкчепня ка формирование ПУЕ: I. Все технологические операции, составляйте данную ПУЕ, .од-хчк входить Б одн. сборочную едшшцу.

Всэ работа одной ПУЕ должны тзиполняться в однсу подрсзд нлн.

Такая система ОУП предполагает формирование на ;сагдоч уровне иерархической структуры система управления своей wTdP0B0 -учвтиоЯ ьдч-жпи : цеховой узловой комплект, сфоршров.зшгай по 1гредм:;тао-зс»мпу -тему принципу, и бригадокомптт, сфорчироБЕятй по твхлологичегки-зястнутому .

Формирование брагадэкомплечта относится к задяче згрег»!-. вапия и представляет собой один из наиболее изтодйчсске cj-ожьых классов 3d-;гач тесрил расписаний. Практический лодхед л рош'лпв проблемы эгре-гацдо! основан ка нэслрогой декомпозиции обще? зед&чк и по.тледужем неформальном решении части задач : г-абор способз -эгрегиропения; опрзд^пение урзвня а^рьгадш операций и ресурсов; формтрсвягт; струтаури бгрегировакннг технологических моделей; г^рг/ишв^йе arpe-гировашз« норматиг-юз.

Ь работе предпоязн алгоритм агрегировании мнозястеа те/ко.*эгй-чес-кнх операций в ярседяжсчплэкта • Ой состоит ж» под; отог,йУохда.го этапа и í^n, итерацчЛ, где" л- - чоличветво уровней mcflmocw ¿-злев

(деталей) в i-oe издьлие. Результатом работа этого глгориу:;!? йпяязт-сл сформированное мно.топтчо Срэтаг^чочгч'екгбв ло кплурму чздолиг р - (Pj), а твкжэ тэ'люлогичбокал сеть их очзредноста зап/с;ся г прс-яяшдслю Р с мяохвегаом оаьгерлэтяшнх подрягделлимй-япотеитеw* Ту

Сложность процег 'ов с^пТптжшог-с упрввлочг« югеи ло

ГГ'ЛЛС >? СОВир1ШНСТ1л-Т;ЯНЛЛ ^рГгЛМР.'ЛЗГОНШХ CTp.vkv.Vp злог^яяк,:- ггрогз -.""•д'-тжпнх систем, но тгхъг т?:;-к.> длрппдо««»»' о irpnc'..o/i-n»3i ijpa<цио

-Тонирования объекта управления. Нерегулярность выпуска продукции и неопределенность среда, в которой принимаются плановые роптания, привс дят к несоответствию календарных планов реальному состоянию производственного процесса. Практическая же реализация требований адекватности плановой траектории требует значительных затрат трудовых к финансовых ресурсов, чаправленпх на поддержание фактического состояния прсзводствя на уровне плоня.

Б диссертации Eu. .ишются основные причини, определяющие отрица-тольнуп тенденций сшшэшы адекватности : достабилизирущее воздействие внзшнэй среда на бъокт управления, яэстеционаршсть ларамет-ров внешнее среда и производственной системы.

Проводешшй в работе анализ показал, что <чет дестабилизирующих е^с.цс:»с.Т£1й в.шшнэй среди ^ помощью коэффициентов нормирования и корреляционных фуксий но решает проблемы адокзатности. В качество одчего из возможных путей решения дшшой пробло™ предлагается метод наделения ад; тиышми свойствами разрь отанчых планов. Для разработки этого механизма проводилось изучение разных подходов к проектированию ядвлтивных i летом у ления, в результате чего было иродлежо-но использовать за основу подход, применяомый для адаптации в технических л оиолопгчэсккх системах (рис I), рассматриваемый в работах <ГрадтоЕа А.Л.. ЛаСутинэ й.К., Страговича В.П. и др.

Изучение золпосов построена ьдаптившх систем управления потребовало рассмотрения в диссертации двух ключевых моментов: во-первых, определения услови?, обеспечивающих адаптивность плановых рошоний, и во-ьторнх - фэрл.ализоввчного описания производственного процесса.

