автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация оперативного планирования и управления литейным производством на основе системного моделирования и структурной оптимизации составов шихты

кандидата технических наук
Ахмедшин, Ильдар Тахирович
город
Уфа
год
2009
специальность ВАК РФ
05.13.06
Диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению на тему «Автоматизация оперативного планирования и управления литейным производством на основе системного моделирования и структурной оптимизации составов шихты»

Автореферат диссертации по теме "Автоматизация оперативного планирования и управления литейным производством на основе системного моделирования и структурной оптимизации составов шихты"

На правах рукописи

АХМЕДШИН Ильдар Тахирович

АВТОМАТИЗАЦИЯ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И СТРУКТУРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВОВ ШИХТЫ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

□□3469777

Уфа-2009

003469777

Работа выполнена в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Уфимский государственный авиационный технический университет» на кафедре автоматизированных систем управления

Научный руководитель д-р техн. наук, проф.

РЕЧКАЛОВ Александр Васильевич

Официальные оппоненты

д-р техн. наук, проф. ВЕРЁВКИН Александр Павлович

канд. техн. наук, доцент ГОРЮХИИ Александр Сергеевич

Ведущее предприятие

ОАО «Уфимское моторостроительное производственное объединение»

Защита диссертации состоится « <5" » Ц/-СНЯ_2009 г. в Ю_ часов

на заседании диссертационного совета Д-212.288.03 при Уфимском государственном авиационном техническом университете по адресу:450000, г.Уфа, ул.К.Маркса, 12

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета

Автореферат разослан «30 » алре/??_2009 г.

Ученый секретарь диссертационного совета д-р техн. наук, проф.

Миронов В.В.

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ Актуальность проблемы

Литейное производство характеризуется сложной производственной структу-й, принципы управления отдельными элементами которой отличаются между со-ой. Производственный процесс в литейных цехах состоит из большого числа взаимосвязанных, но существенно отличающихся друг от друга операций. Разветвленность структуры управления литейным производством, разделение технологических операций в производстве и во времени, большая номенклатура, отливок и исходных материалов порождают сложности оперативного планирования производства и его материального обеспечения.

Современные автоматизированные системы управления часто позволяют решить задачу оперативного шинирования производства и планирования потребности в материальных ресурсах во многих отраслях. Применительно к литейному производству, решение этой задачи затруднено по следующим причинам:

-использование основных материалов в литейном производстве характеризуется многовариантностью, которая связана, во-первых, с допусками долей химических элементов в получаемых сплавах (в пределах 0,1—3% для различных сплавов), во-вторых, с множеством комбинаций исходных материалов, которыми может быть получен сплав требуемого состава и технических свойств (до 20-30 компонентов шихты). В связи с этим, определение составов исходных материалов при формировании производственного плана и плана потребности в материалах также многовариантно;

-на большинстве предприятий при планировании потребности в материалах используются нормативы, которые отражают усредненные величины расхода материалов. В то же время, фактическая величина перерабатываемых шихтовых материалов зависит от конкретного технологического процесса, специфики оборудования, параметров отливок, и в каждом случае может значительно отличаться от установленного нормативами. Это является предпосылкой для некорректного планирования и появления избыточных запасов или нехваток основных материалов;

-в процессе оперативного планирования производственно-диспетчерскими службами и службами снабжения предприятий не учитываются прогнозные величины запасов оборотных материалов, планируемых к поступлению в процессе выполнения плана, либо учитываются их усредненные величины. В условиях неравномерного производства это затрудняет прогнозирование величин запасов и расчет потребности в основных материалах;

- при планировании потребности и анализе обеспеченности плана производства материалами, как правило, не применяются научно-обоснованные методики оптимизации состава шихты. Современные методики оптимизации составов первичных и оборотных материалов основаны на известных математических моделях и различных программных решениях, в то время как в реальном литейном производстве примене-

ние результатов моделирования весьма ограничено по ряду технических и экономии ских причин. Основной причиной является отсутствие координации между оитимиз: циоиными расчетами и системой оперативного планирования и управления литейны производством.

Для идентификации связей между элементами литейного производства, спраж ния многовариантности протекания процессов и выявления их узких мест необходим создание формализованного описания бизнес-процессов управления литейным npoi водством и обеспечением материальными ресурсами в виде моделей бизпс процессов. С учетом этого в работе описана методика моделирования и построена мо дель бизнес-процессов управления литейным производством.

С целью решения комплексной задачи оперативного управления литейным про изводством и устранения недостатков существующих систем оперативного планиро валия, в работе предложены модель оперативного планирования и управления литей ным производством, модель планирования потребности в основных материалах, также модель планирования закупок с возможностью оптимизации затрат. В качеств реализации разработанных моделей, в работе предложено программное решение п автоматизации планирования литейного производства в среде интегрированной сис темы управления предприятием.

В своей работе автор опирается на труды отечественных и зарубежных ученых определивших методологические принципы исследования сложных социальн экономических объектов, это:

- в области организации и управления производством: Б.С. Балакшин Б.Г. Ильясов, Г.Г. Куликов, AJ3. Речкалов, ИЮ. Юсупов и др.;

-в области моделирования процессов управления предприятием: А.В.Шеер J1.A. Исмагалова, Р.Г. Валеева и др.;

- в области решения задач методами математического программирования: Р. Беллман, Е.С. Вентцель, С.Дрейфус, JLB. Канторович, ЭА. Мухачева и др.;

-в области оперативно-календарного планирования производства: П. Брукер, В Л Максвелл, Д.С. Джонсон, С.А. Думпер, С.А. Соколицын, B.C. Танаев, С.В. Севастьянов и др.;

- в области технических и экономических основ литейного производства: В.М. Шестопал, Я.А. Гольбин, A3. Курдюмов и др.

Диссертация является результатом исследований, проводимых на кафедре АСУ УГАТУ по проблемам управления производством и внедрения интегрированных систем управления предприятием.

Целью диссертационной работы является разработка модели автоматизированного оперативного планирования и управления литейным производством и обеспечением основными материалами в среде интегрированной системы управления предприятием.

Для достижения цели работы поставлены и решены следующие задачи исследования:

1. Разработать модель оперативного планирования и управления литейным производством и планирования потребности в основных материалах с учетом прогнозных величин запасов оборотных материалов.

2. Разработать модель оперативного планирования закупок основных материалов литейного производства с использованием оптимизации составов шихтовых компонентов по совокупной стоимости.

3. Разработать программное решение, структуру системы управления и внедрить в производство автоматизированную систему оперативного планирования и управления литейным производством и закупками материалов.

Методы исследования. Полученные автором результаты базируются на теории организационного управления, методологии системного моделирования, методах оперативно-календарного планирования производства, методах управления литейным производством, методах математического программирования, разработках в области автоматизации управления производством и внедрения интегрированных систем управления предприятием.

На защиту выносятся:

1. Модель оперативного планирования и управления литейным производством и планирования потребности в основных материалах, основанная на построении производственного плана-графика и использовании прогнозных величин запасов оборотных материалов, образуемых от запланированных плавок.

2. Модель оперативного планирования закупок основных материалов литейного производства, основанная на модели оперативного планирования производства и потребности в основных материалах, анализе возможности обеспечения материалами и закупке наиболее оптимального по совокупной стоимости состава шихты.

3. Программное решение по реализации предлагаемых моделей и алгоритмов в среде Е11Р-системы, заключающееся в описании структуры системы управления, состава входных и выходных данных, определении настроек автоматизированной системы оперативного шинирования производства и описании процедуры оперативного планирования и управления.

Научная новизна решения поставленных задач:

1. Научная новизна модели оперативного планирования и управления литейным производством и планирования потребности в основных материалах состоит в использовании прогнозных величия запасов оборотных материалов, образуемых от запланированных плавок, при расчете составов шихты и потребности в материалах.

2. Научная новизна модели оперативного планирования закупок материалов состоит в координации оптимизационных расчетов составов закупочной номенклатуры шихты с моделью формирования производственного плана-графика и плановой по-

требностн в шихтовых компонентах, с целью прогнозирования минимальной совокупной стоимости закупки материалов.

3. Научная новизна программного решения по автоматизации опфативного планирования и управления литейным производством и закупками материалов состоит в использовании моделей поп.1,2и отличается тем, что при решении поставленных задач модель автоматизации планирования и управления системы Baan ERP дополпс-на новыми алгоритмами управления.

