Оптимизация надежности промышленных предприятий: системно-функциональный аспект тема диссертации по экономике, полный текст автореферата

Автореферат диссертации по теме "Оптимизация надежности промышленных предприятий: системно-функциональный аспект"

12-2

907

На правах рукописи

ОПТИМИЗАЦИЯ НАДЕЖНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ: СИСТЕМНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АСПЕКТ

Специальности 08.00.05 - Экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями,

отраслями, комплексами - промышленность) 08.00.13 - Математические и инструментальные методы экономики

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание учёной степени кандидата экономических наук

Иваново-2012

Работа выполнена в ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный университет»

Научный доктор экономических наук, профессор

руководитель Егоров Владимир Николаевич

Официальные доктор экономических наук, профессор оппоненты Ильин Игорь Васильевич

доктор технических наук, профессор Брагина Зинаида Васильевна

Ведущая организация

ФГБОУ ВПО «Костромской

государственный технологический

университет»

Защита состоится «24» февраля 2012 г. в 13 ч. 00 мин. на заседании диссертационного совета Д 212.062.05 при ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный университет» по адресу: 153002, г. Иваново, пер. Посадский, д. 8, корпус № 8, ауд. 412.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке ФГБОУ ВПО «Ивановский государственный университет».

Автореферат разослан января 2012 г.

Учёный секретарь диссертационного совета

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность исследования. Современные условия динамично развивающейся рыночной экономики устанавливают высокие требования к уровню организации производственных систем, к методам планирования и анализа их работы.

Рассматривая в качестве основной цели деятельности извлечение прибыли или оптимизацию иных, более или менее аналогичных индикаторов, предприятие не может не заботиться о стабильности и надежности своего функционирования, неизбежно находясь при этом в условиях неполной и неопределенной информации и экономического риска. Насущной потребностью поэтому является оптимизация надежности работы производственных систем. Все это требует комплексного рассмотрения широкого круга вопросов, разработки новых способов и подходов в их исследовании.

Показательно, что даже метод штрафных функций, являясь достаточно эффективным оптимизационным методом, лишь в ограниченном числе работ использовался в качестве экономико-математического инструментария, хотя и допускает очевидную экономическую интерпретацию, а его внедрение обеспечивает новые и эффективные подходы к решению ряда важных экономико-организационных проблем.

Исследованием проблем надежности производственных систем занимались такие специалисты, как П.А. Ватник, Е.Г. Гинзбург, В.В. Демьяненко, В.Н. Егоров, Д.И. Коровин, И.В. Ильин, В.А. Иванов, С.Д. Ильенкова, Ю.А. Львов, Ю.П. Маркин, О.Г. Туровец, З.В. Брагина, Р.Д. Баззел, Д.Ф. Кокс, Р.В. Браун, З.А. Завьялова, И.В. Липсиц, О.П. Яковлева, В.Н. Кабанов, В.В. Косов, М.А. Рогов, М. Базара, Ф.П. Васильев и другие. Однако анализ работ этих и других авторов показал, что такой оптимизационный инструмент как метод штрафных функций к исследованию проблем надежности производственных систем не был применен в достаточной мере.

На основе вышеизложенного представляется возможным сформулировать следующую цель исследования: оптимизация надежности промышленных предприятий посредством

вовлечения в число оптимизационных методов мощного инструментария штрафных функций.

Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:

1. Изучить возможности использования функционального и системного подходов при решении оптимизационных проблем надежности, оценить эффективность этих подходов и изучить возможность их комплексного использования.

2. Изучить эффективные способы повышения уровня надежности как производственных систем в целом, так и их функциональных подсистем. Особое внимание при этом уделить повышению уровня организации производства в кризисных ситуациях посредством минимизации экономических потерь от ненадежности функционирования производства.

3. Исследовать сферу возможного использования метода штрафных функций, систему объективных ограничений его применения, возможности комплексного использования этого метода.

4. Рассмотреть проблемы, возникающие при использовании метода штрафных функций в условиях реальных производств.

5. Определить общие принципы адаптации метода штрафных функций применительно к оптимизации надежности производственных систем и оценить результативность практического применения предлагаемой методики.

Объектом исследования является производственная система, изучаемая и рассматриваемая с точки зрения комплекса целей ее функционирования и имеющихся ресурсных ограничений при краткосрочном и долгосрочном планировании.

Предметом исследования является надежность производственных систем.