Кроме ссновопо/чгавдих услопий, слузсада ;фодпосыл;аии для проявления сжстьмами управления адаптивных свойств (пршвдо! разнообразия ЭиОи, обратной ог.лзи, дуасьтого упваглонм, рофпо:сс:ш а непрерывности ашмровачил), дешый метод предполагает надзлэнио плотоеой

траектории споЯствоми управляемости, адекватности и устойчивости.

плановый эадэния

1=1,N

корректировка планов

подконтур

планирования

ОКП

Анализ план-графика

контур ОУ

подконтур регулирования

.с:

"П

^(ШГГТ.й^Г!)............

¡тролзводстиокний процесс

КОПТур ОУ

ПОЗДОЙСТВЧП 1Ш01ШЮЙ

среди ^ (1КУ

Рис. I Схема Функциональней структуры чдалгашой см^теш ОУП.

Согласно этому метода', и блок оптирования системы ОУС должны Сыть включены следующие задачи :

- спроектировать плановую траекторию на планируемый период;

- спрогнозировать возмущаицив всздэйствчя вяени&й сре.ли аа интервал времо'н, равный дискрету регулировании;

- с учетом определенных дэотаОилизирувддх факторов определить вез-можность выбора регулирующего' комплекса длл компенсации возможшгх отклонений плановой траектории;

лрсссетл анализ плановой тряпктории на со устойчивость с учетом

выбранного регулирующего комплекса.

По отой схеме в блоке ОКИ пассчятывается плановая траектория " интервале План представляет собой 4 ), где

1+ - состояние объекта на конец планового периода;«. + - комштек« 2

регулирую а воздействий, который планируется применить при случайных отклонениях фактического состояния объекта от планового, в объема г+ . Имитационная модель генерирует помехи на интервале 1 2

с Учетом атг помех устанавливается фактическое соото;«ш:е произь.дствэнкых фондов не атом интервало и проверяется возможность вьшопюаия плана.' Если план на этом интервале не может Сыть выполнен, то определяется одно из альтернативно возможных регу-.'•¡ир.увдд^ воздэйотвяй. Если учетом этого регулирующего комплекса удиьтся компоасирюват. отклонения с точностью до Оу (заданного уровня устойчивости>, то план на этом участке оценквоется как устойчивый, а если нет, то отрезок нляногой траектории подвергается корректировке. В конечном итоге получается план, относительно устойчивый к воздой-ств' . внешюй среиы на производственный процесс, и комплекс регулирующих воздействий, обеспечивающий ликвидацию отклонений фактического состояния производственного нропосса с. плановой траектории с учетом дасг.рьтп рогулировяняя.

Сскозаап трудность в раб.т""чации такого подхода к расчету календарного плана зидачаотс-я в отсутствии простого аппарата дня форма лизовэнного описания возможных управлять« воздейс.лий и фиксации всех сромежуточньх состояний прожзводст: шногс процвоса.

Вторая ¿.шва посвящена модолирова11Ш процессов оперативного планировании и регулирования хода производства. С\гара,.сь пч результаты доделай л методов ферме лигтчнлол описан/я ЗЕдачи оперативного пла-шцюввния, приводе ыюгс в 51 огой гляьи, и рапоте сформулированы положения, посролящяэ определит;, колтурп кх гезмодюге -юиммючия :

ОЛЯ Сборочных производств С коротким ЦИКЛОМ ИЗГОТ0ВЛ91ШЯ (до ЧССПЦ9) возможно применение объемных методов планирования, а сфера примснз-гая сетевых методов - это сборочные производства с циклом кзготов-яения изделия больше дискрета планирования. Но такие сетевые . ,етодн <ак метод критического пути (!Ш1) г метод оценки и пересмотра unaiu (ПЕРТ) не могут полностью формализовать задачу календарного п-.шшоо-?ч1гля за счет следующих ограничений :

- в такую модель не могут быть включены работы с обратной оэдзыэ, юекольку они представляются петлями. Это означает, что s [¡амеах ;тих моделей не могут адекватно списываться произзодствошпо процессы, имэвдие циклы, что на практике достичь човозмолзто, так как в лрибостроительных предприятиях наиболее аффективна технологическая шециализа^я производства;

- из-за отсутствия простого аппарата фиксации гзех актуальные г-оо-гоя1П1Й затруднено управление производственным процесссм.