Практическую ценность работы составляют:

1. Методические материалы по оперативному планированию и управлению литейным производством, планированию потребности в основных материалах, позволяющие планово-экономическим, планово-диспетчерским службам предприятий отрасли формировать планы-графики запуска и выпуска изделий, а на их основе, службам снабжения формировать планы потребности в материалах в натуральных и стоимостных единицах.

2. Методические материалы по оперативному планированию закупок основных материалов, позволяющие осуществлять закупки, скоординированные с планом производства по срокам поставки, номенклатуре материалов и количеству, а также прогнозировать закупки с учетом оптимизации составов шихты по совокупной стоимости и выявлять резервы для сокращения затрат на материалы.

3. Программное решение по автоматизации оперативного планирования и управления литейным производством и закупками материалов в среде ERP-системы, а также методические материалы по настройке автоматизированной системы Ваал ERP и внедрению модели автоматизированного оперативного планирования и управления литейным производством и закупками основных материалов.

Внедрение результатов. Основные результаты диссертационной работы внедрены на ОАО «Балашихинский литейно-механический завод» и в учебном процессе УГАТУ.

Апробация работы. Положения диссертации и результаты исследований докладывались на международной конференции «Computer Science & Information Technology, CS1T 2005», г. Уфа, УГАТУ, 2005, на Международной научно-практической конференции «Реинжиниринг бизнес-процессов на основе современных информационных технологий. Системы управления знаниями», г. Москва, МЭСИ, 2005, на научной конференции с международным участием «Управление экономикой: методы, модели, технологии», г.Уфа, УГАТУ, 2006, на международной научно-практической конференции «Современная техника и технологии СТТ 2008», г. Томск, 2008.

Публикации. Список публикаций по теме диссертации содержит 9 работ, в том числе 1 статья в рецензируемом научном журнале из списка ВАК, 6 статей и материалов научно-практических конференций, 2 свидетельства об официальной регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы, содержит 184 листа машинописного текста и включает 38 рисунков, 38 таблиц, 127 наименований использованных литературных источников.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введенвн приводится общая характеристика работы: постановка проблемы исследований, актуальность проведенных исследований, определение цели исследования, характеристика новизны и практической значимости полученных результатов.

Первая глава посвящена проведению анализа состояния и проблем планирования потребности в шихтовых материалах и взаимосвязи с оперативным планированием литейного производства. Рассмотрены группы шихтовых материалов, которые могут сформировать конечный состав шихты, и дана характеристика каждой хруплы по источнику возникновения:

• первичные компоненты (первичные металлы и сплавы, лигатуры, 20-80% от массы шихты);

• возвратные (оборотные металлы), подразделяющиеся на возвратные отходы 1-го, 2-го и 3-го сортов (соответственно до 80%, 30%, 10% от массы шихты);

• предварительные (промежуточные) сплавы.

На основе классификации основных материалов показано, что для получения металла одного и того же состава и технических свойств могут быть использованы различные составы шихтовых компонентов. В первую очередь, такая многовариантность использования компонентов возникает за счёт комбинирования различных исходных металлов и сплавов.

В литейных производствах существуют ограничения, за счет которых данное множество вариантов составления исходной шихты значительно сужается, и которые подразделяются на следующие группы:

• технические ограничения;

• технологические ограничения;

• экономические ограничения.

Рассмотрены основные ограничения каждой из групп и их влияние на процессы составления шихты, планирования потребности в основных материалах и оперативного планирования литейного производства.

В процессе планирования потребности расчет объемных (натуральных) величин материалов осуществляется на основе нормативов расхода шихтовых материалов, принятых на предприятиях. В свою очередь, эти нормативы могут быть рассчитаны по одной из методик нормирования расхода, которые имеют существенные отличия между собой. Рассмотрены следующие методики нормирования расхода:

• методика нормирования расхода материалов на величину выпуска годно

литья;

• методика нормирования расхода материалов на отливку;

• методика нормирования расхода материалов на массу сплава.

Рассмотрены особенности применения каждой из методик нормирования расх

да материалов на предприятиях литейного производства, отмечены преимущества п недостатки использования каждой из методик применительно к планированию потребности в материалах и оперативному планированию литейного производства.

Отмечено, что при расчете величин расхода и потребности в материалах по одной из методик должно обеспечиваться соответствие параметрам технологического процесса. Одновременно с этим, методика расчета расхода и потребности в материалах должна позволять выбирать наиболее оптимальный с точки зрения затрат вариант шихтового состава.

Рассмотрены основные типы автоматизированных систем календарного планирования и планирования потребности в материалах, среди которых выделены системы пополнения запасов, проталкивающие системы, притягивающие системы. Описаны особенности оперативного планирования литейного производства в ЕЫР-системах и выделены группы проблем, которые затрудняют решение этой задачи, а именно:

• организация нормирования основных и вспомогательных материалов для литейного производства, построение вертикальных и горизонтальных зависимостей спецификаций в ЕКР-системах;

• расчёт химических составов сплавов и их компонентов;

• учёт и планирование запасов оборотных материалов.

В связи с этим сделан вывод о том, что типовыми методами и средствами существующих систем задача оперативного планирования литейного производства и потребности в материалах решается не полностью.

На основе проведенного анализа в первой главе сформулированы цели и задачи исследования.

Во второй главе рассматривается методика идентификации и моделирования бизнес-процессов для построения модели управления литейным производством, а также вопросы построения оперативного плана-графика производства отливок.

За основу методики выделения бизнес-процессов взят подход «ресурс-процесс». В связи с тем, что производственные процессы являются основой формируемых бизнес-процессов, данный подход предполагает идентификацию процесса как некого целенаправленного действия над ресурсом. Процесс рассматривается как определённая стадия жизненного цикла ресурса. Таким образом, процессы нижнего уровня промышленного предприятия представляют собой пересечение множества ресурсов предприятия с множеством типовых стадий жизненного цикла ресурсов.

В системе управления производственным предприятием выделяется отдельно множество процессов управления. Принцип выделения процессов управления строит-

ся на основе совокупности функций управления: планирование, организация, учет, контроль, анализ. Каждая из функций управления бизнес-процесса в свою очередь реализуется одним или несколькими бизнес-процессами управления.

Детализация описания процессов строится по принципу «декомпозиция-композиция». Процессы первого уровня представляются как укрупненное процессы самого верхнего уровня. Процессы второго уровня представляют собой также процессы верхнего уровня, но с некоторой детализацией для описания системы управления и исполнения определенного процесса первого уровня. Процессы третьего уровня отражают агрегированные процедуры исполнения, полный цикл преобразования ресурса и управления этим процессом. Процессы четвёртого уровня представляют собой далее неделимые операции над ресурсами; применительно к описанию литейного предприятия - это технологические операции и операции по оформлению документации.

Выполняется выбор средства моделирования для реализации описанной методики построения модели управления литейным производством. По результатам анализа существующих средств моделирования выбрана среда моделирования ARIS. Определен состав объектов и набор диаграмм для описания структуры процессов, основными из которых являются: VAD (Value-added chain diagram) и еЕРС (Extended event driven process chain diagram).

На основе выбранной методики моделирования построена модель бизнес-процессов литейного производства, в составе которой описана структура формирования производственного плана.

Объёмы в дата поставок ао контрактам на продаягу

Объемы к дзты поставок] по штанам и f-графикам продаж Е3|

Объемы к дата поставок по коммерческим предложением Q

Объемы и даш поставок по заказам внутренней кооперации Ш

Объемы и даш выпуска гфодукщга на продажу Щ

Объемы и даты выпуска продукции по внутрет кооперации

Объемы и даш запуска 3 производство и выпуска продукции цехом Щ

Объемы и даты выпуска продукции цехом ^

\ \ \

\ Формирование \ \ Формирование

> укрупненного шина Л > месячного

/ выпуска предприми« / / плана цеха

Планы работы участков ^

J

Объемы в даш потребности в материалах Е

Формирование внутрицехового оперативно* календарного плана

Планирование \ потребности у в материалах /

Рисунок 1 — Структура формирования производственного плана

Согласно данной структуре, исходной информацией для формирования плана потребности в материалах являются планы самого нижнего уровня - графики запуска и выпуска, расписания плавок. На более детальном уровне, построение оперативного производственного плана осуществлено в три этапа:

1. Рассмотрение взаимосвязи расписания плавок и планирования потребности материалах.

2. Построение плана-1рафика выпуска отливок, распределение отливок по плап кам и определение размеров партий.

3. Построение графика запуска отливок в производство и координация его планом потребности в основных материалах.

