автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.06, диссертация на тему:Автоматизация процессов управления выпуском продукции и контроллинг ресурсов проектов на строительном предприятии полного цикла производства ЖБИ

На правах рукописи

ПЕРМЯКОВ АНДРЕЙ АНАТОЛЬЕВИЧ

АВТОМАТИЗАЦИЯ ПРОЦЕССОВ УПРАВЛЕНИЯ ВЫПУСКОМ ПРОДУКЦИИ И КОНТРОЛЛИНГ РЕСУРСОВ ПРОЕКТОВ НА СТРОИТЕЛЬНОМ ПРЕДПРИЯТИИ ПОЛНОГО ЦИКЛА ПРОИЗВОДСТВА ЖБИ

Специальность 05.13.06 - Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (промышленность)

2 7 АВГ 2009

АВТОРЕФЕРАТ диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва - 2009

□03475719

003475719

Работа выполнена на кафедре «Автоматизированные системы управления» в Государственном образовательном учреждении высшего профессионального образования Московском автомобильно-дорожном институте (государственном техническом университете) — МАДИ(ГТУ)

Ведущая организация: Московский государственный технический университет им. Н.Э. Баумана (МГТУ им. Н.Э. Баумана), г.Москва.

Защита состоится "15" сентября 2009 г. в Ю00 на заседании диссертационного совета Д.212.126.05 Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета) по адресу: 125319, ГСП А-47, Москва, Ленинградский пр., д.64.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке МАДИ(ГТУ) Автореферат разослан " 14 " августа 2009 г.

Отзыв на автореферат в одном экземпляре, заверенный печатью, просим направлять в адрес совета института.

Научный руководитель:

доктор технических наук, доцент Остроух Андрей Владимирович, доцент кафедры «Автоматизированные системы управления» Московского Автомобильно-Дорожного института (государственного технического университета) (МАДИ(ГТУ)), г.Москва

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Суворов Дмитрии Наумович, профессор Московского Автомобильно-Дорожного института (государственного технического университета) (МАДИ(ГТУ)), г.Москва

кандидат технических наук Тарасенко Дмитрий Сергеевич, руководитель отдела ЗАО «ФИНАМ», г.Москва

Ученый секретарь диссертационного совета, кандидат технических наук, доцент

Михайлова Н.В.

1. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Неизбежное повышение требований к темпам и качеству строительства, усложнение техники и технологии производства работ, а также многие другие факторы вызывают значительное увеличение объемов и усложнение задач в области автоматизации и моделирования работы строительных предприятий.

Актуальными являются проблемы совместимости (логической, методологической, информационной, математической и др.) подсистем организационно-технологического проектирования со смежными подсистемами архитектурно-строительного проектирования объектов и проектирования управленческих решений.

Отличительной чертой технологического процесса строительного производства, помимо большого числа параметров, влияющих на конечную его стоимость, является использование большого количества различного вида ресурсов и возможность создания различных комбинаций этих ресурсов в виде жестких связок последовательностей. Ресурсы в строительном производстве включают в себя как материальные и финансовые ресурсы, так и одушевленные ресурсы в виде рабочей силы. Последнее предполагает наличие некоторой степени неопределенности в значении ключевых параметров, влияющих на стоимость производства строительных работ.

Не решен широкий круг вопросов, относящихся к автоматизации подготовки производства, которые возникают при обработке проектно-сметной документации, формировании перспективных и годовых планов строительно-монтажных работ (СМР), организации материально-технического снабжения и комплектации. Далека от совершенства организация взаимосвязей бригад, механизмов, автотранспорта и служб, обеспечивающих поставку конструкций, материалов и полуфабрикатов.

Практика показывает, что моделирование работы строительных предприятий по использованию ресурсов является важнейшим фактором, оказывающим влияние на повышение темпов строительства, рост производительности труда, ввод объектов в установленные сроки.

Современный организационный и технологический уровень строительных организаций в первую очередь определяется возможностью оперативного и динамичного управления ходом технологического процесса строительства. Между тем, до настоящего времени существующие подходы к решению проблемы автоматизации и моделирования работы предприятий и холдингов по строительству различных объектов носят, как правило, локальный по областям применений и разрозненный по методам характер.

Основная проблема завода полного цикла, производящего железобетонные изделия (ЖБИ) для строительных проектов - согласовать темпы производства продукции с потребностями строительных площадок, возводящих здания, в количестве и времени. На первый план выходит решение задач ч непрерывного производства ЖБИ в зависимости от динамически меняющихся

планов строительства, минимизация приобъектных складов на стройплощадках - монтаж «с колес».

Указанные обстоятельства предопределяют актуальность темы настоящей диссертационной работы, ориентированной на комплексное решение задачи автоматизации процессов управления выпуском продукции и контроллинга ресурсов проектов на строительном предприятии с полным циклом производства ЖБИ и конструкций.

Цель и объект исследования

Целью диссертации является решение системной проблемы комплексной автоматизации и моделирования процессов интеграции бизнес-процессов управления производством ЖБИ для строительства и управления проектами возведения объектов (жилых домов) с использованием современных ЕИР-систем с целью обеспечения заданных ограничений (сроков сдачи объектов, лимитов ресурсов и финансирования и др.) и рационального использования ресурсов.

Объект исследования - строительная организация, выполняющая полный цикл производства составляющих ЖБИ и строительство жилых домов с полным комплексом строительных операций и взаимосвязанными технологическими процессами.

Предмет исследования - методы, модели и алгоритмы автоматизации предприятий по производству ЖБИ и строительству жилых домов.

Задачи исследования

1. Системный анализ проблем автоматизации, отыскания оптимальных значений основных параметров технологического процесса производства ЖБИ и моделей управления технологическим процессом строительства объектов.

2. Разработка моделирующих алгоритмов возведения объектов, базирующейся на формализованном описании строительного объекта, моделирование процессов производства, поставки и монтажа ЖБИ с помощью средств современных ЕЯР-систем.

3. Разработка структуры и концептуальной модели данных информационной системы (ИС) предприятия по строительству объектов, а также создание единой базы данных для расчетов, учитывающей все стороны организации производства работ.

4. Реинжиниринг и разработка схемы интеграции разрозненных по функциональным направлениям деятельности бизнес-процессов предприятия в единую систему.

5. Обоснование общих принципов технологического ландшафта внедряемой системы.

Методы исследования

В качестве теоретической основы для создания системы в условиях реального функционирования, многочисленных неопределенных факторов и неодинаковой степени информированности органов управления разных уровней использовалась общая теория иерархических многоуровневых систем. Для решения поставленных в диссертации задач используются современные

информационные технологии систем управления ресурсами предприятия, методы системного анализа.

Научная новизна

1. Предложено формализованное описание объекта строительства, на основе которого разработан моделирующий алгоритм возведения объектов для моделирования процессов производства, поставки и монтажа ЖБИ с помощью средств современных ERP-систем.

2. Создана единая модель данных, описывающая объекты, участвующие как в бизнес-процессах управления производством материалов и компонентов монтажа для строительства, так и управления непосредственно строительством объектов разрабатываемой ИС на базе ERP и реализована схема технологического ландшафта подсистем, составляющих ИС.

3. Разработана система бизнес-процессов, связывающая воедино подсистемы управления производством и управления проектами монтажа с возможностью динамического моделирования взаимосвязанных параметров.

4. Составлена логическая структура и алгоритмы ускорения процессов проектирования возведения объектов, расчета номенклатурного графика производства формовочной линии с учетом имеющегося парка форм, загруженности линий.

Достоверность научных положений, рекомендаций н выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных формальных и неформальных методов исследования; обобщением накопленного опыта работы по автоматизации и моделированию работы предприятий по строительству объектов; верификацией отдельных результатов в рамках известных теоретических конструкций, широко используемых в теории сложных технических и информационных систем; непротиворечивости и воспроизводимости результатов, полученных теоретическим путем, а также проведения оценки адекватности разработанной модели.

Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения работы на Домостроительном комбинате №2 г. Москвы, ООО «Спецстройбетон 200», а также используются в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные системы управления» МАДИ(ГТУ).

Практическая значимость

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области автоматизации и моделирования работы предприятий по строительству объектов (жилых домов).

Разработанные модели и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения на предприятии Домостроительный комбинат №2 г. Москвы, ООО «Спецстройбетон 200», а также используются в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные системы управления» МАДИ(ГТУ).

Апробация и публикации

Содержание разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение:

• на Российских, межрегиональных и международных научных конференциях, симпозиумах и семинарах (2007-2009 гг.);

• на заседании кафедры «Автоматизированные системы управления» Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета).

Положения, выносимые на защиту

1. Модели, методы и алгоритмы автоматизации процессов управления выпуском продукции и контроллинга ресурсов проектов на строительном предприятии с полным циклом производства ЖБИ, реализованных средствами современных ERP-систем.

2. Единая модель данных, описывающая объекты, участвующие как в бизнес-процессах управления производством материалов и компонентов монтажа для строительства, так и управления непосредственно строительством объектов разрабатываемой ИС на базе ERP.

3. Структура концептуальной модели бизнес-процессов и реализация на основе средств современных систем управления и планирования ресурсов предприятия ИС предприятия по производству ЖБИ и строительству жилых домов.

