Календарная регламентация производственного процесса на механообрабатывающих автоматизированных комплексах тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Диссертация: содержание автор диссертационного исследования: кандидата экономических наук, Павленко, Владимир Леонидович

Введение

1. Актуальные вопросы календарной регламентации производственного процесса на механообрабатывающих автоматизированных комплексах

1.1. Характеристика производственного процесса на МАК.

1.2. Сущность, необходимость и особенности календарной регламентации производственного процесса на МАК.

1.3. Календарная регламентация и экономическая эффективность организационно-экономических решений.

2. Исследование взаимосвязей и закономерностей календарного движения элементов производства на механообрабатывающих автоматизированных комплексах

2.1. Дифференциация процесса производства на составляющие элементы и исследование свойств возникающих взаимосвязей.

2.2. Выбор рациональных вариантов календарного движения элементов производства и количественная оценка взаимосвязей.

3. Экономико-математические модели и алгоритмизация задач календарной регламентации на механообрабатывающих автоматизированных комплексах

3.1. Разработка экономико-математических моделей календарной регламентации.

3.2. Основные методические приемы алгоритмизации задач календарной регламентации.1X

3.3. Некоторые результаты решения задач первичной календарной регламентации.

Диссертация: введение по экономике, на тему "Календарная регламентация производственного процесса на механообрабатывающих автоматизированных комплексах"

Решениями XX7I съезда КПСС [3] предусматривается проведеше в широких масштабах технического перевооружения и повышение эффективности многономенклатурного производства на базе создания автоматизированных комплексов, цехов и заводов. Они включают станки и транспортные средства с программным управлением, системы автоматизированного проектирования и технологической подготовки, которые позволяют создавать гибкие автоматизированные производства (ГАД)♦

Одним из основных составляющих элементов ГАЛ являются меха-нообрабатывающие автоматизированные комплексы (МАК). В состав МАК входят многоцелевые станки с ЧПУ и другое технологическое оборудование, а также структурные подразделения вспомогательного характера: автоматизированные склады, секции подготовки технологических спутников, инструментальных комплектов и др. В основе организации производства на МАК лежит принцип предметной специализации и групповой технологии.

Важнейшие технико-экономические показатели функционирования МАК закладываются уже на этапе проектирования. В современных условиях, когда упор сделан на повышение эффективности принимаемых решений, ограниченность ресурсов требует создания проектов МАК с организационно-экономическими показателями, близкими к оптимальным, а повышение эффективности научно-технических и проектных разработок является одной из актуальных народнохозяйственных проблем.

Базой для выбора эффективных проектных решений являются оптимизационные модели взаимодействия во времени разнообразных материально-технических и трудовых элементов МАК с учетом различних форм организации и управления производством. Построение этих моделей осуществляется с помощью календарной регламентации, под которой будем понимать специфическую задачу календарного планирования, решаемую на стадии проектирования для получения стабильной картины (стандарт-плана) взаимодействия во времени элементов МАК.

Стандарт-план МАК предопределяет длительность производственного цикла и размер незавершенного производства, потребность в материальных и трудовых ресурсах (спутники, тара, емкость склада, рабочие), является основой для организации автоматизированной системы планирования подготовки производства. Тем самым эффективность плановых решений в части календарной регламентации на МАК влияет на величину капиталовложений в основные и оборотные фонды, на текущие затраты и в целом на эффективность производства.

Календарная регламентация базируется на следующих основных моментах: определен вид календарного плана, получаемого в результате календарной регламентации; имеется описание и формальное представление производственного процесса; разработаны модели, критерии и способы решения задач календарного планирования.

Решение многих из этих вопросов связано с особенностями процесса функционирования системы. Отличительной особенностью МАК является участие в едином производственном процессе разнообразных трудовых и материально-технических элементов [б, бо] , а также функционирование в рамках обособленной системы различных производственных подсистем. Поэтому анализ работ [32,41,63,66, 68,76 и др.] , в которых целью планирования является календарный план-график движения деталей, а также работ по исследованию гибких производственных систем [53,54,58,62,84,86] , анализирующих взаимодействие рабочих позиций и накопителей в части потоков деталей и инструментального оснащения, показал, что получаемые при этом локальные результаты по оптимизации отдельных явлений производственного процесса не обеспечивают сбалансированность системы в целом. Такой подход не отражает сложность взаимодействия элементов МАК и ограничивает область исследования. В то же время в литературе отсутствуют теоретические исследования и методические разработки, позволяющие научно обосновать структуру стандарт -плана, содержание и назначение отдельных план-графиков применительно к таким сложным системам, как МАКи.