На первом этапе рассматривается структура суммарной потребности в материа лах в плановом периоде. На основе этой структуры делается вывод о том, та) величи на суммарной потребности зависит от величин потребности на каждую смену, кот рые, в свою очередь, складываются из потребностей в сплаве и материалах на каждую плавку.

На втором этапе осуществляется определение размеров производственных партий с учетом масс расхода сплава на отливку, минимальной и максимальной загрузки плавильной печи, безвозвратных потерь в процессе приготовлении сплава. Определяется количество отливок одной или нескольких номенклатурных позиций, которое может бьггь залито в формы за одну плавку. Для определения суммарной потребности в материалах на плановый период с разнесением по плавкам и датам, предлагается сформировать расписание плавок через распределение всей запланированной номенклатуры отливок по плавкам, используя приоритеты отливок по датам выпуска.

Процесс распределения отливок по плавкам можно разделить на несколько последовательных стадий:

1) Отыскивается партия некоторой номенклатурной позиции, дата поставки которой является наиболее поздней по отношению к датам поставки веж остальных партий по всей номенклатуре изделий. Последовательно проверяется > ¡п или

отыскивается tПp|| - тах(1гЯд> т ), где гПрл - последняя из допустимых дата поставки партии ра1 номенклатурной позиции и, ^прс„А)„ —последняя из допустимых дата поставки партии р^щ номенклатурной позиции гг-1, тп - число поставочных партий номенклатурной позиции и, рлт<1 - помер партии номенклатурной позиции п, п - число номенклатурных позиций по одному сплаву. Единица номенклатурной позиции п данной партиирп! имеет потребность в сплаве на отливку, равную Мв. Объём поставочной партии этой номенклатурной позиции на дату tПpл составляет К^ штук.

2) Далее, масса сплава на отливку сравнивается с минимальной массой загрузки печи П]. Если значение массы сплава на отливку превышает значение минимальной загрузки печи, Оп>ОщШ,ю далее проверяется, не превышает ли это значение максимальную загрузку печи Пу. Ов<Ощшя. В случае если массы сплава на отливку (?я меньше значения минимальной загрузки печи <СгЯ]Вй1, либо выполняется условие СгЯ1 тЬ < £?п < йщ тах, то необходимо приступить к следующему шаху. 3) К массе спла-

ва рассматриваемой отливки в условную печь Я/ добавляется масса сплава следующего экземпляра из данной поставочной партии рп1, после этого процедура проверки

неравенства повторяется: О^тш + СП1ЮЯХ. Если данное условие выполняется

и для двух отливок, то к данной сумме величин сплавов на отливку прибавляется следующая величина массы сплава из данной партии, и вновь проверяется неравенство. Расчет продолжается итеративно до тех пор, пока масса сплава на отливки, распределенные в данную плавку, не превысит массу максимальной загрузки печи СЯ|ПИХ, то

есть, пот не выполнится условие: (КпП1 +1) * Сп > щщ, где К^ - размер производственной партии рассматриваемой плавки. 4) После того, как выполнилось условие (Кщп + О * ^п > шах'печи Л' ставится в соответствие К^ ппук литых заготовок и суммарная масса сплава на отливки; они закрепляются за данной условной печью и в дальнейшем в распределении не участвуют. На данной стадии расчётов принимается, что плановая потребность в сплаве для приготовления в печи Я; равна 0ПлПХ = К^ *Оа. 5) Дальнейшее распределение масс сплава лишх заготовок осуществляется по описанному алгоритму для печи Яг с (К^ +1) - й заготовки партии ра1. После того, как будет проведена проверка неравенств для печи П2, при достижении условия (КГ1П2+1)* Сй > С?ЛгПИХ, где КШ2 - количество отливок и, распределенных в условную печь П2, ему также ставится в соответствие величина расхода сплава на отливки из данной поставочной партии рп1 номенклатурной позиции и, которое равно

ппук. Величина потребности в сплаве для двух условных печей равна Ош (от+лг; - Кпт * <?„ + КпП2 * (?„. 6) Распределение партии рп1 номенклатурной позиции п по печам осуществляется до тех пор, пока не будет исчерпан размер всей партии, т.е. выполнится условие: К^+К^ +...+КпП, =Кт, где К^ - количество

расцределённых отливок номенклатурной позиции и в печи Пи шт., Кт - объём плановой партии Рп), пгг.

Процесс планового распределения отливок по плавкам продолжается до тех пор, пока не будут распределены все запланированные партии всех номенклатурных наименований. После того, как за условной печью закрепляется последний экземпляр отливки из парши, которая имеет наиболее раннюю дазу выпуска, процесс распределения отливок данной марки сплава заканчивается. Далее описанный алгоритм последовательно применяется для номенклатуры отливок, изготавливаемых из других сплавов.

В результате, выходными данными описанного этапа являются:

1. Число плавок, каждой из которых поставлено в соответствие определенное количество отливок, запланированных к производству.

2. Величины потребностей в сплаве для каждой плавки, рассчитываемые как суммы масс расхода сплава на отливки, распределенные на плавку, с учетом безвозвратных потерь.

3. Плановые даты поставок отливок (максимально допустимые поздние даты поставки). Для печей, в которые распределены литые заготовки одной номенклатурной позиции, дата выпуска будет соответствовать плановой дате выпуска литой заготовки. Для тех печей, в которые распределены отливки разных номенклатурных наименований по данному сплаву, за последнюю из допустимых дату выпуска принимается самая ранняя дата выпуска одной из отливок, закреплённых за печью.

План-график запуска отливок в производство строится на основе результатов построения плана-графика выпуска, распределения отливок по плавкам и длительностей циклов производства отливок. Определяются даты начала и окончания технологических операций, в том числе операций дозирования шихты и плавки, которые соответствуют датам потребности в основных материалах.

В третьей главе рассматривается модель планирования потребности и модель закупок основных материалов литейного производства.

На основе выходных данных, полученных при построении графиков запуска и выпуска отливок в производства, описывается плановая величина запаса каждого компонента шихты А} на цеховом складе на момент времени гдля одного сплава

где 1к. (тпр - планируемый запас первичного компонента к, на цеховом складе на момент времени тП/, кг, тП/ - момент времени списания и выдачи компонентов шихты с цехового склада на участок плавки для дозирования в печи /7/, /¿((Тд ) - планируемый запас первичного компонента ^ на цеховом складе на момент времени тП/1, кг, тП/; - момент времени списания и выдачи компонентов шихты с цехового склада материалов для предыдущей по плану-графику плавки в печи П'¡.¡, - масса первичного компонента планируемого к выдаче с цехового склада для плавки в печи Л/./, кг, объем планируемой к поступлению на склад закупочной партии компо-

нента А, в интервале времени с тП] х до момента времени гП/, кг.

Состояние прогнозных величин запасов оборотных материалов на цеховом складе на момент времени тп отражается выражением

т / \ т / j f^j-i »

1вспУтп]) ~ 1всп\хп1Л)~Ввел + S всп+ S всп(Бр)» где IBcnfrnj) ~ прогнозируемая величина запасов возвратов собственного производства на цеховом складе на момент выдачи материалов tbj для плавки в печи 77,,, кг, &всп ~~ количество оборотных материалов, планируемых к выдаче со склада для плавки в печи 77/.; в момент времени тп, кг, g^cn ~ количество оборотных материалов, планируемых к поступлению на склад основных материалов цеха, в интервале времени с тп до тП], кг, g'scn(_Ep)~ масса возвратов собственного производства, планируемых к поступлению в запас, в интервале времени с до тП) по результатам разрезки бракованных отливок от предыдущих плавок, кг.

1ВСП

Вц

Рисунок 2—Прогнозное состояние запасов оборотных материалов

Количество отходов, планируемых к получению после отрезки литниково-питающей системы отливок в интервале времени с та до хП), без учета массы

стружки и потерь при отрезке может быть вычислено как

П=1

где К^ — количество отливок номенклатурного наименования и, прошедших операцию обрубки в интервале времени с ] до которое рассчитывается на основе длительностей циклов получения возвратных отходов, МЧп — черновой вес номенкла-

турной позиции и (вес с литниково-пшшощей системой), кг, - сдаточный вес номенклатурной позиции и, кг, "и> — число различных номенклатурных наименований по одному сплаву, прошедших операцию обрубки в интервале времени с тП] ] до т^.

Количество возвратов собственного производства, планируемых к получению из брака, вычисляется как сумма сдаточных весов отливок:

где КБр п — планируемое число бракованных отливок номенклатурного наименования я в интервале времени с до хП), д - число номенклатурных наименований, по которым планируется брак.