4. Схемы интеграции разрозненных по функциональным направлениям деятельности бизнес-процессов предприятия в единую систему.

5. Схема технологического ландшафта подсистем, составляющих ИС.

Структура и объем работы

Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, библиографического списка. Работа изложена на 182 страницах машинописного текста, включающего библиографический список из 122 наименований.

2. СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Структура работы соответствует списку перечисленных задач, содержит описание разработанных методов, моделей, алгоритмов и методик.

Во введении обоснована актуальность работы, определены границы предметной области, рассматриваемой в диссертации. Отмечено, что научно-технические достижения последних лет создают новые возможности для решения проблемы автоматизации и моделирования работы предприятий по производству составляющих и строительству объектов. Реализация этих возможностей требует новых научных разработок по ряду перспективных прикладных направлений, которым посвящены исследования диссертации. Сформулированы цель и задачи работы, научная новизна, практическая значимость и основные положения, выносимые на защиту.

В первой главе основной акцент делается на выявление наиболее существенных проблем, возникающих при автоматизации всего цикла

строительства объектов и производства ЖБИ. Рассматриваются глобальные цели перечисленных компонент и задачи, автоматизация решения которых существенно повышает их организационно-технический уровень.

Показано, что в работе предприятий по строительству объектов большую роль играет организация структуры взаимодействия ресурсов. Оптимальная структура обеспечивает поточность выполнения работы. Основными негативными факторами, мешающими обеспечению поточности выполнения работы, является простой ресурсов при сохраняющейся потребности в этих ресурсах в будущем и открытый фронт работ при недостатке ресурсов, когда для продолжения производственного цикла требуется ресурс, который в данный момент занят на другом участке.

Проект строительства отдельных объектов или комплексов объектов включает в себя согласование смет, чертежей и планов проведения работ, в комплексе это составляет почти 70% времени и 25% стоимости строительства. Поэтому автоматизация на ранних стадиях организации строительного производства может принести большой эффект.

Составление плана проекта в общем виде заключается в описании задач проекта, доступных ресурсов и определении взаимосвязей между ними с помощью назначений.

Планирование начинается с определения проекта, то есть описания его ключевых характеристик. Затем составляется список фаз и задач и список необходимых для их выполнения ресурсов. После этого в план вносится дополнительная информация о задачах и ресурсах, которая будет использоваться при определении назначений и в дальнейшем при проведении работ по плану (отслеживании плана). Наконец, осуществляются назначения, после чего проект оптимизируется, если длительность или бюджет оказываются больше ожидаемых значений.

Составление плана работ невозможно без определения проекта, то есть задания его ключевых характеристик, таких как общая длительность, рабочее время и методика планирования.

Проанализированы пространственные и временные формы организации производства, методы организации производства, их преимущества и недостатки. Производство ЖБИ на рассматриваемом предприятии имело чисто технологическую форму организации производственного процесса с последовательно-параллельной передачей предметов труда (цеха), что обусловлено характером технологии производства данной продукции и исторически сложившимся размещением цехов на территории. Внедрение ИС в нашем проекте позволило внести ряд преимуществ интегрированной формы. В зависимости от специализации цехов (формовочный, бетоносмесительный, арматурный) на рассматриваемом предприятии действуют как поточные, так и групповые методы организации производства. Благодаря внедрению ИС класса ERP SAP R73 удалось получить ключевое интегрирующее преимущество синхронизированного метода организации управления - организации выпуска изделий (ЖБИ) в зависимости от потребности в них на строительных объектах.

В главе также проведен сравнительный анализ современных ERP-систем, прослежена эволюционная последовательность развития их предшественников и обоснована основная концепция ERP - единого репозитария данных для разнофункциональных приложений.

В заключение представлено общее описание программного продукта SAP-R/3 — системы класса ERP, основного инструментария практической реализации моделей методов и алгоритмов, предложенных в данной работе.

Во второй главе приведено формализованное описание объекта строительства, на основе которого разработан моделирующий алгоритм, учитывающий стохастический характер технологического процесса строительного предприятия с полным циклом производства ЖБИ.

Объект строительства:

п, ш, V={V ц}; G={G')U2}; D={Du}

где п — количество пространственных участков (захваток);

m - количество ресурсов;

Vy - объем j-той работы на i-том участке (элемент матрицы V) - матрица объемов работ;

G'j]j2 — технологическая последовательность выполнения работ на i-том участке (элемент матрицы G);

Djj — максимальное технологически допустимое количество ресурсов j-того типа на ¡-ом участке (элемент матрицы D).

Строительный объект расчленяется с учетом особенностей объемно-планировочных и конструктивных решений на п пространственных участков, на каждом из которых должен быть выполнен определенный комплекс строительно-монтажных работ, состав которых на участках может быть различным.

Для возведения объекта необходимо выполнить m видов работ. Матрица объемов работ V содержит информацию о составе работ и распределении их объемов по участкам.

Требования к технологической последовательности выполнения работ, отражающие особенности строительного объекта и технологии возведения, отображаются для каждого участка в виде технологического графа. В то же время технологический граф может быть единым для всех участков объекта, если составы работ на участках и условия их выполнения одинаковы.

Деление всего технологического процесса строительства на отдельные виды работ производится в соответствии со специализацией производственных бригад (звеньев).

На каждом конкретном участке при выполнении любого вида работ существует фронт работ для одновременного включения в работу определенного числа бригад (звеньев). Этот предел будем называть максимальным технологически допустимым количеством ресурсов и представим его в модели матрицей D, в которой тип ресурса соответствует виду работ.

Средства возведения объекта:

г={Г|};ьн={1"},

где: г - матрица-вектор наличного количества ресурсов типа «мощности» (каждого типа) на стройплощадке;

ц — наличное количество ресурсов ]-того типа на стройплощадке (элементов матрицы г);

V - матрица-вектор нормативных интенсивностей работы ресурса каждого типа за смену;

1" - нормативная интенсивность работы (выработка) единицы ресурса того типа за смену (элемент матрицы Ьн)

Строительные организации располагают ограниченным числом бригад (звеньев) разной специализации, которые могут привлекаться для выполнения строительно-монтажных работ на объекте.

В модели число бригад разного типа (специализации) представляется в форме матрицы 1Л

Оперативное управление строительством:

К-Т|> Пь П2, П3, П4,П5, П6,

где: И1; - число бригад, используемых в период строительства объекта Т для выполнения ]-той работы;

Пь П2, - правила проверки наличия подготовленных фронтов работ (участков) для включения в работу бригад;

Пз, П4, - правила назначения бригад на участки;

П5, П6, - правила освобождения бригад с участков;

q(t) д - продолжительность выполнения >той работы на ¡-том участке.

Основная задача организации возведения строительных объектов и комплексов заключается в обеспечении запланированных сроков строительства за счет выбора рационального движения (маршрута) бригад по мере подготовки фронтов для выполнения соответствующих строительно-монтажных работ.

Схема моделирующего алгоритма возведения объектов приведена на рис.

1.

1.1

Рис. 1. Схема моделирующего алгоритма

Далее описаны средства моделирования процессов строительного производства в современных ЕЯР-системах.

Представлены объекты, моделирующие организационные структуры производства предприятия: балансовая единица, склад и завод.

Определены основные данные, совместно используемые различными модулями приложений Системы. К таким данным относятся основная запись материала, спецификация, рабочее место, технологическая карта.

Основная запись материала выполняет как описательную, так и управляющую функцию и содержит различные ракурсы данных для применения в разных функциональных приложениях системы: финансовый ракурс для приложений фин. планирования и учета ДС, ракурс данных планирования материалов для производства, логистический ракурс и.т.д. Аналогично построены и другие объекты основных данных.

Спецификация - это полный, формально структурированный список компонентов, из которых состоит изготавливаемый продукт или комплексный материал. В спецификации содержатся основные данные для интегрированного управления материальными потоками, в частности, потребности материалов, управления производством и калькуляции затрат на изделие. Они состоят из заголовка и позиций: данные, относящиеся ко всей спецификации ведутся в ее заголовке, к одному компоненту — в позиции. Спецификация может содержать узлы, т.е. подобъекты - спецификации. Рабочее место - это место на заводе, на котором выполняются определенные операции или работы. Оно может иметь вид как отдельного рабочего места, так и группы рабочих мест, производственной линии, может использоваться как коллектор мощностей.

В технологической карте указываются необходимые производственные операции, их последовательность и рабочие места, где должны выполняться эти операции.

Рассматриваются основные бизнес-процессы, предопределенные в Системе с возможностью адаптации на конкретном предприятии.

Укрупненное планирование сбыта и производства (УПСП) позволяет прогнозировать сбыт, разрабатывать производственные планы, оценивать перспективы выполнения плана. Планирование основывается на иерархиях групп продуктов. В плане сбыта рассчитывается, сколько единиц готового изделия или группы продуктов должно быть реализовано. Производственный план составляется на основе плана сбыта. Для анализа перспектив выполнения плана, производственный план может быть укрупненно сбалансирован в отношении ключевых ресурсов. При дезагрегации плана посредством долевых коэффициентов план переносится на более низкий уровень иерархии групп продуктов. Затем план переносится в производственную программу.

