Оперативное управление производством

    Все вышеперечисленные отечественные  и зарубежные системы оперативного управления построены на статическом восприятии хода производственного процесса, а поэтому не могут обеспечить использования рабочего времени рабочих и оборудования более чем на 70%. В 1991 году в Московском государственном университете управления была разработана «Маршрутная система оперативного управления непоточным производством» (МС ОУНП), которая позволяет поднять уровень использования рабочего времени до 90%.

    Преимущества  маршрутной системы оперативного управления непоточным производством состоят в обеспечении: ритмичной, согласованной работы всех звеньев производства по единому графику и равномерном выпуске продукции; максимальной непрерывности процесса производства; максимальной надежности плановых расчетов и минимальной трудоемкости плановых работ; достаточной гибкости и маневренности в устранении отклонений от запланированных графиков работ; непрерывности планового руководства; соответствия типу и характеру конкретного производства, т. е. МС ОУНП фактически позволяет реализовать основные требования, предъявляемые к идеальным системам оперативного управления.

    Маршрутная  система оперативного управления непоточным производством базируется на:

• предварительно упорядоченном движении деталей по типовым технологическим маршрутам;
• в всемерной унификации и типизации технологических маршрутов с целью упрощения связей между производственными подразделениями;
• использовании расширенного состава календарно-плановых нормативов для согласования технико-экономического планирования производства и поставок продукции с оперативным планированием производства;
• применении объемно-динамического метода выполнения календарно-плановых расчетов, который позволяет согласовать сроки прохождения изделий в производстве с равномерной и полной загрузкой рабочих мест на производственных участках;
• специальном организационном механизме сменно-суточного планирования, обеспечивающем поддержание производственного процесса запланированном режиме работы.

    Основным  фактором, влияющим на выбор системы  оперативного управления, является тип производства. Для большинства отраслей промышленности серийный тип производства характеризуется изготовлением ограниченной номенклатуры изделий партиями, повторяющимися через определенные отрезки времени и главная задача календарного планирования как основной подсистемы оперативного управления производством, состоит в определении размера партии выпуска и периодичности запуска ее в обработку.

    Непосредственно управление производством осуществляется на основе планирования, организации  работ, координации, контроля за исполнением решений и регулирования хода производства. Основными составными подсистемами оперативного управления производственной деятельностью предприятия и его подразделений являются оперативно-календарное планирование и диспетчирование производства.

2.1.Особенности оперативного управления в единичном, серийном и массовом производстве.

    Таблица 1.

• Массовое производство. Специальное и специализированное оборудование и инструменты, обеспечивающие  высокую производительность. Синхронизация операций по длительности. Основные рабочие с большим опытом выполнения отдельных операций. Высококвалифицированные вспомогательные рабочие (наладчики). Небольшая номенклатура выпускаемой продукции (переналаживаемый типоразмер). Конвейерная прямоточная организация производственных потоков предметной специализации. Основная задача оперативного управления – обеспечение ритмичности производственного процесса.
• Серийное производство. Переналаживаемое, высокопроизводительное оборудование. Высококвалифицированные рабочие операционщики широкого профиля. Технологическая специализация производства. Широкая, но типовая номенклатура выпускаемой продукции. Основная единица планирования и управления – партия. Высококвалифицированные вспомогательные рабочие – наладчики, осуществляющие переналадку технологий на новый типоразмер выпускаемых изделий.
• Единичное производство. Универсальное оборудование и инструмент. Основные рабочие – универсалы высокой квалификации. Технологическая специализация производства. Широкая и разнообразная номенклатура выпускаемых изделий. Планирование и управление «на заказ» (отдельное изделие или небольшое их количество).

2.2.Использование в оперативном управлении системы сетевого планирования и управления

    Разработка  методических основ формирования оптимальных  календарных планов-графиков предполагает выбор математической модели, полностью  отражающей производственный процесс  на предприятии. В частности, при этом важно учитывать порядок выполнения операций. Построение в этом случае адекватной модели невозможно без сетевого графика.

    Использования системы сетевого планирования и  управления (СПУ) в качестве математической модели сложного производственного процесса изготовления продукции ведет к переводу экономических расчетов на строгие математические основы. Сеть обеспечивает возможность осуществления взаимоувязки и координации движения всего множества заказов, находящихся в производстве. При этом отдельные заказы (их маршруты) выступают как элементы единой системы, которая может быть подвергнута всестороннему анализу. Сетевой граф наглядно отражает существующие между операциями производственного процесса взаимосвязи, позволяет довольно точно определять обязанности между исполнителями.