На основа этого анализа долаптся визод о ноебходямоста разработ-'И бо-^е совершенного аппарата, пригоняемого дл* формализации задач 'праплепия, з основе которого лояит известная теория сетей Петри. Р заботе излагаются пршгутаи работы с такими оотяг®!. С г^мс^ью этого лпарата строится технологическая сеть тропе воде* еэ изделийкоторая 5y;ieT служить мощным сродством тгри выработке как плановик, так и уп-)авлянцих воздействий.

Сеть Петри представляет собой пятерку G = (Р,Ф,х,т).(.|.0), где: 3 - множество позипий; Ф - множестве лореходоз; % и т; - Функции, ¡тавяихио в соответствие позициям и переходам количество фишек, необ-гадимкх для входа (%) илл выхода (i)). Фуякцш % к т) будем предотяв-шть з виде матриц, злемечтн которых формируется ио следующ™« вреви-юм:

T)lj = * <ffPj)> .

' -1 , если позиция р, соодишна с переходом

/{ сдерживающей дугой (см. § I глав» 2) щ

" « (р^ . - . в про,'ивном. случае . Функция # является основным понятием теории комплектов '^и определяет число экземпляров элемента, указанного на первом месте в комплекте, указанном из втором.

Графическая интерпритация фрагмента такой сети представлена на рис. 2.

гядокомплектов в производство; ■■ процэсс материального производства;

Рис. 2. Фрагмент технологической сети производства узла.

В такой сети изготовление кавдой ПУь (бригздокомплекта, сборочной единицы шй жо готового, изделия) описывается элементарным фрагментом графа сети "етри (рис. в котором :

1) См. Питерам Лг- Теория сетей Потри и моделирование систем. М.: Мир,]У84. ■ г..Т5-Т7.2.ЧТ.

Р) -'1 ^ 1-Ъ

Рис. 3. Элементарный фрагмент графа сети Пэтри. р^ - позиция, отвечающая начальному событию с^ запуска J -го

бригядокомплектя в производство: PJ - позиция, отвечающая конечному событию с^ изготовления .1 -то Сригадокомплекта (т.е. событию, когда бригадохомплект произведен и передан в следующую производственную структурную единицу); "

! ^ - переход, отображающий процесс изготовления } -го бригэдоком-плэкта; представляет собой перечень д' йствий, которые необходимо выполнить для реализации некоторой технологической операции производств - инициирует запуск в производство партии } - тых брягадокомп-лектов.

Выполнением (работой) сети Петря управляют количество и распределение фишек по позициям в сети. Наличие финки в позиции р^ инициирует запуск в производство J -ую ПУЕ, а наличие фишки в позиции р^ обозначает завершение процейса производства единицы данного бригадо-комплекта. Количество ф^иек, находя'дихся в позиции р^ или р^. указывает на количество рвзреиенкых запуску или произведенных Оуигэдо-комплектов. Сеть Петри выпожяется посредством запусков разрешенных переходов.

Переход е Ф в сети Петри С = (Р.Ф.ХЛ]) с маркировкой р будет разроиен, если ■«= Р Ц(р£) 2

¡•орэход € ? в сети Петри С = с маркировкой ц бу-

дет разрешен. если р(р{) = и для V р( ^ р ц -I к

|Кр{) = для V р{ е р и х^ ± 0 .

В результате запуска разрешимого перехода создается нсвал маркировка ц'(Р(), которая определяется г.яодуюгим образом:

Ьектср всех маркировок р - фактически является функци-

ей следущего состояния производственного процесса.

состояние сети с маркировкой р в момент времени £ определяется ве маркировкой и измеряется в виде множества всех разрешенных переходов Ф .. Таким обрезом, мы определили фронт работ Ф*{1). В каидий момент времони £ запускаются перехода (что соответствует запуску бригадокомшгокгов в производство) из фронта ^ (£), то есть чр1 с Ф^'Л). При этом возможна ситуация, когда ресурсов для запуска всего множества переходов из фронта Ф1(I) недостаточно. Определение оптимально возможного количества одновременно запускеемых переходов и очередности их запуска решается с помощью модели оперативно- ка-

лондарюго планирования :

= 1ЮХ ) X ,7

ил

£ ^ + Бе к

т1п

(5)

£ в Г£«;£° ;}]

и вга) = а) г=т

< иа.а) £ и

Ъз35 %з а, - Я - «1

+и >

VI" /г »

зз

, у } * Вга) , з=Г75,

V ?

и • чл'

2

«в/г)

иг

V 3=17^ , Л * (£)

(6)

(7)

(8) (9)

ао)

(11)

(12)

о

]> (О - V <= ^(«Г (13)

а 0 , ^ £ О , * О. ^ г О . (14)

где :

В^ Г £ ^ - множество индексов бригадокомплектов, которые могут выполняться в I -ой бригада в момент времени I ; ■ множество бригадокомплектов, допустимых по технологии к выполнению в бригаде г ;

Ф1(гО - множество индексов всех бригадокомплектов из сети Потри, разрешенных к запуску в момент t ;

4 - текущий момент времени ;

*!}' "5 ' " с0°,гн8'гс'гврт1н0> время начала, окончания и длительность изготовления Сригадокомплектэ J ;

u^J(t),UgJ,u~J - интенсивность использования ресурса з-го типа по }-му Срятадокошлекту, соответственно, в f -ый момент времени, максишльно и минимально допустимая ;

Р0Г( £) - фактический остаток ресурса з -го вида в бригаде I, который можно привлечь для выполнения работ из фронта ^ в момент врогонл г и определяется как:

Гв™*" * ра1<*> - Е «5)

где Рд1(Т) - величина доступного в дашшй момент времени ресурса г^ в 1-ой "ригаде . ^ - зромя, на которое произошла задержка начала выполнения бригадокомшшктз ?J е пгдиаздоло^ьга I е г р знача ¡ше определяется из соотношении :

- г) - 15". (16)

где £^ - время равного начала запуска в производство / го брига-докомплыста в I -ой бриг?до;

îj - относительной время завершения работ по производству шожеетва бригадокомплектов из <P.¡(tJ, непосредственно предшествующих по технологии бригадокомплекту J . Время tj и tj11"1 определяется из следующих соотношений :

'3-

' tf. если Fí ^jítf)

V <i=t 'v ' t7 >

'Г"* e • ¿ir^ip > vf' 'j

e - это дискрет времени, намного меньи~Л горизонта планирования, при котором :

íO«ítonT_ < Üsj(t°nr) S J^f e; (18)

tSnT= note frata : £ . u3f1fU = 0*f1. vs=I7S,l (19) 3 t л 3-'1 SJ1 3J

В aтой модели ограничения (G) показывают, что суммарные затрати ресурсов одного структурного подразделения (бригада), одновременно используемых в производства, не должны превышать возможностей этого структурного подразделения в конкретный момент времени.

Ограничение (7) означает, что планируемый фронт работ на данный момент времени долкен быть совместим с профессиональными возможностями данного предприятия. В противном случае из етого фронта работ

ь

выделяется множество (t)\( U5,(£)), которое будет пэренвеено

1 1=1 1

на более позднее время исполнения.

Ограничения (8) - (9) указывают на 1"рэшщы, в пределах которых возможно варьирование объемом одновременно используемого ресурса.

Ограничение (10) задает порядок следования работ в соответствии о топологией изготавливаемого изделия.

Ограничения (II) и (12) определяют время окончания работ над всей партией данного узла, в конкретном подразделении.

В качестве критерия (6) вибрало наименее возможно? по технологии время выполнения последней ИУЕ. Это объясняется том, что мгпамалъ-

шй срок выполнения всей производственной программы, спланированной та дашшй период, совпадает со сроком окончания последнего Зригадо-томплекта го максимальной по времени выполнения технологической сети таготовления изделия.

Решение задачи оперативно-календарного планирования в' рамках этой модели соответствует определении функции следующего состояния 1ля сети Петрл. Применение этой функции к состоянию соти с марки-ювкой ц приводит к образованию нового состояния сети (получаем но-)уга маркировку), что соответствует Фронту работ Ф1 (I) в момент вре-юни 1+1 . Работа данной оптимизационной модели заканчивается в том :лучае, когда из состояния сети но может быть запущен ни один пере-;од, что соответствует пустому Фронту работ = о .