Составление производственной программы - это связующее звено между планированием потребности на верхнем уровне (УПСП) и планированием потребности в материалах. Результат - версия плановых первичных потребностей в производственной программе. Используя функции управления версиями при составлении производственной программы, можно создать и сравнить различные версии плановой первичной потребности в материале. При составлении производственной программы определяются даты и объем потребности в материалах.

Ядро функционала - программа Планирования потребности в материалах. При планировании потребности в материале в ракурсе спецификации сначала вычисляется потребность в готовом изделии. Если запаса недостаточно для покрытия потребности, создается плановый заказ. Выполняется разузлование спецификации планового заказа на готовое изделие. При этом создаются вторичные потребности в узлах. Вторичная потребность рассчитывается с учетом структуры спецификации. На следующем уровне спецификации вычисляется потребность в каждом из узлов. При этом создаются вторичные потребности в сырье. На самом низшем уровне спецификации снова рассчитывается потребность. Если запаса материала или объема поступившего материала недостаточно, то создается плановый заказ (или заявка на материал). Сущность ППМ проиллюстрирована на рис.2.

Базисный срок завершения выполнения планового заказа на готовое изделие рассчитывается исходя из даты потребности, указанной в заказе на готовый продукт. Для определения даты начала выполняется планирование от конечных сроков с использованием данных о длительности производственного цикла из основных записей материалов или технологической карты.

ПГШ:

дарг&мерс

ирйн«ш

Рис 2. Обзор ППМ и разузлования спецификации

Дата завершения плановых заказов на узлы рассчитывается на основе даты начала выполнения планового заказа на готовое изделие. Для расчета даты начала каждого из этих заказов Система выполняет планирование от конечных сроков. Этот процесс повторяется с заявками на материалы. Для определения даты начала выполнения заказа используется плановый срок поставки из основных записей материалов. При проведении календарного планирования для ППМ определяются сроки заготовки материалов на стороне и время на собственное производство материалов. Календарное планирование заготовки материалов на стороне учитывает время, требуемое отделу закупок, время заготовки материалов поставщиком и время на обработку поступления материала.

Данные по наличной и необходимой мощности создаются при помощи основных данных (основные записи материалов, технологические карты и рабочие места, плановые заказы и производственные заказы). При анализе мощностей в системе сравниваются наличная и необходимая мощности. Необходимые производственные мощности определяются исходя из объемов плановых и производственных заказов. В технологических картах этих объектов описаны операции, которые выполняются на рабочих местах. В обзоре мощностей рабочего места вводятся формулы для расчета системой требуемых производственных мощностей. Планирование операций сетевого графика строительного проекта является центральной функцией балансировки мощностей. Операции планируются на то время, когда мощности позволяют выполнение данной операции. Система может так спланировать последовательность операций, что общее время наладки окажется минимальным. При календарном планировании мощностей операции планируются с учетом текущей загрузки мощности для запланированных операций на рабочих местах и оставшейся наличной мощности.

В главе разработан алгоритм расчета номенклатурного графика формовочной линии с учетом имеющегося парка форм, загруженности линий с использованием функциональности ERP SAP-R/3. Его схема приведена в диссертации.

В третьей главе рассмотрены методы реинжиниринга бизнес-процессов управления производством и управления проектами строительства,

предложены алгоритмы их интеграции в единую систему на базе логики общих основных данных с помощью инструментария функциональности ERP SAP-R/3. Данная интеграция была осуществлена впервые именно в проекте полномасштабной автоматизации предприятия Домостроительного комбината №2 г. Москвы и является основной уникальной частью данной работы.

Концептуальная модель данных для системы управления производством представлена на рис. 3. Далее подробно рассмотрены основные бизнес-процессы.

Составление производственной программы на основе потребностей объектов строительства. Цель производства завода железо-бетонных конструкций (ЖБК) — обеспечение объектов строительства железобетонными изделиями. Производственная программа составляется исходя из задания на монтаж домов. Общая потребность ЖБИ рассчитывается исходя из поэтажных спецификаций ЖБИ на корпуса и этажей, указанных в задании. В Системе строительные объекты реализованы как проекты модуля Управления проектами (см. рис. 4). Проект имеет иерархическую структуру, состоящую из элементов Структурного Плана Проекта (СПП элементов), отражающую основные этапы проекта, сетевых графиков, содержащих отдельные операции. Операциям сетевых графиков проекта присваиваются компоненты (железобетонные изделия, технологические связи и др.), необходимые для выполнения операций, с указанием количества и дат потребностей. В результате сохранения проекта в системе создаются документы резервирований на необходимые компоненты. Потребности объектов строительства в ЖБИ в виде резервирований в системе проектов являются основой для составления производственной программы.

Целью планирования производства является составление номенклатурных графиков выпуска изделий для обеспечения потребностей строительных объектов и планов комплектации цехов основного производства технологическими материалами. Номенклатурные графики производства составляются исходя из потребностей строительных объектов, определяемых из заданий на монтаж домов на месяц/год и спецификаций для каждого формовочного цеха/производственной линии исходя из технологических процессов производства ЖБИ, согласно которым каждая марка ЖБИ изготавливается на определенной формовочной линии.

I Wofc.pl<«•_<«диет

8р«сМе1И©п:

гп

Рго]«с<_р«оМи:

РйиИол:

РояИрп_о>г_гр«<з1|1СЛЦог< Ю.ЗрееШеаИоп:

$¡2«: огм;

УУ01и_р1д<

Р01АИГ:

Рг«рл«_Ит»:

РРМ

1 1 1 р«011ис1гоп_.*ур*-Р1»пп«Мур«:

1 Ргосохапд р1л1гипд

1

~—т 1 1

Р»«р1г1пд_11т«: Ргос«я1пд_йт*:

I Рлйогу;

— С!

Р14пп1пд_р>о^1с:

М0О1)1тгг.

Р(рогЬ_||дл$раипо«:

С«Цпашдт0:

Рис. 3. Концептуальная модель данных для управления производством

Рис 4. Связь проекта с оргструктурой Е11Р-системы

Для решения задачи разработана специальная формирования номенклатурного графика производства ЖБИ разработана программа, которая обрабатывает плановые заказы, созданные при выполнении ППМ для определенной производственной линии/участка (каждая марка ЖБИ по

умолчанию изготавливается на определенной линии согласно техпроцессу). Данная программа для каждой марки ЖБИ сформирует плановые заказы производства на каждый день (при годовом планировании на месяц), которые обеспечивают выполнение производственной программы с учетом указанных ограничений. Далее запускается одна из основных функциональностей модуля Управления производством - программа Планирования потребности в материалах ЩПМ). которая:

■ вычисляет потребность для каждого материала;

■ выполняет календарное планирование с целью вычисления начального и конечного сроков для проектов заказов на поставку;

■ создает проект заказа на поставку на количество, равное рассчитанному объему заготовки, на дату, определенную при календарном планировании;

■ для каждого проекта заказа на поставку узла система выполняет разузлование спецификации и определяет вторичную потребность, для которой цикл выполнения ППМ повторяется.

При этом существует две области видимости планирования и видимости данных по материалам - это оргструктуры завод «Строительство» и завод «Производство». Соотвественно готовое изделие, произведенное на заводе «Производство» (ЖБИ) из первичных материалов является первичным материалом для области «Строительство». На рис. 5 приведена схема бизнес процесса «Долгосрочное планирование основного производства на год».

В зависимости от срока планирования применяется годовое планирование производства, планирование на месяц и оперативное планирование.

Отпуск материала осуществляется автоматически при подтверждении выпуска ЖБИ с применением точек подсчёта на линии. К каждой операции сетевого графика присвоены соответствующие компоненты и работы, т.е. к операции по изготовлению арматуры -присвоен металл из которого изготавливается арматурные каркасы и сетки, для операции по изготовлению бетона - компоненты бетона и т.д. При этом Система автоматически рассчитывает расход материалов для каждого цеха пропорционально подтверждаемому объему производства на основе количества компонентов спецификации. Система проводит отпуск материала и выполняет контировку затрат по расходу материала на коллектор производственных затрат изготавливаемого ЖБИ. В основе компонента учета затрат Системы находятся так называемые коллекторы производственных затрат.

Рис. 5. Схема бизнес процесса «Долгосрочное планирование основного производства

на год».

Данные объекты собирают по каждому периоду фактически возникшие затраты. Система рассчитывает загрузку мощностей в производстве пропорционально подтвержденному производственному объему, переносит стандартное время операций для каждой единицы продукта из календарно-плановых нормативов и рассчитывает соответствующую общую длительность операций, затем определяет затраты, используя тарифы.