Величина КБрп рассчитывается из нормативных лимитов потерь,-отражающих

постоянную величину процента брака по каждой номенклатурной позиции. На основе этих нормативов рассчитывается плановое число бракованных отливок по каждому наименованию и пропорционально распределяется между плавками, из которых планируется выпуск этого наименования.

На основе прогнозных величин запасов первичных и оборотных материалов рассчитывается плановый расход шихтовых материалов для каждой плавки, оптимизированный по совокупной стоимости, через решение системы уравнений линейного программирования:

где х^(тП])~ искомая доля компонента к] в шихте для момента времени тП], Е1^ и Е'х* ~ нияшее и верхнее допустимое содержание элемента Ех в шихте, - содер-

жание элемента Ех в компоненте шихты Ау, у"!010 - нижнее допустимое содержание

компонента к] в сплаве, y6Jpx - верхнее допустимое содержание компонента к/ в

сплаве, - коэффициентусвоения элемента Ех из компонента A,-, Nnj —количество компонентов шихты с ненулевым запасом на складе в момент времени , Мшп■ — величина потребности в сплаве для печи Щ _ определенная на стадии распределения

I

отливок по плавкам, р^ - текущая стоимость компонента шихты kj.

На основе данных по расчету планового расхода материалов, вычисляется плановая потребность в материалах на плавку

Dki^nJ) = x^nJ)*GniIIj -ht(rnj),

а также на смену

D^en{ddmm)= ' 9=1

Предлагается модель закупок шихтовых материалов, основанная па расчетах плановой потребности в материалах с учетом оптимизации их состава, и учитывающая ограничения и факторы закупки первичных компонентов: возможность закупки, приоритет закупки материалов.

В четвертой главе рассматривается программная реализация автоматизированной системы оперативного планирования и управления литейным производством на базе программного комплекса системы Baan ERP.'

На основе ранее построенных моделей разработана структура системы оперативного планирования и управления литейным производством. Описаны существующие модели планирования, включенные в функционал системы Ваал ERP. В качестве модели автоматизированного планирования литейного производства и потребности в шихтовых материалах выбрана комбинация основного и позаказного планирования.

Приведен подробный состав входных данных, а именно: общих данных отливок, сплавов, шихтовых материалов; пооперационных, агрегированных технологических маршрутов; спецификаций изделий и норм расхода материалов и сшивов, и принципы их формирования в системе; данных плановых единиц отливок, сплавов и материалов; данных по заказу изделий; настройки сценариев планирования; настроек календарей; структуры рабочих центров и принципов их идентификации; производственных заданий. Также описан состав выходных данных подсистемы планирования Baan ERP: основной план изделий (MPS), запланированные MRP-заказы, план загрузки мощностей/трудоемкости, сигналы Baan ERP.

Предложена последовательность процедур автоматизированного оперативного планирования литейного производства и потребности в материалах, а также учета литейного производства в среде системы Baan ERP.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В работе решена задача, имеющая народнохозяйственное значение в области автоматизации управления литейным производством. Решение задачи заключается в разработке модели автоматизированного оперативного планирования и управления литейным производством и обеспечением основными материалами в среде интегрированной системы управления предприятием. При решении задачи получены следующие результаты:

1. Для описания структуры и взаимосвязи процессов на основе метода «ресурс-процесс» разработана модель бизнес-процессов предприятия, содержащая 4 уровня иерархии процессов, 304 диаграммы, 4274 объекта модели в нотации системы ARIS. На основе модели бизнес-процессов проанализированы информационные взаимосвязи подсистемы планирования потребности в материалах с производственными планами других уровней, определена структурапотребности в материалах литейного производства. Описан алгоритм определения размеров производственных партий с учетом ограничений пропускной способности печей и весов отливок. Построена модель формирования плана-графика запуска и выпуска отливок на основе приоритета выпуска отливок по дате поставки и длительностей технологических циклов изготовления. Разработана модель планирования суммарной потребности в шихтовых материалах на основе оперативного плана-графика производства, прогнозных величин запасов первичных и оборотных материалов и агрегирования потребностей нижних уровней.

2. На основе анализа существующих методик нормирования расхода основных материалов литейного производства, выбрана методика нормирования расхода на единицу массы сплава Приведено обоснование применения метода линейного программирования как метода расчета и оптимизации расхода шихты по совокупной стоимости на единицу массы сплава На основе модели формирования потребности в материалах, разработана модель закупок основных материалов, в которой осуществлена координация оптимизационных расчетов состава закупочной номенклатуры с производственных планом, с учетом технических, технологических ограничений и ограничений системы снабжения. На основе прогнозных оценок номенклатурного состава закупок выявлены резервы по сокращению затрат на основные материалы в пределах 7-8%, что составило 1239967 рублей для месячного производственного плана.

3. Разработаны структура системы управления и программное решение по автоматизации оперативного планирования литейного производства в ERP-системе. Определен состав входных данных и базовых настроек автоматизированной системы, позволяющий реализовывать построенные модели оперативного планирования литейного производства. Описан состав выходных данных автоматизированной системы: основной план выпуска, план производства литейных цехов и участков, план потребности в материалах, план загрузки мощностей. Расчет составов шихты, оптимизированных по совокупной стоимости, реализован во внешнем приложении; результаты рас-

четов интегрированы с системой Baan ERP посредством автоматизированного обмена данными. Приведена последовательность процедур автоматизированного планирования и учета производства в системе Ваал ERP, позволяющая реализовывать построенные модели на предприятиях отрасли.

ПУБЛИКАЦИИ, ОТРАЖАЮЩИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

В рецензируемых журналах из перечня ВАК 1. Подход к построению структуры управления бизнес-процессами предприятия / A.B. Речкалов, ИТ. Ахмедпшн, Д.А. Ерофеев // Вестник УГАТУ: науч. журн. Уфимск. гос. авиац. техн. ун-та. Сер. Управление, информатика и выл. техника. 2007. Т. 9, №4 (22). С. 48-56.

В других изданиях

1. Свид. об офиц. per. программы для ЭВМ № 2005610942. IDEF - Business Process Model Navigator (Business Navigator). / И.Т. Ахмедпшн [и др.]. M. : Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 2005.

2. Свид. об офиц. per. программы для ЭВМ № 2005611027. BPMN_XLibrary. / И.Т.Ахмедшин [и др.]. М.: Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам, 2005.

3. Методика формирования организационно-функциональной модели предприятия / ГТ. Куликов, И.Т. Ахмедпшн, Ф.Р. Хабибуллин // Реинжиниринг бизнес-процессов на основе современных информационных технологий. Системы управления знаниями : междунар. науч.-практ. конф. М. : МЭСИ, 2005. С. 188-191.

4. Методика формирования функциональной модели предприятия / И.Т, Ахмедпшн, В.Г. Куликова, Ф.Р. Хабибуллин // Труды VII международной конференции по компьютерным наукам и информационным технологиям CSIT'2005. Уфа: УГАТУ, 2005. Т. 2. С. 184-187. (На англ. яз.)

5. Подход к моделированию системы управления предприятием с использованием инструментария ARIS на примере нефтяного холдинга / ИХ Ахмедпшн, А.К. Муратов // Управление экономикой: методы, модели, технологии: матер, шестой Всерос. науч. конф. с междунар. участием. Уфа : УГАТУ, 2006. С. 256-260.

6. Нормирование шихтовых материалов для производства отливок из алюминиевых сплавов / И.Т. Ахмедпшн // Современные техника и технологии СТТ 2007 : тр. ХГП Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск: ТПУ, 2007. Т. 1. С. 270-272.

7. Автоматизация учёта шихтовых материалов для производства отливок из алюминиевых сплавов в системе Baan ERP / И.Т. Ахмедпшн // Там же. С. 273-275.

Проблемы автоматизации учета и планирования литейного производства п ЕКР-системах / А.В. Речкалов, И.Т. Ахмедшин // Современные техника и технологии СТТ 2008 : тр. XIV Междунар. науч.-практ. конф. студентов, аспирантов и молодых ученых, Томск: ШУ, 2008. Т. 1. С. 238-240.

Соискатель яЗь^За^—==• И. Т. Ахмедшин

Ахмедшин Ильдар Тахирович

АВТОМАТИЗАЦИЯ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ НА ОСНОВЕ СИСТЕМНОГО МОДЕЛИРОВАНИЯ И СТРУКТУРНОЙ ОПТИМИЗАЦИИ СОСТАВОВ ШИХТЫ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано к печати 29.04.2009 г. Формат 60x841/16. Бумага офсетная. Печать плоская. Гарнитура Тайме. Усл. печ.л.1,0. Усл. кр.-отт. 1,0. Уч.-изд.л. 0,9. Тираж 100 экз. Заказ № 162.