Результатом реиенчя изложенной выше задачи будет такое расправление изготоьлешгя бригадокомплектов по бригадам XJ-^(J=1,J*, =ТТХ*) с определением калепдвршх сроков их изготовления оторые но противоречат ограничениям (6) - (14) и минимизируют при том время выполнения птюизводетвеиной прс-раммы (соотношение (5)).

Модель систем« регулирования базируется на основных соотношени-х модели (5) - (14). В качестве ресурсов используются уточненные на омент г значения (с учетом объемов, определенных при выборе гегули ущих воздействий(РВ)). Объемы и длительность применения Рй регла-вотируется действующими на предтрилтии положениями (например, труним законодательством) В связи с этим по каждой группе РВ строит-я своя модель вычисления этих значений.

Для выбора же модели, по которой на момент I будет осуз'нствля-ься определимо объемов регулирующих воздейстьнй на ход г^оизвод-гвп, используем механизм структурной ядонтяг^и о фчксирова:шнм тслом моделей, ЛапярувдиАзя на пранцаюх тоории р&опознарания об -ззов . Пусть зкояомшо-про'тводствепнйя спстбмн в*евт в наличии <7

бсорсзг.ожшх регулирующих воздействий. В каждой конкретной ситуации восмогдо применение определенного % -го регулирующего комп-

лекса. Все множество признаков ПV ра&бгаьэтся на Л подчлгжчсв та-

ь

кшс, что принадлежность учетных даннш: одному из них указиЕает па выбор сооуветствуэтцеЯ модели гычислений ГВ. Дли рэзбиенич используется понятие разделявших поверхностей Д/П ,о;=0.

!> с?

Б данном случае в качестве сбразов Оудзт использоваться множество способов регулирования, а в качестве, лрпзнак..з - параметра, ха-рактерчэущие ход прсизводства, внешнее среда я системы регулирования.

В качестве параметров, характеризующих объект управления, используется :

- перечень бригадокомплектов по бригаде I, которые чз-зи помел, в производственной системе не могут бить выполнены в ня;;яа-чэвшй момент времени £ и будут перенесены на более поздний с-рск;

Лu£JJ/'£^ - объем работ по £* -му яеекледаруемому ресурсу, кот.тай переносится на поздагий срок по } -ому бригадоксмллекту в моуент ьре-вр^'инл Г ;

- об^ий объм работ по з -му ресурсу. нодойыподнешшй нн ко-нэц прогнозируемого периода;

)= г - общий объем дефицита з -го ресурса на г кИ

Г^ГЦ) дэт, в I -ой бржгадэ. Все эти параметры определяются на стадии учета выполнения хода производств?...

Параметры, характеризующие дест^билизирущэе воздействие вяеы-ной среда на об!акт управления, определяются в результате работы имата^.юшюй модели с использованием статистических дашл;} фуякцло-^итюп'.объекта за прошедшю периоды:

i'^jf£ J - объем потерь фонда о -го тала ресурса' в i -ой бригаде за счет воздействия помех. Параметры, характеризующие состояние системы регулирования, определяются в результате решения задачи определения объема дополга-толыюго ресурса для стабилизации плановой траектории в соответствии с модель» Сроди этих параметров будем использовать : If»(t) - объем а -го вида ресурсов, который гложет быть использован в момент t в результате применения g -го регулирующего воздействия для ликвидации отклонений. Объем сверхурочных работ при атом вычисляется по следующей модели: Минимизируется отклоногтио фактической траектории от плановой А

4 = <П2£ [ Z, Ьи-.аЛ) - ] —-» min (20)

a^H[(t) /^ (t 3J 0L

с учетом сле.цукиих огрятгчотий-I. На возможность иримэнения в t -ыЗ день конкретного объема сверхурочных работ по s-ой профессии, обусловленные трудовым законодательством :

ra?(t) Й i7<g( t) - 1) . (21)

t

2 3° • (22)

2. Ну пропорциональность исполье-опэяия з -ых ресурсов по J :,?/ брч-недокомплекту. Несоблюдение ;л'ого условия приводит к сложит зависимостям магрицч трудозатрат, с одной сторо!ш, и чрезмерному уьеличе-нию незаеераенного производства, с другой :

uB4,B(t) о ,

• ™---= о - • V£"k * R< • -231

u$<t> °hj

3. 0» ра!шчо1гдо (21) опродеилот возможность пополнения данного брл*а-Аоко.члдокта t) сЕэрхурочное ьремя только в том случае, ес-'И *>сэ типы ресурсов, требуемых для его д^гогошкигая, могут быть шдолч'З! бригадой I а это время :

V s V e (24)

¿нелогичным образом строятся модели для каждой гругшы регулирую щего кэлетлекез.