Система управления проектами не имеет собственной организационной структуры, она включается в существующую структуру других модулей путем присвоения организационным единицам ссылок на объекты других подсистем, благодаря чему система может представлять данные четко и разными способами (см. рис. 5). Стандартный структурный план проекта -унифицированный структурный план проекта, который можно использовать многократно и который служит в качестве шаблона для создания оперативных структурных планов проекта. Структурный план проекта (дальше просто проект) в Системе - это модель работы, выполняемой в рамках проекта, организованная в иерархическую структуру. Под проектом в системе понимается проект по строительству жилого дома (корпуса). Сетевые графики используются как основа для планирования, анализа, управления и контроля календарных планов, сроков и ресурсов. Сетевой график привязывается к СПП-элементу и включает в себя операции. Операция является объектом с большим количеством управляющих параметров: ключ активации набора параметров управления, ссылки на рабочие места, ссылки на спецификации, управление потребляемыми мощностями, формулы расчета затрат в зависимости от потребленных ресурсов и.т.д. Далее рассмотрены основные бизнес-процессы.

Ведение проектов строительства. Ведение структурного плана проекта состоит в том, чтобы создать и поддерживать в актуальном состоянии структурную основу для планирования и учета сроков, материалов, ресурсов, выручки и затрат. Структурный план проекта строительства в долгосрочном горизонте совпадает со структурным планом оперативного проекта строительства, далее плавно переходит в оперативный при помощи уточнения данных.

По мере появления технической документации проект строительства должен уточняться с тем, чтобы к месячному планированию начала строительства в проекте содержались все данные с точностью, позволяющей достаточно точно спланировать сроки, мощности, материалы, производство ЖБИ, рейскомплекты и прочие текущие планы строительного производства.

Структурный план проекта строительства формируется в соответствии со следующими принципами и в следующей последовательности уровней - см. рис. 6, на рис. 7 представлен процесс ведения стандартных сетевых графиков, на рис. 8. - процесс ведения проектов.

ОтрейОбъеет (Чкриевсй СЙП)

Доп. отдатэ квартир

Работы, виг/шшлеыыо

работы

Монтажные рвйеты

работы

| 2-Й ] 2-* »та». I 3-й I

| а г-л* сов 1 сятмй 1 1 агаж, ст*т 1

Рис. 6. Структура оперативного проекта.

Рис. 7. Схема бизнес процесса «Ведение стандартных сетевых графиков

С календарным планированием тесно связана задача планирования мощностей строительных потоков и распределения работ между бригадами. В процессе планирования мощностей определяются виды работ и рабочие места, на которых выполняются эти работы в операциях сетевого графика. При календарном планировании с помощью системы определяется необходимая мощность для данного проекта. Возможно произвести перерасчет требуемой мощности относительно наличной мощности по каждому рабочему месту. Долгосрочное планирование производится на уровне обобщенных операций сетевого графика, оперативное - на уровне детальных. На рис. 9 представлен процесс «Долгосрочное планирование сроков и мощностей монтажа».

Как видно из схемы, этот процесс включает согласование с подсистемой Управления производством.

Рис. 9. Схема бизнес-процесса «Долгосрочное планирование сроков и мощностей

монтажа»

Планирование материалов представляет собой планирование потребностей производства строительных работ в материалах (ТМЦ) с целью обеспечения строительного производства материалами и формирования лимитов их отпуска на объект. Планирование материалов в Системе производится посредством компонентов материалов, присваиваемых операциям сетевых графиков. В проекты долгосрочного строительства из образцов попадает полная номенклатура материалов в виде компонентов материалов, являющихся стандартными «узловыми» материалами со спецификацией. Прогон планирования потребностей в материалах (ППМ) для долгосрочного планирования производит разузлование автоматически, что позволяет составить план закупок и план производства для материалов, содержащихся в стандартных спецификациях. По завершению планирования материалов в Системе Управления проектами выполняется процесс ППМ в Системе Управления производством, в результате которого составляется план закупок и план производства для первичных материалов (процесс "Планирование потребностей материалов на год с учетом графика выпуска ЖБИ"). На рис. 10 представлено планирование материалов в долгосрочной и оперативной областях.

Рис. 10. Схема бизнес-процесса «Планирование материалов»

Все описанные выше процессы находят отражение в Календарном планировании (рис.11).

Для процесса Планирования затрат и себестоимости проектов базисом для расчета плановых затрат являются сформированные количественные (планирования сроков и мощностей, планирования материалов) и ценовые структуры (плановые тарифы собственных работ, плановые цены на материалы). После деблокирования проекта становится возможным проведение фактических данных по проекту. Фактические данные фиксируются по иерархии проекта снизу вверх при подтверждении операций сетевых графиков при заданных тарифах, сроках, нормах расхода и т.д.

В рамках данного проекта также осуществляется планирование рейскомплектов транспортировки ЖБИ на объекты строительства с учетом последовательности монтажа и плановых сроков строительства с помощью специально разработанной программы.

В четвертой главе рассмотрены основные технические аспекты проекта внедрения ERP на предприятии. Важнейшим этапом реализации проектов внедрения систем класса ERP является формирование системного ландшафта. Системный ландшафт - это совокупность подсистем и мандантов - модульных областей видимости данных, позволяющих настроить и эксплуатировать программное обеспечение ERP SAP. Структура и конфигурация системного ландшафта влияет на ход проектов, схемы реализации проектов и стратегию поддержки продуктивной эксплуатации. Определение системного ландшафта включает формулировку назначения каждой из подсистем SAP и указание путей переноса данных между системами для организации пользовательской настройки и разработок.

В работе предложено применить трех-системный ландшафт. Предлагается разделить системы для настройки/разработки, проверки качества и продуктивной эксплуатации. Таким образом достигаются следующие преимущества:

• полностью разделяется разработка/настройка, проверка качества и продуктивная эксплуатация;

• репозитарий в системе проверки качества и продуктивной системе одинаковый, что позволяет гарантировать качество проведения процедуры проверки разработок;

• для обеспечения тестирования на реальных бизнес данных можно использовать регулярное копирование продуктивной системы в систему обеспечения качества;

• на производительность продуктивной эксплуатации не влияет выполнение разработки и тестирования.

В заключении представлены выводы и основные результаты работы.

ОСНОВНЫЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Выполнен системный анализ проблем автоматизации, отыскания оптимальных значений основных параметров производства и моделей управления технологических процессов строительного предприятия с полным циклом производства ЖБИ.

2. Проведен сравнительный анализ современных ERP-систем, проанализирована эволюционная последовательность развития их предшественников и обоснована основная концепция ERP — единого репозитария данных для разнофункциональных приложений.

3. Предложено формализованное описание объекта строительства, на основе которого разработан моделирующий алгоритм возведения объектов, учитывающая особености технологического процесса строительного предприятия с полным циклом производства ЖБИ..

4. Разработанная система позволяет с высокой степенью детализации отобразить организационные структуры производственного предприятия. Она объединяет всю нормативно-справочную информацию по предприятию в единый репозитарий основных данных для избежания дублирования информации об одних и тех же информационных объектах-участниках производственных процессов, таких как основные данные материала, спецификации производства, технологические карты, данные производственных мощностей, рабочих мест и.т.д.

5. С помощью средств ERP SAP R/3 по методологии ARIS создана модель интеграции бизнес-процессов предприятия, предложена концептуальная модель единой базы данных, на основе которой разработаны программные реализации подситем управления производством и управления проектами.

6. На основе интеграции модуля «Управление производством» с модулем «Управление проектами» решена задача непрерывного производства ЖБИ в зависимости от динамически меняющихся планов строительства. При этом достигается минимизация складов готовой продукции и фактическая ликвидация приобъектных складов на стройплощадках - монтаж «с колес».

7. Проработаны технологические аспекты внедрения системы на основе применения трех-системного ландшафта, который позволяет произвести четкую декомпозицию ИС на подсистемы разработки, тестирования и продуктивной эксплуатации, а их в свою очередь на манданты видимости данных по модулям.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ

Публикации в рецензируемых журналах из списка ВАК РФ

1. Пермяков, А.А. Модуль управления дебиторской задолженностью для телекоммуникационной компании на базе решений SAP FOR TELECOMMUNICATIONS/ А.В. Остроух, А.В. Будихин, А.Б. Маврин, А.А. Пермяков// Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. - М.: «Научтехлитиздат», №10,2007. С. 12-16.

Публикации в других изданиях

2. Пермяков, А.А. Взаимодействие программных модулей в автоматизированной информационно-аналитической системе планирования доставки грузов /А.В. Остроух, И.А. Кузнецов, А.А. Пермяков// Цивилизация знаний: российские реалии: труды Восьмой Всероссийской научной конференции 20-21 апреля 2007 г. / - М.: РосНОУ, 2007, С. 151-153.

3. Пермяков, А.А. Опыт внедрения решений SAP FOR TELECOMMUNICATIONS для управления дебиторской задолженностью на ОАО МГТС /А.А. Пермяков// Вестник Российского нового университета. Выпуск 2. Серия естествознание, математика, информатика.-М.: РосНОУ, 2007. С. 108-111.

4. Пермяков, А.А. Оптимизация ресурсов в едином информационном пространстве предприятия на базе решений SAP R/З/ А.А. Пермяков// Цивилизация знаний: инновационный переход к обществу высоких технологий: труды Девятой Международной научной конференции 2526 апреля 2008 г. - М.: РосНОУ, 2008, С. 398-400.

5. Пермяков, А.А. Планирование и оптимизация ресурсов в едином информационном пространстве промышленного предприятия// Интеллектуальные системы: труды Восьмого международного симпозиума 30 июня - 4 июля 2008 г./ - М.:РУСАКИ, 2008, С. 603-607.

Отпечатано в типографии ООО «Гипрософт» г. Москва, Ленинский пр-т, д.37А

Тираж 100 экз. Дата тиражирования 12.08.2009 г. Усл.печ.лист - 1

Введение.

1. Анализ состояния проблемы автоматизации предприятий по строительству объектов.

1.1. Проблема отыскания оптимальных значений основных параметров производства.

1.2. Формы организации производства.

1.3. Методы организации производства.

1.4. Анализ степени автоматизации строительных предприятий на основе единых информационных систем.

1.5. Автоматизированные системы управления предприятием и их классификация.

1.6. Программный продукт SAP, R/3.

Выводы.'.

2. Построение моделей строительства объектов.

2.1. Методы моделирования строительного производства.

2.2. Метод решения поставленной проблемы.

2.3. Моделирование возведения объектов.

2.3.1. Описание объекта строительства и средств его возведения.

2.3.2. Алгоритм моделирования.

2.4 Средства моделирования процессов строительного производства в современных ERPсистемах.

2.4.1 Организационные структуры производства.562.4.2 Основные данные планирования производства.

2.4.3 Предварительное планирование конечных продуктов.

2.4.4 Укрупненное планирование сбыта и производства (УПСП).

2.4.5 Составление производственной программы.

2.4.6 Планирование потребности в материалах (ППМ).

2.4.7 Планирование мощностей и операций.

2.5. Алгоритм расчета номенклатурного графика формовочной линии с учетом имеющегося парка форм, загруженности линий.

Выводы.

3. Реализация комплексного проекта внедрения системы автоматизированного управления на предприятии.

3.1 Обследование бизнес-процессов Управления производством.

3.1.1 Составление производственной программы в долгосрочном и краткосрочном горизонте.

3.1.2 Состав изделий, нормы расхода материалов.

3.1.3 Закупка технологических материалов, металлов для основного производства.

3.1.4 Организация основного производства, производственная структура основных цехов

3.1.5 Снабжение цехов основного производства комплектующими, материалами, списание комплектующих, материалов в производство.

3.1.6 Производственные отчеты, документы, составляемые в цехах основного производства

3.1.7 Предложения ключевых пользователей по улучшению существующей системы.

3.1.8 Реестр отчетов, выходных документов.

3.2 Обследование бизнес-процессов Управления проектами.

3.2.1 Ведение структуры проекта.

3.2.2 Планирование сроков, ресурсов мощности и персонала, балансировка мощностей.

3.2.3 Планирование материалов.

3.2.4 Планирование вывоза ЖБИ на объекты строительства с целью соблюдения технологии монтажа.

3.2.5 Планирование затрат и выручки, бюджет по проектам.

3.2.6 Контроль за выполнением проекта и учет фактических сроков и затрат.

3.2.7 Обеспечение проектов материалами.

3.2.8 Предложения ключевых пользователей по улучшению существующей системы.

3.3 Система Управления производством.

3.3.1 Основные допущения проекта.

3.3.2 Оргструктура проекта внедрения.

3.3.3 Требования к основным данным в Системе.

3.3.4 Составление производственной программы па основе потребностей объектов строительства.

3.3.5 Планирование основного производства.

3.3.6 Управление производством.

3.4 Система Управления проектами.

3.4.1 Оргструктура объекта внедрения.

3.4.2 Требования к основным данным в Системе.

3.4.3 Ведение структурного плана проекта.

3.4.4 Планирование сроков и мощностей.

3.4.5 Планирование материалов.

3.4.6 Планирование затрат.

3.4.7 Контроль за выполнением проекта.

Выводы.

4. Технические аспекты проекта.

4.1 Системный ландшафт.

4.2 Состав аппаратной платформы.

4.3 Структура внедренной КИС.

4.4 Технические требования.

4.5 Описание структуры КТС.

Выводы.

В конкурентной среде компании вынуждены постоянно реагировать на изменения рынка, находить инновативные решения и добиваться таким образом преимуществ перед конкурентами.

Ориентация компаний на эффективное выполнение отдельных функций привела за прошедшие десятилетия к локальной оптимизации и усовершенствованию функциональных областей. Благодаря применению новых информационных и коммуникационных технологий (ИТ) в таких областях, как, например, бухгалтерский учет, производство или логистика, а также реализации новых организационных концепций значительно повысились производительность труда и качество конечной продукции и услуг. Однако, вследствие локальной оптимизации функциональных областей, отошел на задний план общий контекст производственных функций. Чем автономнее становятся функциональные области, тем выше расходы на согласование и координацию между ними. Использование современной ИТ, само по себе, не решает эти структурные проблемы, а только сглаживает их симптомы, т.е продолжительность процессов согласования, например, за счет электронизации внутренней коммуникации предприятия. Чтобы обеспечить целостность предприятия и уменьшить число внутренних организационных интерфейсов, необходимо сосредоточиться на процессах данного предприятия.

Идея ориентированной на процессы структуры предприятия, привлекшая с конца 80-х годов повышенное внимание благодаря таким ключевым концепциям, как оптимизация бизнес-процессов или управление бизнес-процессами является далеко не новой. Еще в начале 30-х была отмечена необходимость переориентации структуры предприятия на процессы.

Производство является, в действительности, продолжительным процессом, непрерывной последовательностью работ. Истинная структура процесса производства напоминает поток. В процессе производства постоянно создаются и распределяются новые продукты и услуги на основе одинаковых или лишь немного изменяющихся задач. И как, исходя из таких комплексных представлений, можно иначе разделить задачи производства, как не в соответствии с естественным технически-обусловленным разделением процессов.

В основе ориентированного на процессы предприятия лежит принцип регулирования последовательности операций. В то время, как организационная структура представляет из себя разделение системы на подсистемы (например, отделы, подразделения, должности), а также несет в себе информацию о задачах каждой подсистемы, организация процессов - это инструмент для контроля выполнения задач, а также координации временных и пространственных аспектов их выполнения. Самые простые составляющие отдельной задачи — это операции, которые, в свою очередь, являются основными составляющими процессов. Операция является действием, необходимым для выполнения определенной работы.

Процесс — это завершенная, с точки зрения содержания, временной и логической очередности, последовательность операций, необходимых для 4 обработки экономически значимого объекта. Такой объект, ввиду своего центрального значения для процесса, называется "объектом, формирующим процесс". Например, процесс производства готового изделия из узлов и составляющих формируется на основе объекта «техкарта производства изделия». Бизнес-процесс является особым процессом, который служит осуществлению основных целей предприятия и описывает центральную сферу его деятельности.

Модель цепочки создания добавленной стоимости разделяет процессы предприятия на основные и вспомогательные. К основным операциям относятся операции по созданию добавленной стоимости, имеющие непосредственное отношение к производимому продукту, и тем самым, влияющие на финансовый результат предприятия. Подобные операции имеют место, в основном, в таких областях, как логистика закупок, производство, сбыт. Вспомогательные операции не имеют непосредственного отношения к производимым товарам и услугам, однако, без них невозможно выполнение операций по созданию добавленной стоимости. Вспомогательные операции, например, имеют место в области управления персоналом, учета и отчетности и обработки информации.

Цель любого коммерческого предприятия — это* получение прибыли. Чтобы обеспечить свою конкурентоспособность, компании необходимы инструменты руководства, управления и контроля, а также прозрачная модель собственной цепи создания добавленной стоимости. Неструктурированные процессы не могут быть улучшены хотя бы по причине того, что отсутствует контроль над взаимосвязями между отдельными процессами. Напротив, четко обозначенные процессы выявляют имеющиеся между ними причинно следственные связи и могут быть адаптированы в контексте хозяйственной деятельности '.всего предприятия в целом. Успешно вести конкурентную борьбу можно лишь в том случае, если внутренние структуры построены так, что их можно измерить и сравнить. г

Основа прогрессивных стратегий организации производства - это предприятия в виде «сетей» или даже виртуальные предприятия с децентрализованными процессами. Выполнение процессов внутри компаний осуществляется взаимодействующими рабочими группами. Ответственность за процесс становится неотъемлемой частью самого процесса. В результате децентрализации частично отпадает необходимость во внешних контрольных функциях, что приводит к снижению затрат на управление и повышает эффективность, а вместе с этим и конкурентоспособность предприятия. '

Неотъемлемой предпосылкой внедрения интегративных стратегий является детальная и прозрачная структуризация процессов, всех взаимодействующих участников, интеграция наборов данных о задействованных процессах. Решение такой сложной задачи возможно только при использовании четко структурированных и формализованных моделей процессов. Такие, модели позволяют производить детализацию' процессов вплоть до отдельных операций, помогая выявить имеющиеся между ними взаимосвязи. Обеспечение горизонтального сотрудничества задействованных лиц на уровне отдельных бизнес- процессов является важным элементом процессного подхода.

Внедрение интегративных стратегий имеет непосредственное влияние на управление предприятием, обусловленное принципиальным отличием процессного подхода от классического функционального деления предприятия. Данные изменения касаются, в первую очередь, организационных структур, непосредственных задач руководства, а также технической инфраструктуры. С точки зрения организации, процессное ориентирование сопровождается смещением полномочий на более низкие уровни управленческой иерархии, что приводит к большей свободе действий и одновременно к повышению степени ответственности рядовых сотрудников.

Ориентация на процессы влечет за собой не только изменения в управлении, но и нуждается в соответствующей информационно-технической поддержке. Взаимная обусловленность бизнес-процессов и ИТ объясняется тем, что с одной стороны, существующие ИТ-системы должны обеспечить полномасштабное отражение процессов предприятия, с другой стороны, ориентация на процессы является неотъемлемой предпосылкой для реализации технологических потенциалов корпоративных систем.

Неизбежное повышение требований к темпам и качеству строительства, усложнение техники и технологии производства работ, а также многие другие факторы вызывают значительное увеличение объемов и усложнение задач в области автоматизации и моделирования работы строительных предприятий.

Актуальными являются проблемы совместимости (логической, методологической, информационной, математической и др.) подсистем организационно-технологического проектирования со смежными подсистемами архитектурно-строительного проектирования объектов и проектирования управленческих решений.

Отличительной чертой технологического процесса строительного производства, помимо большого числа параметров, влияющих на конечную его стоимость, является использование большого количества различного вида ресурсов и возможность создания различных комбинаций этих ресурсов в виде жестких связок последовательностей. Ресурсы в строительном производстве включают в себя как материальные и финансовые ресурсы, так и одушевленные ресурсы в виде рабочей силы. Последнее предполагает наличие некоторой степени неопределенности в значении ключевых параметров, влияющих на стоимость производства строительных работ.

Не решен широкий круг вопросов, относящихся к автоматизации подготовки производства, которые возникают при обработке проектно-сметной документации, формировании перспективных и годовых планов строительно-монтажных работ (СМР), организации материально-технического снабжения и комплектации. Далека от совершенства организация взаимосвязей бригад, механизмов, автотранспорта и служб, обеспечивающих поставку конструкций, материалов и полуфабрикатов.

Практика показывает, что моделирование работы строительных предприятий по использованию ресурсов является важнейшим фактором, оказывающим влияние на повышение темпов строительства, рост производительности труда, ввод объектов в установленные сроки.

Современный организационный и технологический уровень строительных организаций в первую очередь определяется возможностью оперативного и динамичного управления ходом технологического процесса строительства. Между тем, до настоящего времени существующие подходы к решению проблемы автоматизации и моделирования работы предприятий и холдингов по строительству различных объектов носят, как правило, локальный по областям применений и разрозненный по методам характер.

Основная проблема завода полного цикла, производящего железобетонные изделия (ЖБИ) для строительных проектов — согласовать темпы производства продукции с потребностями строительных площадок, возводящих здания, в количестве и времени. На первый план выходит решение задач непрерывного производства ЖБИ в зависимости от динамически меняющихся планов строительства, минимизация приобъектных складов на стройплощадках - монтаж «с колес».

Указанные обстоятельства предопределяют актуальность темы настоящей диссертационной работы, ориентированной на комплексное решение задачи автоматизации процессов управления выпуском продукции и контроллинга ресурсов проектов на строительном предприятии с полным циклом производства ЖБИ и конструкций.

В последние годы на крупных промышленных предприятиях, в России началась практика внедрения систем класса ERP (Enterprice Resource Planning — планирования ресурсов предприятия). Подобные системы разработаны для интеграции всех бизнес-процессов предприятия, основных и вспомогательных, а также сопутствующей им НСИ в единую информационную модель. К сожалению, на большинстве данных проектов были использованы отдельные части функциональности ERP, например, только логистические или бухгалтерские модули, необходимые для автоматизации лишь самых загруженных участков документооборота.

В данной работе речь пойдет об уникальном для российской практики проекте. Это проект внедрения ERP-системы на базе функциональности SAP R/3 на Домостроительном комбинате №2 Москвы. Этот проект уникален тем, что на нем был внедрен полный пул модулей системы: управление проектами, производство, логистика, бухгалтерия, финансовый менеджмент и контроллинг затрат.

ДСК-2 занимается полным циклом производства всех видов ЖБИ для строительства панельных домов, и последующим их монтажом на стройплощадках. Соответственно, в условиях высоких темпов роста строительства жилых многоквартирных домов в Москве в последнее десятилетие особо остро стал вопрос оптимизации управления строительными проектами, скорости и качества их исполнения, минимизации затрат и увеличения прибыли.

В своей работе я подробно изложил свой опыт внедрения АСУ ERP SAP R/3 (далее Системы) и оптимизации управления процессами ключевых направлений деятельности Комбината — Управления проектами и Управления производством. Мною описаны представление организационной структуры с помощью объектов Системы, преобразование НСИ предприятия в основные данные объектов и бизнес-процессы, связывающие эти два звена, от степени интеграции которых в первую очередь зависит экономическая рентабельность рассматриваемого предприятия.

Целью-диссертации является решение системной проблемы комплексной автоматизации и моделирования процессов интеграции бизнес-процессов управления производством ЖБИ для строительства и управления проектами возведения объектов (жилых домов) с использованием современных ERP-систем с целью обеспечения заданных ограничений (сроков сдачи объектов, лимитов ресурсов и финансирования и др.) и рационального использования ресурсов.

Объект исследования - строительная организация, выполняющая полный цикл производства составляющих ЖБИ и строительство жилых домов с полным комплексом строительных операций и взаимосвязанными технологическими процессами.

Предмет исследования - методы, модели и алгоритмы автоматизации предприятий по производству ЖБИ и строительству жилых домов.

Для достижения поставленной цели в диссертации решены, следующие задачи:

1. системный анализ проблем автоматизации, отыскания оптимальных значений основных параметров технологического процесса производства ЖБИ и моделей управления технологическим процессом строительства объектов;

2. разработка моделирующих алгоритмов возведения объектов, базирующейся на формализованном описании строительного- объекта, моделирование процессов производства, поставки и монтажа ЖБИ1 с помощью средств современных ERP-систем;

3. разработка структуры и концептуальной модели данных информационной системы (ИС) предприятия по строительству объектов, а также создание единой базы данных для расчетов, учитывающей все стороны организации производства работ;

4. реинжиниринг и разработка схемы интеграции разрозненных по функциональным направлениям деятельности бизнес-процессов предприятия в единую систему;

5. обоснование общих принципов технологического ландшафта внедряемой системы.

Методы исследования

В качестве теоретической основы для создания системы в условиях реального функционирования, многочисленных неопределенных факторов и неодинаковой степени информированности органов управления разных уровней использовалась общая теория иерархических многоуровневых систем. Для решения поставленных в диссертации задач используются современные информационные технологии систем управления ресурсами предприятия, методы системного анализа.

Научную новизну работы составляют следующие положения:

1. предложено формализованное описание объекта строительства, на основе которого разработан моделирующий алгоритм возведения объектов для 8 моделирования процессов производства, поставки и монтажа ЖБИ с помощью средств современных ERP-систем;

2. создана единая модель данных, описывающая объекты, участвующие как в бизнес-процессах управления производством материалов и компонентов монтажа для строительства, так и управления непосредственно строительством объектов разрабатываемой ИС на базе ERP и реализована схема технологического ландшафта подсистем, составляющих ИС;

3. разработана система бизнес-процессов, связывающая воедино подсистемы управления производством и управления проектами монтажа с возможностью динамического моделирования взаимосвязанных параметров;

4. составлена логическая структура и алгоритмы ускорения процессов проектирования возведения объектов, расчета номенклатурного графика производства формовочной линии с учетом имеющегося парка форм, загруженности линий.

Достоверность-научных положений, рекомендаций и выводов

Обоснованность научных положений, рекомендаций и выводов определяется корректным использованием современных формальных и неформальных методов исследования; обобщением накопленного опыта работы по автоматизации и моделированию работы предприятий по строительству объектов; верификацией отдельных результатов в рамках известных теоретических конструкций, широко используемых в теории сложных технических и информационных систем; непротиворечивости и воспроизводимости результатов, полученных теоретическим путем, а также проведения оценки адекватности разработанной модели.

Достоверность положений и выводов диссертации подтверждена положительными результатами внедрения работы на Домостроительном комбинате №2 г. Москвы, ООО «Спецстройбетон 200», а также используются в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные системы управления» МАДИ(ГТУ).

Практическая значимость

Научные результаты, полученные в диссертации, доведены до практического использования. Они представляют непосредственный интерес в области автоматизации и моделирования работы предприятий по строительству объектов (жилых домов).

Разработанные модели и алгоритмы прошли апробацию и внедрены для практического применения на предприятии Домостроительный комбинат №2 г. Москвы, ООО «Спецстройбетон 200», а также используются в учебном процессе на кафедрах «Автоматизированные системы управления» МАДИ(ГТУ).

Апробация и публикации

Содержание разделов и диссертации в целом было доложено и получило одобрение: на Российских, межрегиональных и международных научных конференциях, симпозиумах и семинарах (2007-2009 гг.); на заседании кафедры «Автоматизированные системы управления» Московского автомобильно-дорожного института (государственного технического университета).

Положения, выносимые на защиту

1 .модели, методы и алгоритмы автоматизации процессов управления выпуском продукции и контроллинга ресурсов проектов на строительном предприятии с полным циклом производства ЖБИ реализованных средствами современных ERP-систем;

2.единая модель данных, описывающая объекты, участвующие как в бизнес-процессах управления производством материалов и компонентов монтажа для строительства, так и управления непосредственно строительством объектов разрабатываемой ИС на базе ERP;

3.структура концептуальной модели бизнес-процессов и реализация на основе средств современных систем управления и планирования ресурсов предприятия ИС предприятия по производству ЖБИ и строительству жилых домов;

4.схемы интеграции разрозненных по функциональным направлениям деятельности бизнес-процессов предприятия в единую систему;

5.схема технологического ландшафта подсистем, составляющих ИС.

Основные выводы и результаты работы

1. Выполнен системный анализ проблем автоматизации, отыскания оптимальных значений основных параметров производства и. моделей управления технологических процессов строительного предприятия с полным циклом производства ЖБИ.

2. Проведен сравнительный анализ современных ERP-систем, проанализирована эволюционная последовательность развития, их предшественников и обоснована основная концепция ERP - единого репозитария данных для разнофункциональных приложений.

3. Предложено формализованное описание объекта строительства, на основе, которого разработан моделирующий алгоритм возведения объектов, учитывающая* особености технологического процесса строительного предприятия с полным циклом производства ЖБИ.

4. Разработанная- система позволяет с высокой степенью детализации отобразить организационные структуры производственного предприятия. Она. объединяет всю нормативно-справочную информацию по предприятию в единый репозитарий основных данных для избежания дублирования' информации1 об одних и тех же информационных объектах-участниках производственных процессов, таких как основные данные материала, спецификации производства, технологические карты, данные производственных мощностей, рабочих мест и.т.д.

5. С помощью средств, ERP SAP R/3 по методологии ARIS создана модель интеграции бизнес-процессов предприятия, предложена концептуальная модель единой базы данных, на основе которой разработаны- программные реализации подситем управления производством и управления проектами.

6. На основе интеграции модуля «Управление производством» с модулем «Управление проектами» решена задача непрерывного производства ЖБИ в зависимости от динамически меняющихся планов строительства. При этом достигается минимизация складов готовой продукции и фактическая ликвидация приобъектных складов на стройплощадках — монтаж «с колес».

7. Проработаны технологические аспекты внедрения системы на основе применения трех-системного ландшафта, который позволяет произвести четкую декомпозицию ИС на подсистемы разработки, тестирования и продуктивной эксплуатации, а их в свою очередь на манданты видимости данных по модулям.

1. Андроникова P.F. К вопросу выбора показателей результатов деятельности в строительстве. Межвузовский сборник: Экономические проблемы капитального строительства. - М., МИНХ им. Г.В.Плеханова, 1986.

2. Атаев С.С. (под ред.). Технология строительного производства. М., Стройиздат, 1975.

3. Афанасьев В. А., Афанасьев А. В. «Организация и планирование строительного производства поточная организация работ» Санкт-Петербург: Санкт-Петербургский государственный архитектурно-строительный университет, 1999 г.

4. Афанасьев В.А., Величкин В.З. Проектирование организации работ с помощью ЭВМ. JL, ВИКИ им. А.Ф.Можайского, 1975.

5. Баранников А.Ф. Организация управляемых производственных систем в строительстве. Киев, "Буд1вельник", 1976.

6. Беккер Й., Вилкова JL, Таратухина В., Кугелера М., Роземанна М. «Менеджмент процессов»/ пер.с нем.,- Москва: Эксмо, 2008 г.

7. Белевич В. Б., Киевский- J1. В., Олейник П. П. «Руководство по разработке технологических карт в строительстве» Москва, ЦНИИОМТП, 1998 г.

8. Борисов А.В. Автоматизированная подсистема формирования годовых и квартальных планов проектных организаций (объединений). На стройках России, 1975, №7.

9. Вайгорт B.JL, Голуб Л.Г. Сбалансированное планирование в строительных организациях. М., Стройиздат, 1985.

10. Ван Хорн Дж. К. «Основы управления финансами» Москва: Финансы и статистика, 2005 г.

11. Войтович И.Ф. Научные принципы и методы управления строительством. Минск, "Наука и техника", 1975.

12. Волков И. М., Грачева М. В. «Проектный анализ» Москва: Банки и биржи, ЮНИТИ, 1998 г.

13. Воропаев В.И. Модели и методы календарного планирования в автоматизированных системах управления строительством. М., Стройиздат, 1975.

14. Галкина И. Г. «Организация; планирование и управление строительным производством» Москва: Высшая школа, 1978 г.

15. Гмурман В. Е. «Теория вероятностей и математическая статистика»- Москва: Высшее образование, 2006 г.

16. Горбовцов Г. Я. «Управление проектом» Москва: Московский международный институт эконометрики, информатики, финансов и права, 2002 г.

17. Градов А. П. «Стратегия и тактика' антикризисного управления фирмой» Санкт-Петербург: Специальная.литература, 1996 г.

18. Грей К. Ф., Ларсон Э. У. «Управление проектами» Москва: Дело и Сервис, 2007 г.

19. Гусаков А.А. Автоматизированные системы проектирования в строительстве. "На стройках России", 1975, №2.

20. Гусаков А.А. Основы проектирования организации строительного производства (в условиях АСУ). М., Стройиздат, 1977.

21. Гусаков А.А. Проблемы научного развития организации строительного производства, в условиях автоматизации организационно-технологической подготовки. "Труды ЦНРШИАСС", М., 1977, вып. 15.

22. Дикман JI. Г. «Организация и планирование строительного производства: Управление строительными предприятиями с основами АСУ»:- Москва: Высшая школа, 1988 г.

23. Дикман JI. Г. «Организация строительного производства» Москва: Издательство Ассоциации строительных вузов, 2006 г.

24. Дьяконов В. П. «Matlab 6/6.1/6.5+Simulink 4/5. Основы программирования» Москва: Солон-Р, 2002 г.

25. Дьячков М.Ф. Анализ хозяйственной деятельности в строительстве. -М., "Финансы", 1976.

26. Ефименко И.Б. Определение оптимальной организационной структуры строительно-монтажных организаций. Промышленное строительство, 1985, №11, с.19-20.

27. Жуков А.А. Оптимизация технологии и организации строительства. Киев, "Буд1вельник", 1977.

28. Зоммер В. «AUTO CAD 2008: руководство чертежника, конструктора, архитектора» Москва: Бином, 2008 г.

29. Иванов М.И., Волков Б.А., Нагин В.Н. Основы управления производством и автоматизированные системы управления транспортным строительством. М., Транспорт, 1984.

30. Ильин В.М. Повышение- эффективности капитального строительства. М., Стройиздат, 1976.

31. Кале В. «Внедрение SAP R/3. Руководство для менеджеров и инженеров» Москва: «Компания АйТи», 2004 г.

32. Канеман, Словик, Тверски «Принятие решений в неопределенности: Правила и предубеждения» Москва: Гуманитарный центр, 2005 г.

33. Кильмяшкина Т.М. Экономическая эффективность внедрения автоматизированной системы сметных расчетов в проектных институтах. -Межвузовский сборник: Экономические проблемы капитального строительства. М., 1986.

34. Киреева Н.В. Методические вопросы анализа и прогнозирования основных показателей развития строительного производства в условиях его интенсификации. Межвузовский сборник: Экономические проблемы капитального строительства. - М., 1988.

35. Коршунова JI. Н., Проданова Н. А. «Оценка и анализ рисков»: Ростов н/Д: Феникс, 2007 г.

36. Куликов Ю.А., Третяк Т.П. Пути совершенствования системы организационно-технологического проектирования в строительстве. В сб.: "Строительное производство". Киев, "Буд1вельник", 1975, вып. XV.

37. Лубенец. F.K. Подготовка производства и оперативное- управление строительством. Киев, "Бу/цвельник", 1976.

38. Мазурин Л.И. Организация управления строительством. М., Стройиздат, 1977.

39. Майер В.Г., Михайленко В.М. Определение стратегии управления при:распределении неоднородных ресурсов в строительстве; "Управляющие системы.и-машины",! 1976; №2.

40. Макино Т.,; Макино К. Исследование операций с использованием персонального компьютера. "Асакура сетей", 1985;

41. Малыхин М.П. «Базы данных: основы, проектирование,, использование» Санкт-Петербург: БХВ-Пётербург, 2004:г.:

42. Меркин P.M. Народнохозяйственные факторы- дифференциации заданий- по сокращению продолжительности инвестиционного цикла. -Промышленное строительство, 1985, №1, с.11-12.

43. Меркин- P.M. Совершенствование: хозяйственного, механизма- в строительстве Системный подход. - Экономика:строительства; 1985; №6.

44. Новиков И;Т. Научно-технический- прогресс в строительстве. Mi, Стройиздат, 1977.

45. Новицкий Н. «Сетевое планирование и управление производством. Учебно-практическое пособие» Минск: Новое знание, 2004 г.

46. Новоженов Ю. В. «Объектно-ориентированные технологии разработки сложных программных систем» Москва, 1996 г.48: Олейник П. П. «Организация строительства» М.: Профиздат, 2001 г;. . ■ '■ -'

47. Остроух, А.В. Автоматизация формирования графиков производства строительных работ / А.В. Остроух, А.В. Будихин, О.Л.

48. Снеткова, Д.С. Тарасенко// Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. М.: «Научтехлитиздат», №6, 2007. С. 12-16.

49. Остроух, А.В. Автоматизация мониторинга состояния среды промышленных предприятий /А.В. Остроух, М.М. Ветлугин, К.С. Колдашев, A.JI. Рябикин // Приборы и системы. Управление, контроль, диагностика. -М.: «Научтехлитиздат», №2, 2007. С. 13-16.

50. Остроух, А.В. Автоматизация управления сокращением затрат труда в строительстве /А.В. Остроух, // Вестник Российского- нового университета. Выпуск 4. Серия естествознание, математика, информатика / РосНОУ. М., 2004. С. 117-120.

51. Остроух, А.В. Автоматизация управления строительным предприятием /А.В. Остроух, // Приборы- и системы. Управление, контроль, диагностика. М.: «Научтехлитиздат», №8, 2004', С. 58-61.

52. Остроух, А.В. К вопросу автоматизации расчета графиков производства строительных работ /А.В. Остроух, Д.С. Тарасенко // Вестник Российского нового университета. Выпуск 2. Серия естествознание, математика, информатика / РосНОУ. -М., 2007. С. 121-124.

53. Остроух, А.В. Критерии оптимизации строительных технологий / A.M. Васьковский, М.И. Исмоилов, А.В. Остроух // Организационно-управляющие системы на транспорте и в промышленности: сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ). М.: ООО «Техполиграфцентр», 2007. С. 171-177.

54. Остроух, А.В. Модели- планирования неоднородных взаимозаменяемых ресурсов / А.В. Остроух // Автоматизированные системы управления в автотранспортном комплексе: сб. науч. тр. МАДИ(ГТУ). / МАДИ(ГТУ). М., 1998. С. 50-66.

55. Остроух, А.В. О совершенствовании управления строительными проектами /А.В. Остроух, Д.В. Белов, А.С. Петров // Вестник Российского нового университета. Выпуск 4. Серия естествознание, математика, информатика / РосНОУ. М., 2004. С. 114-116.

56. Остроух, А.В. Особенности реализации автоматизированной информационно-аналитической системы центра- планирования перевозок строительных грузов/А.В. Остроух, И.А. Кузнецов // Вестник МАДИ(ГТУ), вып. 1(12) / МАДИ(ГТУ). М., 2008. С". 92-96.

57. Пермяков, А.А. Планирование и оптимизация ресурсов в едином информационном пространстве промышленного предприятия// Интеллектуальные системы: труды Восьмого международного симпозиума 30 июня 4 июля 2008 г./ - М.:РУСАКИ, 2008, С. 603-607.

58. Песоцкая Е. Ю. « Календарное планирование и контроль выполнения проектов на базе использования программного обеспечения Open Plan Professional» Москва: ЛАНИТ, 2002 г.

59. Попов Г.Х. Эффективное управление. М., "Экономика", 1985.

60. Поспелов Г.С., Ириков В.А. Программно-целевое планирование и управление (введение). М., "Советское радио", 1976.

61. Разу М. Л. «Управление проектом. Основы проектного управления» Москва: Кнорус, 2006 г.

62. Раяцкас P.JI. Система моделей планирования и прогнозирования. М., "Экономика", 1976.

63. Ребрин Ю. И. «Основы экономики и управления производством: Конспект лекций» Таганрог: ТРТУ, 2000 г.

64. Ребрин Ю. И. «Основы экономики и управления производством» -Таганрог: ТРТУ, 2000 г.

65. Рекитар А .Я. Япония: эффективное управление инвестициями. -Экономика строительства, 1989, №№4,5,6.

66. Румянская Г.Н., Еременко Ю.М., Клевакин Ю;Г. Эффективность автоматизированной системы управления строительством. М., Стройиздат, 1983.

67. Рыбальский В.И. Кибернетика в строительстве. Киев, "Буд1вельник", 1975.

68. Самойлович В.Г. «Организация производства и менеджмент» -Москва: Академия, 2008 г.

69. Сборник задач автоматизированных систем управления в строительстве, реализованных на ЕС ЭВМ. М., ЦНИПИАСС Госстроя СССР, 1980.

70. Сернова Н. В. «Сетевые методы управления бизнес-проектами» -Москва: МГИМО 2005 г.

71. Соболев В. И. «Методические указания по разработке технологических карт на строительные процессы в курсовом и дипломном проектах» Новочеркасск: НГТУ, 1997 г.

72. Соболев В. И. «Методы оптимизации проектных решений строительного производства» Новочеркасск: Новочерк. гос. техн. ун-т, 1999 г.

73. Соболев В. И. «Оптимизация строительных процессов» Ростов н/Д: «Феникс», 2006 г.

74. Стивенсон В. Д. «Управление производством» Москва: Бином, 1999 г.

75. Тидвелл Д. «Разработка пользовательских интерфейсов» Санкт-Петербург: Питер, 2008 г.

76. Трушкевич А. И. «Организация проектирования и строительства» -Минск: «Вышэйшая школа», 2004 г.

77. Ушацкий С.А. Информационные основы управления строительным производством. Киев, "Бущвельник", 1977.

78. Федосеева Р. Н., Крюкова О. Г. «Управление рисками промышленного предприятия. Опыт и рекомендации» Москва: Экономика, 2008 г.

79. Фокс Д. «Программное обеспечение и его разработка» Москва: Мир ,1985г.

80. Фомичев Н.И. Совершенствование планирования капитального строительства. М., Стройиздат, 1984.

81. Хмелев А.А. Автоматизация проектирования стройгенпланов. -"Труды ЦНИПИАСС", вып. 8, М.5 1975.

82. Черкасов В. В. «Проблемы риска в управленческой деятельности» -Москва: Рефл-бук, Ваклер, 2002 г.

83. Черных И. В. «Simulink: Среда создания инженерных приложений» Москва: Диалог-МИФИ 2003 г.

84. Чириков A.M. Проблемы и пути развития комбинированных форм управления в промышленном строительстве. Промышленное строительство, 1985, №2, с.10-13.

85. Чистов JI.M. Измерение и анализ результата и эффективности строительного производства. М., Стройиздат, 1984.

86. Шахпаронов В.В., Аблязов Л.П., Третяк Т.П., Арясов Н.Т., Аникеев Н.В. Подготовка организационно-технологической документации по строительству с применением экономико-математических методов и ЭВМ. М., Стройиздат, 1975.

87. ЮО.Шрейбер А.К. (под ред.). Организация, планирование и управление строительством. М., "Высшая школа", 1977.

88. Adeli Н. Expert System for Structural Design.- London: Chapman & Hall, 1988.-330 p.

89. Choobinen J., Mannino M., Nunamaker J., Konsynski B. An Expert Database Design Systens based on Analysis of Forms// IEEE Transactions on Software Engineering.- 1988.- v. 14, N2.- P. 242-252.

90. Classification and related methods of data analysis/ ed.Bock H. -Amsterdam: NORTH-HOLLAND, 1988.- 749 p.

91. Elmasri R., Navathe S. Fundamentals of database systems.-Redwood City (Ca.): The Benjaming/Cummings Publishing, 1989.-802 p.

92. Entity-relationship approach: A bridge to the user: Proceedings of the Eigtht International Conference on Entity-relatioship approach, Rome, 1618 Nov. 1988/Ed. Batini C.- Amsterdam: NORTH-HOLLAND, 1989.-41 Op.

93. Entity-relationship approach: Proceedings of the 6th International Conference on Entity-relatioship approach, N.Y., 9-11 Nov. 1987/Ed. Lochovski H.- Amsterdam: NORTH-HOLLAND, 1988.- 549 p.

94. Entity-relationship approach to database design and querying: Proceedings of the Eigth International Conference on Entity-relatioship approach, Toronto, 18-20 Oct. 1989/Ed. Lochovski H.- Amsterdam: NORTH-HOLLAND, 1989.- 435 p.

95. Gardarin G., Valduriez P. Relational database and knowledge bases.-N.Y.: Addison-Wesley, 1989.- 450 p.

96. Greenwell M. Knowledge Engeneering* for Expert Systems.-Chichester: Horwood, 1988.- 184 p.

97. Houtsman M., Apers P. A semantic Data Model for Integration of Data and Knowledge//Computing and Information/ Ed. Janicki R., Koczkoday W.- Amsterdam: NORTH-HOLLAND.- 1989.-P. 327-333.

98. Hughes J. Database Technology.- N.Y.: Prentice Hall, 1988.-273p.

99. Ostroukh A. Workflow automatization in preparation for building / A. Ostroukh, D. Tarasenko, D. Podporin, N. Surkova // Information and

100. Systems. Proceeding of Second International Conference in Barcelona, Spain, May 22th 29th, 2003, - P.69-70.

101. Ullman J. Principles of database and knowledge-base systems.-Rockvile: Computer Science Press, 1988.- 1137 p.

102. Wittington R. Database systems engineering.- Oxford: Clarendon Press, 1988,- 430 p.