Такое же положение складывается при рассмотрении вопросов формального представления производственного процесса на МАК. Традиционно [22,40,66,69] производственный процесс представлен в виде матрицы (или в табличной форме) времен начала обработки деталей на станках, составленной в соответствии с выбранным видом движения партий деталей. Естественно, что в силу тех же причин такой односторонний подход для МАК не приемлем.

Существует значительное количество работ [19,21,23,24,32,35, 40,41,63,68,69 и др. ] , в которых рассматриваются календарные модели применительно к различным организационно-экономическим условиям многономенклатурного производства - модели предметно-замкнутых участков, многопредметных поточных и автоматических линий. Они отличаются между собой в первую очередь степенью реализации принципа прямоточности и порядком прохождения отдельных деталей по станкам, а также другими организационными условиями. Вопросам исследования моделей гибких производственных систем посвящены работы [20,54,65,86] , в которых процесс функционирования системы представлен, в основном, в виде вероятностных моделей системы массового обслуживания, В силу того, что производственная структура Ж и взаимосвязи между его элементами намного сложнее, чем в традиционном многономенклатурном производстве, а вероятностные модели не отражают календарного движения элементов производства, применение рассматриваемых моделей для целей календарной регламентации в МАК не целесообразно.

Для решения задач календарного планирования существуют точные [24,25,27,32,40,57,66,67,73,76,87] и приближенные [6,18,21, 32,24,31,32,63,64,68,75] методы. Большинство исследователей

52,75,78] отмечают, что точные алгоритмы имеют теоретический интерес, а практические задачи решаются на основе эвристических методов. Недостатком последних является то обстоятельство, что в них аналитическое выражение критерия оптимальности фактически не используется. Очевидно, что повышение эффективности данных методов может быть достигнуто за счет применения вместо системы приоритетов и функций предпочтения критерия оптимальности, отражающего экономическую сущность решаемых задач.

Выбору критерия оптимальности в задачах калецдарного планирования уделяется большое внимание. В литературе [8,19,20,22,32, 64,79,88] предлагается большое количество разнообразных критериальных показателей, которые можно использовать в различных условиях производства. В то же время в литературе отсутствуют рекомендации о выборе конкретных критериев применительно к задачам календарной регламентации производства на МАК.

В связи с указанным- проблема календарной регламентации производственного процесса на МАК заключается в решении следующих вопросов.

1. Разработка методических основ формирования стандарт-плана и формального представления производственного процесса.

2. Выбор критерия эффективности, разработка экономико-математических моделей и уточнение методики решения задач календарной регламентации.

Очевидно, что сложность производственной структуры МАК объективно диктует необходимость'системного подхода к решению проблемных вопросов календарной регламентации.

Реализация системных концепций предполагает выделение отдельных подсистем и элементов и анализ взаимосвязей между ними. Имеющиеся в литературе [35,37,44] рекомендации не учитывают все разнообразие явлений в процессе выпуска продукции на МАК, Отсюда возникает задача выбора группы признаков для расчленения комплексного производственного процесса на отдельные составляющие, Для этих целей может быть использовано основополагающее учение К.Маркса о процессе производства как совокупности единичных трудовых процессов и об отношениях между основными элементами совокупного труда,

С позиций системного подхода [44,55,86] производственный процесс можно рассматривать как совокупность разнообразных связей, возникающих между отдельными объектами, участвующими в производстве материальных благ. Отдельные связи, проявляющиеся в рамках единичных трудовых процессов, определяют характер и содержание план-графиков, составляющих стандарт-план функционирования МАК. Формализация взаимосвязей служит также основой для формального представления и исследования процесса функционирования гибких производственных систем [77] . Возникает следующая задача: формализация и исследование свойств взаимосвязей между элементами производства на МАК.

Но формальное представление производственного процесса подразумевает определение временных характеристик последнего с учетом движения его элементов. В публикациях [7,35,40,57] приводятся аналитические зависимости, отражающие временные характеристики взаимодействия станков и деталей для трех видов движения партий деталей. Отмечается [7] , что наиболее сложным является методика определения времен начала (окончания) работ при наличии нескольких станков - дублеров. В работах [35,41] рассмотрены только частные случаи, которые, как показал проведенный нами анализ, имеют ограниченное применение. Вместе с тем в настоящее время отсутствуют работы по выявлению закономерностей календарного движения и взаимодействия элементов МАК - спутников, тары, инструмента и других. В силу изложенного возникает задача исследования закономерностей взаимодействия и календарного движения материально-технических и трудовых элементов МАК, С этой задачей неразрывно связана другая: разработка аналитических зависимостей для определения временных характеристик взаимосвязей,возникающих в процессе движения элементов производства на МАК. Для решения этих двух задач могут быть использованы основные положения теории о видах движения партий деталей [57] в идеализированных условиях - в предположении неограниченного размера ресурсов-и применяемый в [57] метод графоаналитического моделирования.

Особенности производственной структуры МАК и системный подход накладывают свой отпечаток на выбор эконошко-математической модели. Множество ограничений, дискретный характер изменения величины ресурсов и наличие обратной связи делает невозможным полную формализацию задачи в виде общей модели. Поэтому возникает задача разработки совокупности экономико-математических моделей, отражающих структуру стандарт-плана. В связи с этим конкретизируется подход к выбору метода решения- требуется разработать стратегию и основные методические приемы алгоритмизации решения отдельных задач календарного планирования, соответствующие разработанным моделягл. Сюда же относится разработка методики определения величины критериального показателя и включение ее в алгоритм решения.

Перечисленные задачи отражают суть исследований вопросов календарной регламентации производственного процесса на механооб-рабатывающих автоматизированных комплексах.

Актуальность исследований определяется следующим: во-первых, многие проектные решения по выбору схем функционирования МАК, а также определение потребности в ресурсах невозможно научно обосновать б'ез разработки и экономической оценки регламента взаимодействия отдельных элементов МАК; во-вторых, результаты календарной регламентации в значительной степени предопределяют технико-экономические показатели и эффективность производства на МАК; в-третьих, многие проблемные вопросы календарной регламентации в настоящее время не достаточно разработаны.

Цель диссертации - исследование особенностей производственного процесса на МАК, теоретическое обоснование подхода к исследованию взаимосвязей и календарного движения элементов производства в МАК, разработка методического аппарата для количественной оценки взаимосвязей, разработка экономико-математических календарных моделей и методических основ алгоритмизации решения задач календарной регламентации, анализ и выбор критериальных показателей экономической эффективности в задачах календарной регламентации производственного процесса на МАК.

Исследования выполнены на основе материалов MAK-I и МАК-2, в разработке проектов которых автор принимая непосредственное участие.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения.

Диссертация: заключение по теме "Экономика и управление народным хозяйством: теория управления экономическими системами; макроэкономика; экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами; управление инновациями; региональная экономика; логистика; экономика труда", Павленко, Владимир Леонидович

Основные выводы и результаты исследований сводятся к следующему:

1. Рассмотрены особенности производственного процесса на МАК. Выявлено, что в пронессе производства функционируют разнообразные трудовые и материально-технические элементы, соединенные в едином процессе. Между ними возникают функшонально-временные связи,

2. На основе дифференциации процесса производства сформирована совокупность ФВС, выявлены их свойства и разработана структура стандарт-плана функционирования МАК как совокупность календарных план-графиков занятости отдельных ресурсов.

3. Стандарт-план отражает движение во времени элементов производства. В основе его заложены идеализированные графики движения, составленные без учета ограничений по ресурсам.

4. Анализ основных положений теории календарного движения производства показал, что в силу особенностей организации производства на МАК исследование вопросов движения требует дальнейшего развития.

5. Выбраны наиболее рациональные варианты календарного сов-метения (вид движения) и разработаны аналитические зависимости, с помощью которых производится количественная опенка ФВС в идеализированном движении элементов производства (детали, рабочие, спутники, тара, инструмент) через структурные подразделения МАК.

6. Ограничения по ресурсам накладываются в процессе календарного планирования, в основе которого лежат сответствующие модели и методы. Существующие модели не аде статны условиям производства на МАК. Они не отражают реальной картины взаимодействия разнообразных элементов МАК и не позволяют опенить функционирование системы и целом.

7. Разработаны общая стратегия и экономико-математические модели задач календарной регламентации с учетом выявленных закономерностей движения элементов МАК, а также методические основы расчета потребности в ресурсах с учетом календарного регламента МАК.

8. Уточнены с учетом организационно-технических особенностей МАК основные методические приемы алгоритмизации отдельных задач с ориентировкой на выбранный критерий оптимальности.

9. Результаты исследований были использованы при разработке организационно-технических проектов МАК для ряда предприятии отрасли. Экономический эффект от использования научно-исследовательской работы составил более 150,0 тыс. руб.