. В третьей главе приводится описание алгоритмов реализация дан ного комплекса моделей и информационной технологии решения зэда операч"1внох'о. управлошя на примере Талдомского завода "Прсмовя^ь".

В качестве метода ромчил задачи календарного плакирования би разрасютан алгоритм, построение которого основано на идее послалова тельногс пересмотра эвристически оправданных вариантов расписаш выполнения работ по изготовлении ПУЕ (из числа возможных к запуску производство) с последующим выбором наилучшего.

Алгоритм представляет собой четыре относительно самостоятельны части:

I) определение фронта работ fia момент времени t, под которым Судо понимать множество работ, разрешенных по технологии изготовления запуску в производство, но еце не. выполненных. Реализация этой част алгоритм« основывается на последовательном расчете маркировки сети orrpe-змеями множества переходов, разрепенных к запуску в момент t;

Р.) проведение конкурса к постановка ПУЕ на обслуживание в кончрот ноэ производственное подразделен:». Работа этой части алгоритма ос нована на идее использования приоритетных правил. В работе используется свертка приоритетов вида: п

. где:

■х{ (/j ) - частный приоритет работы fj .полученный по i -ому ггаиори тетажу правилу; ч - количество приорптотов; - весошй хоэффи циент i-ro приоритетного правила.

3 данном .алгоритме предполагается использование следующие приэрктел пршил:

- из двух работ р., и Рг большим приоритетом надэляотся то, для ното-ргзй время окончания моншо [п\п(* ^));

- большим приоритетом надо.пяотоя работа с большим числом связей в отношении "сцеплена и предшествует";

- приоритет отдается той работа, для которой интенсивность использования ресурсов мжв&гслыю (тШ(и^,)).

о.З

3) анализ использования производственных мощностей в каждом кокк -эетмом подразделении и, по возможности, яриЕлачоняе дополнительного «кдчпсп з ресурсов д.;:я работ,- поставленных на обслуживания;

4) формироиацда результатного файла "Плен-графика" и определение рункцик следующего состояния, на бьзе кототой будет определяться [роят работ в послрду»диг> моменты времени.

Для опроделония возможностей иркмонения рогу.тарупцото комплекса 1родлягавтся алгоритм нсслодошия календарного плана на устойчивость и управляемость, состояний ив : б-гока г.нэлИза производственной :итуащв".; прогноза выполнения оил&нировзшшх работ в исоладуьмом ин-'С'рпале Бремени; выбора регу-т.грукдого комплекса и онред^лимя необ-юдяммх ах объемов, а -ак*э корректировки календарного нлгла - при ¡овокиогогости определения едпипатноге регулиру->циго воздействия. Блок-схему всех алгоритмов приводены в кридожечям к диссертации. Процесс выработки ллапг-цнх и у"гр;шюн";иок1П'. роиеннй в задаче СУЯ условиях нргдизгаомого компдлксг мс-д^яой их рваоаич олиенвается охнологичосчой сстьв (ряс.4). Информяшадпшми входили доя прообрэ-ователсй служат : библиотеки оборэччо-копструкторскжх компонентов С"К) (07 - перечень СТК, 0Й- сиисатаз С'ГК), конструкторско-техноло-ической входимости изделия ), библиотеки рабочих центров чожес.твч технологических операций (Г)^) и та описаний (О^.Структур-о ей можно разбить на ряд гкип.».]:

. 'И'1)М:1|.ч.1>М;Ш1, И-Ч'Ч'К^Л СХС.МЫ ирсАЖДГ'ГЗа и^дол^й (нгрогл-

ровагою множества технологических операций в СТК (П1) и уточнение перечня СТК (Пд)).

2. Составления календарного штапа-графика производства (рзсчет ресурсов (П-^) и решение задачи календарного планирования (П^)).