ГОУ ВПО Уфимский государственный авиационный теяшческий университет Центр оперативной полиграфии 450000, Уфа-центр, ул. К.Маркса, 12

Оглавление автор диссертации — кандидата технических наук Ахмедшин, Ильдар Тахирович

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННОГО СОСТОЯНИЯ И ПРОБЛЕМ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ И ПЛАНИРОВАНИЯ ПОТРЕБНОСТИ В ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛАХ.

1.1 Взаимосвязь технологического процесса литья и процесса формирования составов шихтовых компонентов.

1.2 Анализ методик нормирования расхода основных материалов литейного производства и использования норм в оперативном планировании литейного производства.

1.3 Модели и системы автоматизации планирования производства. Проблемы планирования потребности в материалах литейного производства в ЕКР-системах.

1.4 Цели и задачи исследования.

ВЫВОДЫ ПО ПЕРВОЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 2. РАЗРАБОТКА МОДЕЛИ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ ЛИТЕЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ.

2.1 Моделирование бизнес-процессов оперативного планирования и управления литейным производством.

2.2 Разработка модели оперативного планирования и управления литейным производством.

2.2.1 Взаимосвязь планирования потребности в материалах и расписания плавок.

2.2.2 Построение графика выпуска отливок.

2.2.3 Построение графика запуска отливок в производство.

ВЫВОДЫ ПО ВТОРОЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 3. ОПЕРАТИВНОЕ ПЛАНИРОВАНИЕ ПОТРЕБНОСТИ И ЗАКУПОК ШИХТОВЫХ МАТЕРИАЛОВ.

3.1 Оптимизация составов шихты в литейном производстве.

3.1.1 Применение метода линейного программирования для расчета и оптимизации состава шихты.

3.1.2 Оптимизация шихтового состава с учетом прогнозных величин запасов материалов и ограничений расписания плавок.

3.2 Разработка модели планирования закупок шихтовых материалов с учётом оптимизации их состава для приготовления сплава.

3.2.1 Формирование потребности в основных материалах.

3.2.2 Разработка модели оперативного планирования закупок шихтовых материалов.

ВЫВОДЫ ПО ТРЕТЬЕЙ ГЛАВЕ.

ГЛАВА 4. РЕАЛИЗАЦИЯ МОДЕЛИ ОПЕРАТИВНОГО ПЛАНИРОВАНИЯ И УПРАВЛЕНИЯ?ЛИТЕЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ В ERP-GHGTEMAX.

4.1 Структура системы, управления» и выбор модели автоматизированного планировашдалитейного производства в системе Baan ERP.

4.2 Описание входной, выходной информации и базовых настроек модулей автоматизированной системы.управления.

4.3 Процедура автоматизированного оперативного планирования и управления и планирования потребности в материалах в Baan ERP.1'

ВЫВОДЫ ПО ЧЕТВЕРТОЙ ГЛАВЕ.

Основные результаты.

Введение 2009 год, диссертация по информатике, вычислительной технике и управлению, Ахмедшин, Ильдар Тахирович

Актуальность проблемы.

Литейное производство характеризуется сложной производственной структурой, принципы управления отдельными элементами которой отличаются между собой. Производственный процесс в литейных цехах состоит из большого числа взаимосвязанных, но существенно отличающихся друг от друга операций. Разветвленность структуры управления литейным производством, разделение технологических операций в производстве и во времени, большая^номенклатура отливок и исходных материалов- порождают сложности оперативного планирования производства и его материального обеспечения:

Современные автоматизированные системы управления, часто позволяют решить задачу оперативного планирования производства и планирования потребности в материальных ресурсах во многих отраслях. Применительно к литейному производству, решение этой задачи затруднено по следующим1 причинам: использование основных материалов в литейном, производстве характеризуется многовариантностью, которая связана, во-первых, с допусками долей химических элементов в получаемых сплавах (в пределах, 0,1—3% для, различных сплавов и элементов), во-вторых, с множеством комбинаций1 исходных материалов, которыми может быть получен сплав требуемого состава и технических свойств (до 20-30 компонентов шихты). В связи с этим, определение составов исходных материалов при формировании производственного плана и плана потребности в материалах также многовариантно;

- на большинстве предприятий при планировании потребности в материалах используются- нормативы, которые отражают усредненные величины расхода материалов. В то же время; фактическая величина перерабатываемых шихтовых материалов' зависит от конкретного технологического- процесса, специфики оборудования, параметров отливок, и в каждом случае может значительно отличаться от установленного нормативами. Это является предпосылкой для некорректного планирования и появления избыточных запасов или нехваток основных материалов; в процессе оперативного планирования производственно-диспетчерскими службами и службами снабжения предприятий не учитываются прогнозные величины запасов оборотных материалов, планируемых к поступлению в процессе выполнения плана, либо учитываются их усредненные величины. В условиях неравномерного производства это затрудняет прогнозирование величин запасов и расчет потребности в основных материалах; при планировании потребности и анализе обеспеченности плана производства материалами, как правило, не применяются научно-обоснованные методики оптимизации состава шихты. Современные методики оптимизации составов первичных и оборотных материалов, основаны на известных математических моделях и различных программных решениях, в то время как в реальном литейном производстве применение результатов моделирования весьма ограничено по ряду технических и экономических причин. Основной причиной' является отсутствие координации между оптимизационными расчетами5 и системой оперативного планирования и управления литейным производством.

Для идентификации связей между элементами литейного производства, отражения многовариантности протекания процессов и выявления их узких мест необходимо создание формализованного описания бизнес-процессов'*управления литейным производством и обеспечением материальными ресурсами в виде моделей бизнес-процессов. С учетом этого в работе описана методика моделирования и построена модель бизнес-процессов управления литейным производством.

С целью решения комплексной задачи оперативного управления литейным производством и устранения недостатков существующих систем оперативного планирования, в работе предложены» модель оперативного! планирования, и управления литейным производством, модель планирования потребности в основных материалах, а также модель планирования закупок с возможностью оптимизации затрат. В качестве реализации разработанных моделей, в работе предложено программное решение по автоматизации планирования литейного производства в среде интегрированной системы управления предприятием.

В своей работе автор опирается на труды отечественных и зарубежных ученых, определивших методологические принципы исследования- сложных социально-экономических объектов, это: в области организации и управления производством: Б.С. Балакшин, Б.Г. Ильясов, Г.Г. Куликов, A.B. Речкалов, И.Ю. Юсупов и др.; в области моделирования процессов управления предприятием:

A.B. Шеер, JI.A. Исмагилова, Р.Г. Валеева и др.; в области решения задач методами математического программирования: Р. Беллман, Е.С. Вентцель, С.Дрейфус, JI.B: Канторович, Э.А. Мухачева и др.; в области оперативно-календарного планирования производства:

B.JI. Максвелл, П. Брукер, Д.С. Джонсон, С.А. Думлер, С.А. Соколицын, B.C. Танаев, C.B. Севастьянов и др.; в области технических и экономических основ литейного производства: В.М. Шестопала, Я.А. Гольбина и др.

Диссертация является-результатом исследований, проводимых на кафедре АСУ УГАТУ по проблемам управления производством и внедрения интегрированных систем управления предприятием.

Целью диссертационной работы является разработка модели автоматизированного оперативного планирования и управления литейным производством и обеспечением основными материалами в среде интегрированной системы управления предприятием.

Для достижения цели работы поставлены и решены следующие задачи исследования:

1. Разработать модель оперативного планирования и управления литейным производством и планирования потребности в основных материалах с учетом прогнозных величин запасов оборотных материалов.

2. Разработать модель оперативного планирования закупок основных материалов литейного производства с использованием оптимизации составов шихтовых компонентов по совокупной стоимости.

3. Разработать программное решение, структуру системы управления и внедрить в производство автоматизированную систему оперативного планирования и управления литейным производством и закупками материалов.

Методы исследования. Полученные автором результаты базируются на теории организационного управления, методологии системного моделирования, методах оперативно-календарного планирования производства, методах управления литейным производством, методах математического программирования, разработках в области автоматизации управления производством и внедрения интегрированных систем управления предприятием.

На защиту выносятся:

1. Модель оперативного планирования и управления литейным производством и планирования потребности в основных материалах, основанная на построении производственного плана-графика и использовании прогнозных величин запасов оборотных материалов, образуемых от запланированных плавок.