Методологической и теоретической основой исследования послужили работы отечественных и зарубежных ученых в области экономической теории, экономики предприятия, прогнозирования и планирования менеджмента, экономико-математического моделирования, теории надежности производственных систем. Методологическую основу работы составляет широкий спектр общенаучных, специальных и

частных методов исследования. К общим методам относятся: диалектический метод познания, который предполагает изучение явлений и процессов с позиции борьбы и взаимодействия их противоположных сторон; метод системно-структурного и логического анализа. В процессе исследования применялись: функциональный и системный подходы, метод моделирования, аналитический, экспериментальный, абстрактно-логический и графический методы, а также метод штрафных функций.

Научная новизна исследования определяется следующими положениями, которые выносятся на защиту: - по специальности 08.00.05 - экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами — промышленность):

1. Доказано, что комбинированное использование функционального и системного подходов расширяет круг возможных способов повышения надежности, выявленных в рамках функционального подхода для каждой подсистемы в отдельности, приводит к нахождению новых способов повышения надежности за счет изучения взаимосвязей между подсистемами.

2. На основе комплексного использования системного и функционального подходов к исследованию надежности производственных систем определены способы минимизации экономических потерь от ненадежности функционирования производства в процессе планирования и прогнозирования работы предприятий в кризисных ситуациях.

3. Впервые разработаны методические основы оптимизации надежности многопоточного производства линейной структуры в условиях ограничений по складским запасам и выпуска бракованной продукции посредством метода штрафных функций. Доказано, что внутренние (условные) и внешние штрафы являются индикаторами надежности работы предприятия, и, следовательно, их использование в экономико-математической модели производства отражает уровень надежности производственной системы.

4. Обосновано, что повышение надежности предприятия путем оптимизации затрат на ресурсы производства в краткосрочном и долгосрочном периодах с применением метода

штрафных функций, в отличие от известных моделей управления надежностью, представляет возможность оптимизировать работу предприятия путем варьирования ресурсными ограничениями. - по специальности 08.00.13 - математические и инструментальные методы экономики:

5. Определены границы возможного использования метода штрафных функций с учетом организационных ограничений, учитывающих особенности структуры производственной системы и характера выпускаемой ею продукции.

6. Разработан алгоритм оптимизации надежности многопоточных производств линейной структуры в условиях ограничений по складским запасам и выпуска бракованной продукции с учетом внутренних (условных) и внешних штрафов.

Практическая значимость исследования определяется направленностью на совершенствование организации работы по повышению уровня надежности предприятий. Проведенное исследование позволило получить новые научные результаты, касающиеся возможности оптимизации надежности функционирования производственных систем и могут быть использованы при планировании работы предприятия в целях повышения уровня его надежности.

Кроме того, полученные выводы могут быть использованы в научных и учебных целях при изучении вопросов, связанных с управлением предприятиями, обеспечением эффективности их функционирования и т.д.

Соответствие паспорту научной специальности. Диссертационное исследование выполнено в соответствии со следующими пунктами паспорта специальности 08.00.05 -экономика и управление народным хозяйством (экономика, организация и управление предприятиями, отраслями, комплексами — промышленность): п. 1.1.1. «Разработка новых и адаптация существующих методов, механизмов и инструментов функционирования экономики, организации и управления хозяйственными образованиями в промышленности», п. 1.1.2. «Формирование механизмов устойчивого развития экономики промышленных отраслей, комплексов, предприятий», п. 1.1.4. «Инструменты внутрифирменного и стратегического

планирования на промышленных предприятиях, отраслях и комплексах»; а также в соответствии со следующими пунктами паспорта специальности 08.00.13 - математические и инструментальные методы экономики: п. 1.1. «Разработка и развитие математического аппарата анализа экономических систем: математической экономики, эконометрики, прикладной статистики, теории игр, оптимизации, теории принятия решений, дискретной математики и других методов, используемых в экономико-математическом моделированию).

Апробация результатов исследования. По тематике исследования опубликовано 9 научных работ, общим объемом 2,48 печатных листа (в том числе диссертанта - 2,28 п. л.).

Основные положения диссертационной работы были доложены на Научных конференциях фестиваля студентов, аспирантов и молодых ученых «Молодая наука в классическом университете» (Иваново, 2008—2009); Международной научно-практической конференции «Инновационное развитие экономики России: ключевые проблемы и решения» (Иваново, 2010); 18-й Всероссийской межвузовской научно-технической конференции студентов и аспирантов «Микроэлектроника и информатика -2011 »(Москва, 2011).

Структура и объём диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, трёх глав, заключения, списка литературы и приложений. Диссертационная работа изложена на 139 страницах, в том числе список использованной литературы, включающий 140 источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность темы исследования, указаны объект и предмет исследования, определены цели и задачи научного поиска, раскрыта научная новизна и практическая значимость полученных научных результатов, представлены сведения об их апробации.

В первой главе «Экономические проблемы надежности производственных систем: функциональный и системный подходы» дан обзор работ отечественных и

зарубежных учёных, исследовавших различные аспекты экономической надежности производственных систем. Показано, что такой оптимизационный инструмент как метод штрафных функций в контексте исследования проблем надежности производственных систем не нашел должного отражения. Дан обзор современных подходов к анализу производственных систем и выявлению способов повышения их надежности.

Обоснована целесообразность совместного применения функционального и системного подходов, а также совершенствования функционального подхода с использованием весовых коэффициентов.

Согласно функциональному подходу надежность производственной системы в целом определяется надежностью ее функциональных подсистем - структурированных совокупностей производственных действий и принципов, направленных на обеспечение выполнения строго определенного круга задач одного характера. Надежность предприятия должна оцениваться как надежность всех его подсистем, разных аспектов его деятельности и складываться из совокупного достижения каждого из вида надежностей. На наш взгляд, мероприятия по повышению надежности у различных подсистем отличны по своей значимости, поскольку в разные периоды развития производства выходят на первый план те или иные его функции. Так, можно говорить о том, что в условиях двадцатилетней давности доминирующими были организационная и управленческая функции. Логично, что в такой ситуации внедрение способов повышения надежности, например, экологической подсистемы не привели бы к видимому результату. Напротив, повышение надежности доминирующих подсистем вносит больший вклад в работу предприятия в целом.

На сегодняшний день все более актуальным становится информационное обеспечение производственных систем: проблема эффективности функционирования и непрерывности развития предприятия во многом зависит от своевременного обеспечения процесса управления качественной информацией, которая в свою очередь обеспечивает адекватность управленческих решений. Таким образом, можно заключить, что надежность всего предприятия складывается из надежности

работы всех его подсистем, но больший вклад вносят наиболее значимые подсистемы в определенный временной интервал.

В то же время, при анализе работы предприятий нельзя не учитывать взаимовлияний и связей различных производственных составляющих (неважно - структурных или функциональных), включенных в процесс достижения его главной цели. Поэтому функциональный подход с этой точки зрения не может рассматриваться изолированно от основных системных положений.

Системный подход предполагает раскрытие целостности объекта, выявление и изучение его внутренней структуры, взаимосвязи внутренних компонентов системы. При таком подходе производственная система определяется не просто как арифметическое сложение отдельных составляющих ее функциональных подсистем, а возникает системный эффект, проявляются дополнительные качества системы.

Сочетание между собой функционального и системного подходов позволяет расширить спектр возможных способов повышения надежности производственных систем за счет вовлечения в этот круг особых способов повышения надежности. Так, например, задачей коммуникационной подсистемы является поиск наиболее надежных поставщиков и потребителей. Однако на сегодняшний день особенно актуально проведение различных торгов и тендеров, многие из которых предписываются законодательно. Поэтому в части соблюдения нормативных требований к процессу поиска компаньонов подключается юридическая подсистема. В зависимости от структуры организации двух названных подсистем могут быть выявлены такие способы повышения надежности как подготовка юридической подсистемой регламентов прохождения процедуры торгов с учетом специфики предприятия, разъяснение нормативных положений сотрудникам коммуникационной подсистемы, оперативная проверка подготовленных документов специалистами юридической подсистемы.

Исследованы процессы планирования и прогнозирования с точки зрения факторов повышения надежности работы предприятия. На наш взгляд, в этой связи заслуживающим внимание является вопрос влияния значимости функциональных

подсистем на процессы планирования и прогнозирования. Особенно ярко такая зависимость может быть выявлена в кризисных ситуациях, поскольку именно в условиях кризиса на первый план выходят те или иные функции предприятия, а соответственно и работа функциональной подсистемы.

Так, было отмечено ранее, что в настоящее время все большую значимость приобретает информационная подсистема, в то же время экологическая подсистема считается достаточно стабильной и не слишком весомой в оценке надежности работы предприятия. Однако, например, мощный взрыв, произошедший на атомной электростанции «Фукусима-1» в Японии в марте 2011 года, резко переставляет приоритеты, и в такой ситуации уже именно экологическая подсистема предприятия начинает играть главную роль. Как следствие, происходит переориентация целевых установок и изменение результатов процессов планирования и прогнозирования.

То есть главную роль в процессах планирования и прогнозирования будут играть те функциональные подсистемы, на которых в большей мере отразилась кризисная ситуация, именно они будут оказывать более значительное влияние на процесс принятия управленческих решений.

Кроме того, может быть произведено своего рода наложение системного подхода к изучению производственных систем на функциональный. Тогда в условиях кризиса обнаруживается влияние части таких наложений на процессы планирования и прогнозирования. Так, например, системный принцип внешнего дополнения требует прогнозирования нормативного уровня управленческих, организационных, технических, технологических и других резервов. Принцип целеобусловленности предполагает планирование направлений развития и организации производства в соответствии с целевыми установками, при резкой смене которых в кризисных ситуациях соответственно должно проводиться перепланирование.

Таким образом, при совместном применении системного и функционального подходов к изучению производственных систем можно говорить о влиянии некоторых проявившихся при этом особенностей на процессы планирования и прогнозирования, а также о значительной роли кризисных

ситуаций, выводящих на первый план деятельность той или иной функциональной подсистемы, что в свою очередь также отражается на процессе принятия управленческих решений.

Если говорить об управлении системой в целом, то существует достаточно много моделей принятия решений, в то время как моделей управления надежностью сравнительно небольшое число: модель, учитывающая влияние рисков на принятие решений, модель оптимизации резервов, функциональный и системный подходы. Однако каждая из названных моделей управления надежностью является общей и не лишена определенных недостатков. Поэтому помимо общих моделей в исследовании были использованы частные модели, а именно, метод штрафных функций, который позволил перейти к решению конкретно надежностных проблем.

Во второй главе «Оптимизация надежности производственных систем посредством метода штрафных функций» рассмотрена экономическая интерпретация метода штрафных функций, возможности его применения для решения экономических вопросов.

В общем виде метод штрафных функций может быть описан следующим образом. С помощью функций, задающих ограничения, строится так называемый штраф, который добавляется к целевой функции исходной задачи так, что нарушение какого-либо из ограничений становится невыгодным с точки зрения полученной задачи безусловной оптимизации. С экономической точки зрения это соответствует необходимости понести дополнительные затраты (например, затраты на привлечение дополнительных ресурсов, будь то поставка сырья, наем рабочих, дополнительные капиталовложения и прочее). В конечном итоге, эти дополнительно привлекаемые по сравнению с имеющимися ресурсы с одной стороны потребуют сверхплановых затрат, но с другой стороны появится возможность повысить объемы производства, увеличив при этом прибыль производства. Поэтому штрафная функция играет одновременно роль штрафа за невыполнение наложенных ограничений и показателя возможного увеличения прибыли при дополнительном привлечении ресурсов.

Сформулированы понятия внутренних и внешних штрафов предприятия, возникающих при невыполнении заданных ресурсных и временных ограничений и влекущих уменьшение прибыли. Экономический смысл данных внутренних штрафов заключается в необходимости дополнительных затрат на ресурсы производства. Поскольку в условиях ограничения складских запасов, тем не менее, для производства оптимального объема продукции может потребоваться большее количество сырья, в этом случае возникает необходимость аренды дополнительных складских помещений. Кроме того, появление бракованной продукции также неизбежно приводит к увеличению расходов на производство. Отсюда и возникают такие штрафы, которые названы внутренними. Термин «штраф» здесь толкуется расширительно, а не в собственном смысле этого слова, поэтому он и именуется «внутренним». За возникшие дополнительные расходы в процессе производства у предприятия не возникает обязанность по выплате ипрафов потребителю, а предприятие при этом по-прежнему должно произвести конечную продукцию, дополнительные расходы относятся полностью на счет предприятия и выражаются в уменьшении размера его прибыли. Поэтому можно предположить, что для повышения надежности работы предприятия необходимо на стадии планирования будущих объемов производства учитывать возможность возникновения дополнительных расходов, отражая их в функции прибыли.

В отличие от внутренних внешние штрафы являются штрафами в собственном смысле этого слова. Поскольку в случае недопоставки товара заказчику в установленные сроки предприятию-производству необходимо будет выплачивать штраф в установленном заранее размере в зависимости от времени задержки. Учитывание фактора задержки производства также приводит к повышению надежности работы предприятия.

Рассмотрены производственные системы со следующей технологической структурой (см. Рис. 1). Система состоит из п звеньев. На каждом звене потребляется исходное сырье или полуфабрикаты, произведенные на предыдущих звеньях, которые в свою очередь обрабатываются, на следующее звено передается

произведенная продукция. После л-го звена готовая продукция поставляется потребителю.