3. Анализа устойчивости разработанного плена (имитация воздействий внешней среди (преобразователь П^) и алгоритм исследование вдаптив-ш свойств плана Т>л^(преобразователь П6)>.

4. Сборе статистика я учета реального хода производства (П^.Пд).

5. Выработки управленческих рошэпий по регулированию производственного процесса (Пд).

6. Параметрической и структурной адаптации комплекса моделей задачи ОУП Г|0).

В заключения сформулированы основные результаты диссертационного исследования.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ ИССЛЕДОВАНИЯ . I. Проведен шалнс особенностей функционирования систем ОУП в современных условиях и выявлены направления их возможного совораен-ствовашгя. В качестве однош из направлений был предложен метод повышения адаптивности плановых ревений, позволяющий повысить тэтгоссо-экономические показатели оперативных планов.

2. В результате анализа модзлоЯ и методов формализованного описания задач оперативного управления обоснован выбор сетей Ретри в качестве аппарата формализации. Сети Петри (в отличие от других графовых моделей, таких как :ПЕРТ-дааграмш, 'JCLA-гр'афы, ГЕР!-сети) не накладывают ограничений на организацию производственного -лроцесса. Испг "тьзсвшмс расширений сетей Нетри (маркированные сета, одерживающие дуги, взвешенные сети) дпет всзмочпгость в полной мере отразить динамику нроизсидствешюп} процесса и разработать механизм фиксации 'К'ох его промежуточных состояний, что дало возможность разрабатывать

- 2S - "

более» сбалансированные календарные планы по ресурсам за счет более рациональной организации производственного процесса.

3. В соответствии с выбранным аппаратом формализации разработана система «одэлей календарного планирования и выбора регулирующих воздэйстзий е условиях бригадокомш1е.чтной организации производств . Предложенный инструментарий разрабстан для исследования влияния двстабализжрунздп воздействий различного рода (в том числе и коньяк-тура рынке) на условия формирования календарных планов и функционирования приборостроительного предприятий.

4. В качестве мэтодз автоматизированного составления календарши планов и выбора регулируициг яоздэйствий дм ликвидации возникало отклоноаий в производственном процессе предложен комплекс алгоритмов, оффективгость которых подтверждается практической их апробацие! на Талдомском завода "Яромовязь" и Львовском мотозаводе. Дааньгё комплекс алгоритмов позволил уменьшить затраты, связанные со "сбоями" в производственном процессе зе счет сокращения времэш реагирования не производс^еннне ситуации.

5. Предложена информационная технология задачи ОУ, связывающэ! все етапы процессов оперативного управления в единую тохнологическуи схему обработки информации.

Основные положения диссертации опубликованы а следующих работах: 1.1)ранэц S.E., Ярешк М.И., Цурха IX.. Нер^гуляк Г.В. Нормировали; станс-падл работ мэталлооСриПст-.'валцего участка производства //Совер-аенствоватио хозяйственного механизма: Сб.науч.трудов при Льзовско.1 ун-та. Серия зкок. Внлуск 19.- Львоо,1987. - 0.3 п.л. (на укр.языке Л. fipo/л';: М.я. Сиztíivb оперативного управл^чая цехом в условиях бри гадяого уограсчетн. ,'/Тдаоекткронагаз гаформацйошшх с/стем: Сб.нг.уч 1рУД'»в - fí о'.а п.л.

rJ. fyíwr.t M-X. PwHpOí.K чркюзбвы -КО г .1.тчф"-'Ро4.-.'ЦЖ-!1:1Ь>: сиз гом'«.:' при-

боростроитольного производства. //Проектирование интеллектуальных информационных систем: Сб. пауч.трудов МЭСИ.- М.,1990.- 0.3 п.л. ¿.Яремик М.И. Вопроса совершенствования системы ОУ при<5оростронтвль-аым производством в условиях бригадной форма организации труда. Тез. цокл. Всес. конф. - Одесса, 1990.-с.46-48.

5.Яро?гя:: И.И. Экономикс-математическая модель календарного цланиро-запия для предприятий с мелкосерийным талом производства.// Сб.науч. грудов МЭСИ.- М.,1991.-0.3 П.л.

I гр. О'/ акэ.

Ротяг.риит МЭС! 1 Б. Сзы1. лгр. 1Л