2. Модель оперативного планирования закупок основных материалов литейного производства, основанная на модели оперативного планирования производства и потребности в основных материалах, анализе возможности обеспечения материалами и закупке наиболее оптимального по совокупной стоимости состава шихты.

3. Программное решение по реализации предлагаемых моделей и алгоритмов в среде ЕИР-системы, заключающееся в описании структуры системы управления, состава входных и выходных данных, определении настроек автоматизированной системы оперативного планирования производства и описании процедуры оперативного планирования, и управления.

Научная новизна решения поставленных задач:

1. Научная новизна модели оперативного планирования и управления литейным производством и планирования потребности в основных материалах состоит в использовании прогнозных величин запасов оборотных материалов, образуемых от запланированных плавок, при расчете составов шихты и потребности в материалах.

2. Научная новизна модели оперативного планирования закупок материалов состоит в координации оптимизационных расчетов составов закупочной номенклатуры шихты с моделью формирования производственного плана-графика и плановой потребности в шихтовых компонентах, с целью прогнозирования минимальной совокупной стоимости закупки материалов.

3. Научная новизна программного решения по автоматизации оперативного планирования и управления литейным производством и закупками материалов состоит в использовании моделей по п. 1,2 и отличается тем, что при решении-поставленных задач модель автоматизации планирования- и управления системы Baan ERP дополнена новыми алгоритмами управления.

Практическую ценность работы составляют:

1. Методические материалы по оперативному планированию и управлению литейным производством, планированию потребности в основных материалах, позволяющие планово-экономическим, планово-диспетчерским службам предприятий отрасли формировать планы-графики запуска и выпуска изделий, а на их основе, службам снабжения формировать планы .потребности в материалах в натуральных и стоимостных единицах.

2. Методические материалы по оперативному планированию закупок основных материалов, позволяющие осуществлять закупки, скоординированные с планом производства по срокам поставки, номенклатуре материалов и количеству, а также прогнозировать закупки с учетом оптимизации составов шихты по совокупной стоимости и выявлять резервы для сокращения затрат на материалы.

3. Программное решение по автоматизации оперативного планирования и управления литейным производством и закупками материалов в среде ERP-системы, а также методические материалы по настройке автоматизированной системы Baan ERP и внедрению модели автоматизированного оперативного планирования и управления литейным производством и закупками основных материалов.

Внедрение результатов. Основные результаты диссертационной работы внедрены на ОАО «Балашихинский литейно-механический завод» и в учебном процессе УГАТУ.

Апробация работы. Положения диссертации и. результаты исследований докладывались на международной конференции «Computer Science & Information Technology, GSIT 2005», г. Уфа, УГАТУ, 2005, на Международной- научно-практической конференции «Реинжиниринг бизнес-процессов на основе современных информационных технологий. Системы, управления знаниями», г. Москва, МЭСИ; 2005; на научной конференции с международным участием «Управление экономикой: методы, модели, технологии», г. Уфа, УГАТУ, 2006, на международной- научно-практической конференции «Современная техника и технологии СТТ 2008», г. Томск, 2008.

Публикации. Список публикаций по теме диссертации содержит 9 работ, в том числе 1 статья в рецензируемом .научном журнале из списка ВАК, 6 статей и материалов научно-практических конференций, 2 свидетельства об официальной" регистрации программы для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, основных результатов и выводов, списка литературы, содержит 184 листа машинописного текста и включает 38 рисунков, 38 таблиц, 127 наименований использованных литературных источников.

Заключение диссертация на тему "Автоматизация оперативного планирования и управления литейным производством на основе системного моделирования и структурной оптимизации составов шихты"

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ

В' работе решена задача, имеющая народнохозяйственное значение в области автоматизации управления литейным производством. Решение задачи заключается в разработке метода оперативного планирования и управления литейным производством и его реализация в виде моделей в среде интегрированной системы управления предприятием класса ERP: При решении задачи получены следующие результаты:

1. Для описания структуры и взаимосвязи процессов на основе метода «ресурс-процесс» разработана модель бизнес-процессов предприятия, содержащая 4 уровня иерархии процессов, 304 диаграммы, 4274 объекта модели в нотации системы ARIS. На основе модели бизнес-процессов проанализированы, информационные взаимосвязи подсистемы планирования, потребности в материалах с производственными планами других уровней, определена структура потребности в материалах литейного производства. Описан алгоритм определения размеров производственных партий с учетом ограничений1 пропускной способности печей и весов отливок. Построена модель формирования плана-графика запуска и выпуска отливок на основе приоритета выпуска отливок по дате поставки и длительностей технологических циклов изготовления. Разработана модель планирования суммарной потребности в шихтовых материалах на основе оперативного плана графика производства, прогнозных величин запасов первичных и оборотных материалов, методом агрегирования потребностей нижних уровней.

2. На основе анализа существующих методик нормирования расхода основных материалов литейного производства, выбрана методика нормирования расхода на единицу массы сплава. Приведено обоснование применения метода линейного программирования как метода расчета и оптимизации расхода шихты по совокупной стоимости на единицу массы сплава. На основе модели формирования потребности в материалах, разработана модель закупок основных материалов, в которой осуществлена координация оптимизационных расчетов состава закупочной номенклатуры с производственных планом-графиком, с учетом технических, технологических ограничений и ограничений системы снабжения. На основе прогнозных оценок номенклатурного состава закупок выявлены резервы по сокращению затрат на основные материалы в пределах 7— 8%, что составило 1239967 рублей для месячного производственного плана.

3. Разработано программное решение по автоматизации оперативного планирования литейного производства и закупок материалов в ERP-системе. Определен состав входных данных и базовых настроек автоматизированной системы, позволяющий реализовывать построенные модели оперативного планирования литейного производства. Описан состав выходных данных автоматизированной системы: основной план, план производства цехов и план потребности в материалах. Расчет составов шихты, оптимизированных по стоимости, реализован в MS Excel; результаты расчетов интегрированы с системой Ваап ERP посредством автоматизированного обмена данными. Приведена последовательность процедур автоматизированного планирования и учета производства в системе Ваап ERP, позволяющая реализовывать построенные модели на предприятиях отрасли.

Библиография Ахмедшин, Ильдар Тахирович, диссертация по теме Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)

1. 75 лет. Авиационные материалы. Избранные труды «ВИАМ» 1932-2007 / Под общ. ред. Е.Н.Каблова. М.: ВИАМ, 2007. 438 с.

2. Абрамов Г.Г. Справочник молодого литейщика. М.: Высшая школа, 1991. — 319 с.

3. Адамов И.В. Расчёт и оптимизация шихты для производства отливок из стали и чугуна. Киев, 1991. 167 с.

4. Альтман М.Б., Лебедев A.A., Чухров М.В. Плавка и литье легких сплавов. М.: Металлургия, 1969. 680 с.

5. Аникин А.Е. Разработка методологии адаптации КИС для организации управления металлургическими производствами России: дисс. канд. наук, 2002. -150 с.

6. Аттетков A.B., Зарубин B.C., Канатников А.Н. Введение в методы оптимизации. М.: Инфра-М, 2008. 272 с.

7. Бабенко М.Г. Моделирование производственных процессов при формировании переменной' части себестоимости (предельных затрат) литья: Автореф. дисс. канд. экон. наук : 08.00.05 / Ур. гос. техн. ун-т. Екатеринбург, 2003.-24 с.

8. П.Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливки. 4.1. Тепловые основы теории. Затвердевание отливки и охлаждение: учеб. пособие. М.: Машиностроение, 1976. 328 с.

9. Баландин Г.Ф. Основы теории формирования отливок. Затвердевание и охлаждение отливки: учеб. для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. И.Э. Баумана, 1998. 360 с.

10. Балахонова И.В., Волчков С.А., Капитуров В.А. Логистика. Интеграция процессов с помощью ERP-системы. М.: Приоритет, 2006. — 464 с.

11. Беллман Р. Динамическое программирование. / Пер. с англ. М.: Издательство иностранной литературы, 1960. — 402 с.

12. Беллман Р., Дрейфус С. Прикладные задачи динамического программирования / Пер. с англ. — Под ред. Первозванного A.A. М.: Наука, 1965.-458 с.

13. Белоусов H.H. Плавка и разлив сплавов из цветных металлов / Под общ. ред. А.Н. Липницкого. 3-е изд., переработ, и доп. - Л.: Машиностроение, 1981. — 80 с.

14. Бобошко, Д.Ю. Оперативное планирование производства на металлургическом предприятии в рыночных условиях: на примере комплекса "сталь прокат": дисс. канд. экон. наук. -М.: РГБ, 2003. 135 с.

15. Боггс У., Боггс М. UML и Rational Rose 20.02. М.: Лори, 2004. 528 с.

16. Бондарев Б.П. Плавка и литье деформируемых магниевых сплавов. М.: Металлургия, 1973-. 287 с.

17. Боровский Ю.Ф., Дембовский В.В., Иоффе М.А. Оборот литейных материалов и. оптимизация их состава // Материаловедение и технология обработки материалов. Об. статей. СПб.: СЗТУ, 2000. - с. 8-14

18. Бречко A.A., Атливаник Л.Г., Поляков Ю.Г. и др. Литейные системы и. их моделирование. Л:: Машиностроение, 1975. 248 с.

19. Васильев В.А. Справочник литейщика: Пособие для формовщиков, заливщиков, модельщиков, мастеров, технологов«. и нормировщиков / В. А. Васильев, А. В. Васильев. 2-е изд., перераб. и доп. - Донецк : Донбас, 1983. — 142 с.

20. Веревкин А.П. и др. Технология, экономика и автоматизация процессов переработки нефти и газа: М:: Химия, 2005. - 736 с.

21. Воздвиженский В.М., Грачев В.А., Спасский В.В. Литейные сплавы и* технология их выплавки в- машиностроении. М.: Машиностроение, 1984". — 432 с.

22. Врублевский В.И., Богдан K.G. Дозирование литейных материалов. Киев: Наукова думка, 1973. 192 с.

23. Вяткин И.П. Рафинирование и литье первичного магния. М.: Металлургия, 1974. 190 с.

24. Гаврилов Д.А. Управление производством на базе стандарта MRPII. СПб: Питер, 2003.-352 с.

25. Галдин Н.М. Литниковые системы и прибыли для фасонных отливок / Под ред. Чистякова В.Н. М.: Машиностроение, 1992. - 256 с.

26. Галдин Н.М., Чернега Д.Ф. Иванчук Д.Ф. и др. Цветное литье: Справочник / Под общ. ред. Н.М. Галдина. Mi: Машиностроение, 1989. 528 с.

27. Гини Э.Ч. Технология литейного производства: Специальные виды литья: учебник для студ. высш. учеб. заведений / Э.Ч. Гини, Зарубин A.M., В.А. Рыбкин; под ред. Рыбкина В.А. 2-е изд. - М.: Академия, 2007. - 352 с.

28. ГОСТ 1639-93. Лом и отходы цветных металлов и сплавов. М.: Стандартинформ, 2005. 59 с.

29. ГОСТ 2581-78. Магний и сплавы магниевые. Методы анализа. М.: ИПК Издательство стандартов, 2004. — 7 с.

30. ГОСТ 2856-79. Сплавы магниевые литейные. Марки. М., 1988. — 4 с.

31. ГОСТ 3640-94. Цинк. Технические условия. Минск: ИПК Издательство стандартов, 1998. — 8 с.

32. ГОСТ 804-93. Магний первичный в чушках. Технические условия. Минск: ИПК Издательство стандартов, 2004. 8 с.

33. ГОСТ Р ИСО 9000-2001. Система менеджмента качества. Основные положения и словарь. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 26 с.

34. ГОСТ Р ИСО 9001-2001. Система менеджмента качества. Требования. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 21 с.

35. ГОСТ Р ИСО 9004-2001. Система менеджмента качества. Рекомендации по улучшению деятельности. М.: ИПК Издательство стандартов, 2001. 35 с.

36. Дембовский В.В. Автоматизация литейных процессов. JL: Машиностроение, 1989.-264 с.

37. Дубейковский В.И. Эффективное моделирование с AIIFusion Process Modeler (BPWin). M.: Диалог-МИФИ, 2007. 384 с.

38. Дудников В.А. Разработка автоматизированной системы оперативного управления дискретным производством на основе генетических алгоритмов: Дис. канд. техн. наук: 05.13.10. Старый Оскол, 2006. - 196 с.

39. Елиферов В.Г., Репин' В.В. Процессный подход к управлению. Моделирование бизнес-процессов. М.: Стандарты и качество, 2005. — 408 с.

40. Ефимов В.А., Анисович Т.А., Бабич В.Н. и др. Специальные способы литья: справочник / под общ. ред. Ефимова В.А. М.: Машиностроение, 199Г. - 436 с.

41. Инструкция для составления подетальных норм расхода свежего металла и шихтовых материалов на производство отливок из алюминиевых и магниевых сплавов. Балашиха: ОАО «БЛМЗ», 2008 39 с.

42. Инструкция!для составления подетальных норм расхода свежего металла и шихтовых материалов на производство отливок из титановых сплавов. Балашиха: ОАО «БЛМЗ», 2008. 20 с.

43. Инструкция по нормированию материалов, применяемых в литейном производстве машиностроения. Отчёт ВНИИТМАШ Минсельхозмаша, Волгоград, 1980.-53 с.

44. Инструкция по нормированию расхода материалов, применяемых в литейном производстве машиностроения: (Типовая) / НИИ планир. и нормативов. — М., 1981. 210 с.

45. Калянов Г.Н. CASE-технологии: Консалтинг в автоматизации бизнес-процессов. М.: Горячая линия Телеком, 2000. — 320 с.

46. Калянов Г.Н. Теория и практика реорганизации бизнес-процессов. М.: СИНТЕГ, 2000.-212 с.53: Каменнова М.С., Громов A.A., Ферапонтов М.В., Шматалюк А.И: Моделирование бизнеса. Методология ARIS. M.: Весть-МетаТехнология, 2001. -327 с.

47. Конвей Р.В. Теория расписаний / Р.В. Конвей, Б.Л. Максвелл, Л.В. Миллер. — М.: Машиностроение, 1975. 556 с.

48. Кривошеев А.Е., Белай Г.Е., Соценко.О!В: Основы научных исследований s в литейном производстве / Под общ. ред. Кривошеева-А.Е. — Киев: Вища школа, 1979. 168 с.

49. Кукуй- Д1М. Автоматизация литейного производства: учеб. пособие. Минск: Новое знание, 2008: 240 с.

50. Куликов Г.Г., Речкалов А.В: и др. Методология системного проектирования как основа для автоматизации документооборота машиностроительного предприятия. // Авиационная промышленность. — 2000. — № 2. — О. 15-18.

51. Куманин И.Б. Вопросы теории литейных процессов». М.: Машиностроение, 1976.-215 с.

52. Курдюмов A.B., Пикунов И.В., Чурсин В.М. Литейное производство цветных и редких металлов. М.: Металлургия, 1972. — 496 с.

53. Курдюмов A.B., Тэн Э.Б. Расчёт оптимального состава шихты на ЭВМ. М.: Металлургия, 1984. 72 с.

54. Леви Л.И., Мариенбах Л.М. Основы теории металлургических процессов»и технология плавки литейных сплавов. М.: Машиностроение, 1970. 496 с.

55. Леушин И.О. Математические модели и методы в литейном производстве: Учебн. пособие / Нижегород. гос. техн. ун-т, Н. Новгород, 1995. — 149 с.

56. Липницкий A.M. Плавка чугуна и сплавов цветных металлов. 2-е изд., переработ, и »доп. — Л.: Машиностроение, 1973. 192 с.

57. Липницкий A.M., Морозов- И.В;, Яценко A.A. Технология цветного литья. Л:: Машиностроение, 1986: 224 с.

58. Литье в кокиль / Под ред. А.И. Вейника. М.: Машиностроение, 1980; — 415 с.

59. Магниевые сплавы. Справочник. 4.2. Технология производства и свойства отливок и деформированных полуфабрикатов / Под ред. Гурьева И.И.', Чухрова И.В. М.: Металлургия, 1978. - 296 с.

60. Майданчик Б.И. и др. Основы экономики и организации литейного производства. М.: Машиностроение, 1972. 268 с.

61. Маклаков C.B. BPWin и ERWin. CASE-средства разработки информационных систем. М.: Диалог-МИФИ, 1999. -256 с.

62. Марко Д., Мак Гоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. М.: Метатехнология, 1992. -239 с.

63. Мауэргауз Ю.Е. Автоматизация оперативного планирования в машиностроительном производстве. М.: Экономика, 2007 — 287 с.

64. Машиностроение. Энциклопедия. Цветные металлы и сплавы. Композиционные материалы. T.II-3. / Ред. совет: К.В. Фролов, И.Н. Фриляндер, О.Г Сенаторова, O.E. Осинцев и др. -М.: Машиностроение, 2001. 880 с.

65. Методика нормирования расхода шихтовых материалов в литейном производстве / ВПО "Союзоргтехавтоматизация", Проект.-конструкт. технол. Ин-т машиностроения. — М. : ПКТИмаш, 1980. — 24 с.

66. Методология IDEF0. Функциональное моделирование. М.: Метатехнология, 1993.- 117 с.

67. Мур Д., Уэдерфорд JI.P. Экономическое моделирование в Microsoft Excel. Mi: Вильяме, 2004. 1024 с.79: Нормативы расхода сплавов' при изготовлении фасонных отливок. Отраслевой стандарт 1.42141-82. НИАТ, 1982:-25 с.

68. Нормирование расхода материалов в литейном производстве Минстанкопрома. Отчёт ВПТИЛитпром: JL, 1980. 76 с.

69. Нормы расхода неметаллических^ материалов в литейном производстве: Метод, рекомендации МР-040-50-82. М.: НПО "Оргстанкинпром", 1983.-25 с. 82.0'Лири' Д. ERP системы. Современное планирование и управление ресурсами предприятия. М.: Вершина, 2004 272 с.

70. Описание стандарта MRPII. URL: Ьир://у\гут.с11Гошш.ги/сГ1п/тф/тгр2.shtml

71. Основные модули ERP-системы компании BAAN IV.URL: http://erp-online. ru/ software/baan

72. Палий И.А. Линейное программирование. М.: Эксмо, 2008. — 256 с.

73. Панасенков А.Д. Оперативное планирование производства и комплексный расчет календарно-плановых нормативов на промышленных предприятиях. М., 1985.-551 с.

74. ПИ 1.2.012-87. Плавка и разливка магниевых сплавов для фасонного литья. Производственная инструкция ВИАМ. М.:ВИАМ, 1987. 13 с.

75. Питеркин C.B., Оладов H.A., Исаев Д.В. Точно вовремя для России. Практика применения ERP-систем. М.: Альпина Бизнес Букс, 2005. — 368 с. 89: Подчасова П.П. Эвристические методы- календарного планирования. Киев: Техника, 1980.-397 с.

76. Порохня В.М. Интегрированная система- управления« гибким автоматизированным литейным производством. Алма-Ата: Гылым, 199 Г. — 204 с.

77. Прогрессивная технология и применение ЭВМ в литейном-производстве: сборник научных трудов, Алма-Ата, 1989.

78. РЕГ 517-001-08. Ведение нормативно-справочной информации по покупным материалам, полуфабрикатам, комплектующим изделиям в ИСУП Ваап: Регламент выполнения задач в ИСУП Ваап. Балашиха: ОАО «БЛМЗ», 2008. 6 с.

79. РЕГ 517-002-08. Ведение Нормативно-справочной информации по изготовляемым изделиям в ИСУП Ваап: Регламент выполнения задач в ИСУП Ваап. Балашиха: ОАО «БЛМЗ», 2008. 5 с.

80. РЕГ 517-003-08. Управление закупками и учет ТМЦ на центральных складах в ИСУП Ваап: Регламент выполнения задач в ИСУП Ваап. Балашиха: ОАО «БЛМЗ», 2008. 6 с.

81. РЕГ 517-004-08. Планирование производства и закупок в ИСУП Ваап: Регламент выполнения задач в ИСУП Ваап. Балашиха: ОАО «БЛМЗ», 2008. — 7 с.

82. РЕГ 517-004-08. Учет производства в ИСУП Ваап: Регламент выполнения задач в ИСУП Ваап. Балашиха: ОАО «БЛМЗ», 2008 7 с.

83. Рекомендации Р 1.1.26-2002. Система менеджмента качества. Методология функционального моделирования. Основные положения и порядок проведения работ. М.: Госстандарт РФ, 2002. 41 с.

84. Рекомендации Р 50.1.028-2-001. Методология функционального моделирования. М.: Госстандарт РФ, 2001. — 53 с.

85. Репин В.В., Елиферов В-Г. Процессный подход к управлению: моделирование бизнес-процессов М.: Стандарты и качество, 2004. — 408 с.

86. Речкалов A.B. Опыт использования CALS-технологий на ОАО «УМПО» // Информационные технологии в наукоемком машиностроении: Компьютерное обеспечение индустриального бизнеса. Сб. статей / Под общ. Ред. А.Г. Братухина. Киев: Техника, 2001. - С. 317 - 326.

87. Речкалов A.B. Построение автоматизированных информационно-управляющих систем предприятий на основе метода структурной декомпозиции (на примере машиностроительных предприятий): Дис. докт. техн. наук: 05.13.06. Уфа, 2001. - 350 с.

88. Речкалов A.B., Ерофеев Д.А., Ахмедшин И.Т. Подход к построению-структуры управления бизнес-процессами предприятия // Вестник УГАТУ:* научн. журнал Уфимск. гос. авиац. техн. ун-та. 2007. Т.9, № 4 (22). с. 48-56

89. Речкалов A.B., Куликов Г.Г., Пучнин Н.Б. Методология построения» организационно функциональной модели предприятия. Вестник УГАТУ, Т.5, № 2 (10), Уфа: УГАТУ, 2004. - С. 161-173.

90. Свидетельство об официальной регистрации программы для ЭВМ № 2005610942. IDEF Business Process Model Navigator (Business Navigator) // Ахмедшин PLT. и др. Федеральная служба по интеллектуальной собственности, патентам и.товарным знакам, М.: 2005.

91. Свидетельство об официальной регистрации программы, для ЭВМ № 2005611027. BPMN Xlibrary // Ахмедшин И.Т. и др. Федеральная-служба по интеллектуальной собственности, патентам и товарным знакам; Mi: 2005.

92. Скворцов! В.И: Технологические основы- использования системы ARIS Toolset 7.0. Ml: Диалог-МИФИ; 2006: 208 с.

93. Смоляр Л-.И. Модели оперативного планирования < в машиностроительном, производстве. М'.: Наука, 1978.-218 с.

94. Соколицин С.А., Кузин Б.И. Организация: и оперативное управление1 машиностроительным производством. Л.: Машиностроение, 1988s; 527 с.

95. Сосненко M.Hi Шихтовщик литейного цеха. Mi: Высшая школа, 1971. — 232 с.

96. Теория расписаний и вычислительные машины / Под ред. Э.Г. Кофмана: — М.: Наука, 1984.-214 с.

97. ИЗ; Технические и, экономические основы литейного производства. / Под ред. В.М. Шестопала. М.: Машиностроение, 1974. 304 с.

98. Технология вторичных цветных металлов/ Худяков И.Ф., Дорошкевич А.П:, Кляйн С.Э. и др. М.: Металлургия, 1980. 416 с.

99. Фролов Е.Б., Загидуллин P.P. Оперативно-календарное планирование и диспетчирование в MES-системах. URL: http://eфnews.ru/doc2936.html

100. Фукс А.И. Автоматизированная система управления литейным производством станкозаводов: Обзор / А.И: Фукс. М.: НИИмаш, 1981. - 83 с.

101. Хабибуллин Ф.Р. Инструментальные программные средства для разработки и сопровождения организационно-функциональной модели (на примере машиностроительного предприятия): Дис. канд. тех. наук. — Уфа, 2005. -139 с.

102. Цыганов В.А. Плавка цветных металлов и сплавов в индукционных печах. М.: Металлургия, 1974. -248 с.

103. Чернышов Е.А. Литейные сплавы и их зарубежные аналоги: справочник. М.: Машиностроение, 2006. 336 с.

104. Шеер А.-В. Aris: моделирование бизнес-процессов. М.: Вильяме, 2009. — 224 с.

105. Шеер А.-В. Бизнес-процессы. Основные понятия. Теория. Методы. М.: Весть-МетаТехнология, 1999. 280 с.

106. Юдин Д.Б., Голыитейн Е.Г. Линейное программирование. Теория, методы и приложения. М.: Наука, 1969. — 424 с.

107. APICS Dictionary, 11th ed. American Production and Inventory Control Society, 2005. URL: http://www.apics.org/Resources/APICSDictionary.htm

108. Infor ERP (Enterprise Resource Planning). URL: http://www.infor.com/solutions/erp

109. Microsoft Office Visio. URL:http://office.microsoft.com/ru-ru/visio/default.aspx

110. Microsoft Visio Toolbox. URL: http://visiotoolbox.com/ru

111. Sybase PowerDesigner. URL: http://www.sybase.ru/products/powerdesigner