На первый узел поставляется п0 видов сырья в объеме хт,...,х01Ь. На /-ом звене может быть произведено л, видов продукции (/ = 1,...,и). Обозначим через количество

произведенной продукции каждого из видов соответственно (/= 1,...,и). При этом будем считать, что если сырье используется на /-ом звене, то произведено оно было на предыдущем. Существуют нормы расхода сырья на каждом из узлов для производства каждого вида продукции, а^ - норма расхода к -го

вида продукции (г-1)-го звена для производства у-го вида

продукции 1-го звена (/ = 1,...,л; / = 1.....и,; к = !,...,«,_,).

Себестоимость производства у-го вида продукции г-го звена обозначим си (/= 1,...,и;у' = 1,...и<). зц - цена у -го вида продукции ¡-го звена (г - 1,...,и; ] = 1,...и,).

1 2 п

Рис. 1. Структура многопоточной производственной системы

Таким образом, задача состоит в оптимизации функции прибыли, которая составляется и максимизируется для системы в целом.

Обозначим через вх.....вп- время запаздывания

производства каждого из видов товаров. Естественно предположить, что - случайные величины. Тогда V -

величина штрафных санкций, в которой учитываются задержки, возникающие при производстве конечного продукта, то есть на пом эвене системы. При этом величина штрафных санкций обычно принимается пропорциональной времени недопоставки

продукции и ее стоимости, то есть: V = • ^ • хы • в1, где к) -

м

коэффициент пропорциональности, который определяется в зависимости от установленного в контракте поставки размера штрафа за просрочку.

В этом случае планирование объемов производства в условиях ограничений по складским запасам с учетом внешних штрафов будет оптимальным при такой количественной комбинации производимой продукции, при которой предприятие получает наибольшую прибыль за вычетом всех выплачиваемых штрафов. Возникает проблема максимизации функции прибыли, уменьшенной на размер штрафных санкций:

IV - Утах, (1)

где Ж - прибыль производства в условиях ограничений по складским запасам с использованием метода штрафных функций:

1=1 ¡=1у '

¿3 тах

м 1 ^ V 7=1

1=1 ¡=\

Л (2)

Результатом решения задачи (1) с помощью алгоритма метода штрафных функций будет являться набор значений *„,...,х,л ( / =!,...,и), выражающий объем производства, при

котором будет достигаться наибольшая прибыль предприятия.

В результате анализа влияния функции V, отвечающей за появление внешних штрафов на общий план работы предприятия, был сделан вывод, что в случае запаздывания производства продукции должен корректироваться объем производства. Причем вычитание функции V из выпуклой функции IV приводит к смещению оптимального решения в сторону уменьшения как прибыли, так и объемов производства

То есть представляется необходимым следующий алгоритм исследования. Предварительно нужно провести сбор статистических данных для построения необходимой статистики на конкретном производстве - такой как увеличение при выпуске

брака норм расхода сырья и себестоимости продукции. Затем определить зависимость этих показателей от объемов производства. Для определения внешних штрафов нужно провести анализ наиболее предпочтительных моделей распределения времени запаздывания производства каждого из видов товаров. Условие ограничения по складским запасам закладывается в оптимизируемую функцию.

Обосновано, что внутренние и внешние штрафы позволяют не только учесть в модели возможные убытки и потери от различных непредвиденных ситуаций, но и проанализировать пути их преодоления для оптимизации работы предприятия и, как следствие, для повышения надежности производственной системы.

Посредством метода штрафных функций изучены возможности оптимизации затрат на ресурсы производства в среднесрочном и долгосрочном планировании. Оптимизация затрат заключается в создании системы управления ресурсами, обеспечивающей максимальную производительность при необходимом минимуме затрат. Однако, оптимизация затрат на ресурсы может иметь как количественный, так и качественный аспект. С точки зрения количественного аспекта принимаемое управленческое решение должно определять объем и соотношение используемых ресурсов, а с точки зрения качественного аспекта производится выбор определенного набора ресурсов из возможного взаимозаменяемого разнообразия. Принятие управленческих решений базируется на целях и стратегии деятельности предприятия. Поэтому целенаправленность предприятия определяет качественные характеристики используемых ресурсов.

Необходимо учитывать, что входными величинами производственных систем служат разного рода ресурсы: материальные (природные, средства производства), трудовые ресурсы, информационные ресурсы (сведения о ценах, технологии и др.), капиталовложения и прочие. При этом неизбежна ограниченность ресурсов, что невозможно не

учитывать при построении оптимального плана производства. В конечном счете, задача выбора наилучшего варианта производства сводится к решению экстремальных задач, то есть нахождению оптимума целевой функции с заданными ограничениями.

В третьей главе «Информационно-методологические проблемы использования метода штрафных функций как модели управления надежностью» приведены результаты адаптации практического применения предлагаемой методики. Проанализированы необходимая информационная база исследования, некоторые особенности, возникающие при подготовке информации, рассмотрен порядок сбора и хранения требующихся данных, а также проанализированы аппроксимирующие функции и возможные распределения случайных величин.

Рассмотрены результаты проведенного

экспериментального исследования на ООО «Гарнец» (г. Иваново), позволившие проанализировать эффективность применения метода и обосновать его целесообразность.

Проведенное исследование за девять месяцев 2011 года позволяет сделать вывод, что в месяц в среднем выпускается 1,68 % бракованной продукции от общего объема производства. При этом гипотеза о зависимости количества брака от объемов производства подтвердилась, поскольку коэффициент корреляции между этими двумя наборами величин оказался равным 0,82, что свидетельствует о значительной корреляции по шкале Чеддока, то есть количество выпускаемого брака напрямую зависит от объемов производства.

Производственная система в данном случае состоит из четырех звеньев. На первом звене потребляется восемь видов сырья (х01,...,х0|)). Фирма выпускает шесть групп конечной продукции - х41,...,х4 6.

Проведя сбор статистических данных, обнаружилось, что объем возникающей при производстве бракованной продукции коррелирует с расходом сырья с коэффициентом 0,95. Далее были определены нормы расхода сырья и себестоимости производимой продукции по каждой группе товаров как

функциональные зависимости от объемов производства. Известны цены реализации готового продукта и ограничения по складским запасам.

Специфика производимого предприятием товара такова, что задержки в производстве приводят к невозможности дальнейшей реализации продукции по ее первоначальной цене. Большая величина штрафов в этом случае связана с тем, что заказчик, не получив необходимое количество товара в нужный срок, не имеет возможности восполнить недопоставленное за счет сотрудничества с другими поставщиками, поскольку сроки реализации изделий - как правило, невелики. В тоже время на производстве присутствует большое количество причин возникновения сбоев, появляется весомая доля бракованной продукции. Исходя из условий договора поставки, коэффициент к внешней штрафной функции равен 0,05.

Проанализировав собранные статистические данные, касающиеся времени задержки в поставках продукции заказчикам, было выявлено, что наиболее предпочтительным видом распределения исследуемой выборки является логнормальное распределение. Значения времени запаздывания в будет определяться математическим ожиданием этой величины, равным 1,2 часа в день.

Далее по имеющимся данным была составлена задача планирования выпуска изделий, максимизирующая прибыль, с условиями ограничений по складским запасам и возможных задержек в поставках готовой продукции. В итоге был получен следующий план производства

(*41.*«.*«э.*44.*45>*4б) = (124656,371394, 7598,10401,18441,16304) с прибылью 17 479 074 рублей. В то время как в реальности завод производил в 2011 году в среднем 125961 кг продукта первого вида, 274235 кг - второго вида, 3558 кг - третьего, 7953 кг -четвертого, 332 кг - пятого и 11286 кг продукта шестого вида в месяц, при этом прибыль составляла в среднем около 2,9 миллионов рублей в месяц.

Приведенные значения показывают, что близок к оптимальному только объем производства продукта первого вида, в этом направлении производственная система работает на

полную мощность, однако по всем остальным видам продукта реальные показатели существенно ниже выявленных. Это при том, что значение возможной прибыли не в два и даже не в три, а в шесть раз больше той, которую в действительности зарабатывает предприятие. Объемы складских запасов могут позволить увеличить месячную прибыль на 14,5 миллионов рублей и в данный момент они используются не в полной мере. Другой вопрос, что производственные мощности могут быть не рассчитаны на соответствующие объемы производства, но проблема технологической оснащенности завода видна невооруженным глазом и руководство нацелено на ее преодоление.

Полученное оптимальное решение показывает, что производственные мощности необходимо усиливать и направлять на изготовление продуктов вида 2-6. Продукт первого вида лучше производить в существующих объемах, а если и увеличивать, то только по остаточному принципу.

При рассмотрении задачи оптимизации затрат на ресурсы производства были рассмотрены следующие категории ресурсов: сырье, материалы, энергоресурсы и трудовые ресурсы. В результате был получен оптимальный план производства, при котором ресурсы используются в количестве х, = 440308, х2 = 1500156, % = 1000000, хА = 250, производя при этом 522090 килограмм готовой продукции. Как видно, решение не предусматривает увеличение штата сотрудников, привлечения дополнительных энергоресурсов на увеличение производственной мощности также не происходит. Однако можно судить о том, что ни в один из анализируемых месяцев на заводе производственные мощности не использовались в полную силу, и не расходовалось более 350000 килограмм сырья, выпуск готовой продукции при этом не превышал 460000 килограмм. Мы уже вели речь о необходимости увеличения объемов производства определенных видов товаров, как видно, технологические особенности позволяют это сделать и в ближайшее время без сложного переоснащения цехов. Однако на увеличение объемов производства может потребоваться большее количество ресурсов, чем позволяют складские запасы, в таком

случае, возможно привлечение дополнительных ресурсов, непосредственно поставляемых в производство, без предварительного хранения на складах. После

переоборудования, запланированного руководством предприятия, и уменьшения в связи с этим штата сотрудников, соотношение затрат на различные виды ресурсов будет уже другим, поэтому построение новой производственной функции должно проводиться после каждого значительного изменения.

Подводя итог, можно сделать вывод, что составленная модель работы завода позволила определить необходимость производства определенных видов товаров в больших количествах для получения наибольшей прибыли. Поэтому главной задачей маркетинговой подсистемы предприятия должно стать усиленное дополнительное продвижение на рынке именно этих видов товаров. Проведенное исследование показало, что, с одной стороны, остро ощущается на производстве нехватка современного оборудования, позволяющего более точно проводить многие операции, уменьшить количество ручного труда и, как следствие, долю произведенного брака, а с другой стороны, и в имеющихся условиях возможен прирост выпуска готовой продукции с привлечением дополнительных заказчиков и поставщиков.

В заключении обобщаются результаты проведённого исследования, сформулированы следующие выводы:

1. Функциональный подход позволяет классифицировать способы повышения надежности по функциональному признаку в зависимости от причин возникновения отказов, сбоев и нестабильности в работе подсистем. Надежность всего предприятия при этом складывается из надежности работы всех его подсистем, но больший вклад вносят наиболее значимые подсистемы в определенный временной интервал.

2. Системный подход исследования производства в дополнение к функциональному позволяет выявить такие качества системы, которые являются следствием взаимодействия отдельных ее составляющих, проанализировать связи между подсистемами, а также с внешней средой. Поэтому можно говорить о том, что функциональный и системный подходы взаимно дополняют друг друга. Поскольку первый дает

возможность детального рассмотрения каждой функциональной подсистемы, выявления ее особенностей и способов повышения надежности, а второй позволяет соединить все слагаемые в единую целостную систему.

3. На процессы планирования и прогнозирования работы производственной системы оказывают влияния уровни значимости ее функциональных подсистем в определенный момент времени, особенно в кризисных ситуациях. Особенности совместного применения системного и функционального подходов к изучению производственных систем также воздействуют на процессы планирования и прогнозирования.

4. Для решения проблемы надежности производственных систем был выбран метод штрафных функций, универсально применимый для задач экономики, сводимых к задачам линейного и нелинейного программирования. В работе исследован экономический смысл оптимизационного метода штрафных функций путем интерпретации ограничений оптимизационной задачи в зависимости от реальных условий, например, необходимостью дополнительных затрат на ресурсы производства, на аренду дополнительных складских помещений и прочее.

5. Рассмотрена модель планирования работы многопоточного производства линейной структуры с учетом внутренних и внешних штрафов. Внешние штрафы появляются при невыполнении производственной системой своих обязательств перед заказчиками, а внутренние штрафы возникают во внутренней среде предприятия, это всевозможные ресурсные ограничения, а также все внутренние процессы, которые могут повлечь увеличение расходов на производство, например, появление бракованной продукции. Возможность возникновения таких событий, являющихся неопределенными и вероятностными, необходимо учитывать для повышения надежности производственной системы.

6. Рассмотрена задача оптимизации ресурсов производства, способствующая повышению надежности работы предприятия. Выявлено, что метод штрафных функций позволяет проанализировать ситуацию по необходимости привлечения дополнительных ресурсов для увеличения прибыли

производственной системы. Заложенные в методе штрафные функции, взимающие штраф за невыполнение ресурсных возможностей, интерпретируются как затраты на привлечение дополнительных ресурсов на производство, позволяющее достичь наибольшей прибыли.

7. Проанализирована информационная база исследования, обоснован порядок и способы сбора требующихся данных, на примерах рассмотрены особенности различных подходов к просчету необходимых в модели величин. Проанализированы аппроксимирующие функции и возможные распределения случайных величин, требующихся в модели. Исследованы ожидаемые результаты от применения подхода.

8. Проведенное экспериментальное исследование на ООО «Гарнец» (г. Иваново) позволило выявить основные причины возникновения сбоев в производстве в виде изготовления бракованной продукции. В результате построения модели, в которой были учтены возможный выпуск бракованной продукции и другие ограничения системы, был получен оптимальный объем производства для получения наибольшей прибыли. Кроме того, была выявлена целесообразность производства некоторых видов товаров в больших количествах. Построенная модель позволила сформулировать положения по оптимизации работы производственной системы без кардинального переоснащения цехов.

Основные положения и научные результаты исследования отражены в следующих публикациях:

1. Степович Г. С. К проблеме оптимизации надежности многопоточного механообрабатывающего производства // Современные наукоемкие технологии. Региональное приложение. - 2011. - № 3 (27). - С. 63-68 (0,58 п. л.).

2. Степович Г. С. Надежность производственных систем: комбинирование функционального и системного подходов // Российский экономический интернет-журнал [Электронный ресурс]: Интернет-журнал АТиСО / Акад. труда и социал. отношений — Электрон, журн. - М. : АТиСО, 2011. - № гос.

регистрации 0420900077. - Режим доступа: http://www.e-rei.ru/Articles/2011/&ероуйсЬ.р<К1 свободный - Загл. с экрана. (0,32 п.л.)

3. Степович Г. С. Оптимизация затрат на ресурсы производства методом штрафных: функций // Научные труды Калужского государственного педагогического университета имени К.Э. Циолковского. Серия: Естественные науки. 2011. -Калуга: Издательство КГПУ имени К.Э.Циолковского, 2011. -С. 124-128 (0,18 пл.).

4. Степович Г. С. Оптимизация затрат на ресурсы производства // Проблемы экономики, финансов и управления производством: Сборник научных трудов вузов России. -Иваново : Иван.гос.хим.-технол.ун-т, 2011. Вып. 30. - С. 178-181 (0,23 пл.).

5. Степович Г. С., Егоров В. Н. Оптимизационное планирование объемов производства в условиях ограничения по складским запасам с учетом внешних штрафов // Вестник молодых ученых ИвГУ. Приложение к журналу «Вестник Ивановского государственного университета». 2010. Вып. 10. -С. 25-29 (0,4 п. л.).

6. Степович Г. С. Модель планирования механо-обрабатывающего производства в условиях ограничений по складским запасам // Вестник молодых ученых ИвГУ. Приложение к журналу «Вестник Ивановского государственного университета». 2010. Вып. 10. - С. 37-42 (0,4 п. л.).

7. Степович Г. С. Сходимость метода штрафных функций в линейных нормированных пространствах // Вестник молодых ученых ИвГУ. Приложение к журналу «Вестник Ивановского государственного университета». 2008. Вып. 8. - С. 3-5 (0,18 п. л.).

8. Степович Г. С. Модель планирования механо-обрабатывающего производства с учетом внутренних и внешних штрафов // Инновационное развитие экономики России: ключевые проблемы и решения: материалы междунар. научно-практич. конф. - Иваново : Иван. гос. хим.-технол. ун-т, 2010. — С. 248-249 (0,13 п. л.).

9. Степович Г. С. Проблемы надежности многопоточного механообрабатывающего производства // Микроэлектроника и

информатика - 2011: Сб. мат-лов 18-ой Всерос. межвуз. научно-технич. конф. студентов и аспирантов. - М. : МИЭТ, 2011. -С. 314 (0,06 п. л.).

СТЕПОВИЧ Галина Сергеевна

ОПТИМИЗАЦИЯ НАДЕЖНОСТИ ПРОМЫШЛЕННЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ: СИСТЕМНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЙ АСПЕКТ

Автореферат

диссертации на соискание учёной степени кандидата экономических наук

Подписано в печать 10.01.2012 г. Формат 60x84 1/16. Бумага писчая. Усл. печ. л. 1,4. Уч.-изд. л. 1,0. Тираж 100 экз.

Издательство «Ивановский государственный университет» 153025 Иваново, ул. Ермака, 39

12 "2894

20

102823

50

2010282350