    Сетевая модель трактуется как модель комплекса  работ, обязательной составляющей которой  является сеть комплекса. Сеть комплекса  рассматривается как абстрактное  понятие, как ориентированный граф, отображающий отношения предшествования и непосредственного предшествования между работами комплекса. Допускается существование двух равноправных типов сетей, в одном из которых работам комплекса сопоставлены дуги (ветви) графа, а в другом - вершины графа. В отечественной литературе наибольшее распространение получили сетевые модели типа работы-дуги.

    Несмотря  на их широкую применимость, сетевые  модели типа работы-дуги обладают одним  очень существенным недостатком. При  осуществлении параллельного или  параллельно-последовательного вида движения предметов труда по операциям производственного процесса сети типа работы-дуги требуют введения большого количества фиктивных операций. А это значительно усложняет сеть, увеличивает объем требуемой информации при подготовке данных для расчета параметров сети.

    Производственный  процесс изготовления сложной продукции  на предприятии может быть представлен  сетевым графом без петель и контуров. Таким образом, выполняется основное требование, предъявляемое к моделируемому  процессу в системе СПУ.

    Особенность задач календарного планирования заключается  в наличии множественности возможных  вариантов решений и, следовательно, возможности выбора наилучшего из них. Для того чтобы найти оптимальное  расписание для задачи календарного планирования в общей постановке, необходимо оценить огромное количество вариантов плана.

    Возможны  два варианта постановки задачи оптимизации. Первая из них предусматривает достижение максимального конечного результата при заданных ресурсах, а вторая - заданного конечного результата при минимальных затратах производственных ресурсов. Задача построения оптимальных планов-графиков рациональной организации производства может быть сведена к первому варианту.

    Последовательность  решения задачи оптимального управления производством включает в себя постановку задачи; определение цели; выбор критерия оптимальности; математическую формулировку задачи; выбор эффективного экономико-математического метода; разработку алгоритма программы и расчет.

    В ходе оперативного управления производством на предприятиях решаются два типа оптимизационных задач. В задачах первого типа определяется оптимальный порядок запуска изделий в производство с целью получения минимальной длительности производственного цикла отдельных изделий. В ходе рассмотрения такой задачи решается проблема оптимальной организации производственного процесса во времени. Для решения этого типа задач используются модели объемно-календарного планирования, а в качестве оптимизационного метода - один из методов теории расписаний.

    Задачи второго типа заключаются в оптимизации использования производственных ресурсов предприятия с целью достижения рациональной организации производственного процесса в пространстве. Такие задачи решаются с использованием модели объемного планирования и методов линейного программирования.

    В традиционной постановке задачи календарного планирования минимизируется один из следующих критериев оптимальности:

• общее время обработки всех деталей (длительность совокупного производственного цикла);
• суммарное пролеживание деталей;
• суммарный простой станков;
• суммарное отклонение от плановых сроков окончания обработки заказов;
• средняя длительность пребывания заказа в обработке.

    Критерием оптимальности, наиболее полно отражающим требование наилучшего использования  производственных ресурсов (при обеспечении минимальных сроков выпуска изделий), основного требования, предъявляемого при решении задач календарного планирования, является минимум длительности совокупного производственного цикла изготовления месячного портфеля заказов. Чем меньше значение этого показателя, тем плотнее составлено расписание, а значит, лучше используются производственные мощности предприятия, его материальные и трудовые ресурсы. В свою очередь, длительность совокупного производственного цикла в значительной мере зависит от очередности обработки заказов на отдельных операциях производственного процесса.

    Условие обеспечения минимальной длительности производственного цикла отдельных  изделий приводит к необходимости  решения так называемой «задачи  упорядочения» с сохранением очередности обработки заказов на всех операциях производственного процесса постоянной. В этом случае процесс оптимизации заключается в выборе такого порядка запуска изделий в производство, который обеспечил бы минимально возможную длительность совокупного производственного цикла и минимум простоев оборудования.

    Модель  оптимизации графиков движения изделий  в производстве с минимальной  длиной расписания в сетевой постановке должна включать целевую функцию, отображающую условия наиболее эффективного выполнения комплекса работ; систему топологических ограничений, вытекающих из структуры графа; систему ограничений на используемые ресурсы

    Зная  правила приоритетности запуска  изделий в производство и используя  в качестве модели производственного  процесса на предприятии систему сетевого планирования и управления (СПУ), можно обоснованно осуществлять все календарно-плановые расчеты производства: