автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Разработка информационного обеспечения для управления технологическим процессом переработки твердых отходов в целлюлозно-бумажной промышленности на базе функционально-стоимостного анализа (ФСА)

Сокращения и обозначения, принятые в диссертации.

Введение. б

1. Проблемы управления и анализа технологического процесса подготовки и переработки осадков сточных вод или твердых отходов целлюлозно-бумажной и гидролизной отраслей промышленности. ц

1.1. Предпосылки анализа использования вторичных материальных ресурсов ЦБП.

1.2. Перспективы использования вторичных ресурсов ЦБП в качестве топлива.

1.3. Технические решения по уплотнению и обезвоживанию осадков.

1.4. Общие вопросы понятия качества и управления качеством.

1.5. Обзор зарубежного опыта.

1.6. Постановка задачи.

2. Содержание метода анализа технологических процессов и продуктов производства.

2.1. Содержание и цели функционально-стоимостного анализа.

2.2. Принципы ФСА.

2.3. Подготовительный этап ФСА.

2.4. Информационный этап ФСА.

2.5. Аналитический этап ФСА.

2.6. Особенности проведения ФСА для технологических процессов.

2.7. ФСА при стандартизации и унификации.

2.8. Особенности проведения ФСА для вновьсоздаваемых объектов.

3. Методы и процедуры, отобранные для разрабатываемой информационной технологии и использования при проведении ФСА.

3.1. Метод FAST.

3.2. Метод ABC.

3.3. Оценка затрат на осуществление функций.

3.4. Оценка значимости функций.

3.5. Сопоставление затрат на реализацию функций с оценками значимости этих функций.

3.6. Оценка качества исполнения функций.

3.7. Функциональная организованность изделия.

3.8. Технико - экономическая оценка изделия.

4. Расширение набора методов и процедур и разработка структуры информационной технологии.

4.1. Задача анализа конкурентоспособности.

4.2. Выбор лучшей альтернативы.

4.3. Применение методов кластерного анализа и иерархической 113 классификации.

4.4. Структура и состав информационной технологии.

5. А нализ технологического процесса подготовки и переработки осадков сточных вод или твердых отходов целлюлозно-бумажной и гидролизной отраслей промышленности с использованием разработанной информационной технологии.

5.1. Функционально - стоимостная диагностика процесса.

5.2. Выбор наилучшей реализации техпроцесса и дальнейший анализ.

5.3. Задача анализа конкурентоспособности для исследуемого технологического процесса.

ВЫВОДЫ

Определяющим фактором научно-технического прогресса является непрерывное обновление продукции, технических средств и технологии производства, иначе говоря - создание, разработка, освоение и введение в эксплуатацию новой техники и технологий. Именно новые технологии, возникающие на основе появляющихся научных идей, исследований и технических достижений, обеспечивают в современном производстве значительную долю ежегодного прироста производительности труда.

В современных условиях, в связи с происходящими в нашей стране экономическими реформами производства поставлены перед необходимостью быстро и эффективно реагировать на все изменения, происходящие на рынке, осуществляя рациональное управление, используя новые технологии и обеспечивая высокое качество и конкурентоспособность продукции.

Решение этих задач невозможно без автоматизированных информационных систем управления производством, базирующихся на передовых информационных технологиях.

Развитие современных систем управления производством осуществляется с одной стороны в направлении разработки новых принципов построения автоматических и автоматизированных систем управления, способных обеспечивать наилучшие показатели качества практически в любых условиях функционирования, с другой стороны в направлении создания систем, охватывающих верхние уровни управления производством и предназначенных для автоматизации обоснования и поддержки принятия управленческих решений и обеспечения рационального управления через устранение потерь от необдуманного выбора. Необходимость управления возникает не только на стадии производства но и на допроизводственном этапе, на стадии разработки и построения технологических процессов. Это создает потребность в системах, обеспечивающих управление производством с точки зрения развития и совершенствования его технологических процессов и используемого оборудования на основе выбора наилучших реализаций и обоснования решений по их принятию.

Для поддержки принятия таких управленческих решений в общем случае необходимы комплексные количественные оценки качества сложных организационно-технических структур, их технико-экономическое сравнение и выбор реализуемых вариантов технологических процессов, рациональных по некоторым критериям, позволяющим осуществить управление производством наиболее оперативно и с минимальными затратами [25]. В связи с проблемой интенсификации производства и ускорения научно-технического прогресса выбор варианта только на основе интуиции без использования научных методов не может быть признан правильным и возможным путем решения. Необходимо определенная формализация действий по формированию технических решений, которое может быть реализовано лишь при наличии четкого представления о сущности творческих процессов [44].

При этом проблема сравнения объектов, выходные свойства которых определяются множеством числовых характеристик обусловлена не технической (формальной), а концептуальной сложностью, вытекающей из принципиальной неспособности человека оперировать при мыслительном анализе одновременно большим количеством данных [3].

Как известно, под качеством понимают совокупность свойств и характеристик изделия или услуги, обеспечивающую удовлетворение обусловленных или предполагаемых потребностей [32], а его управление начинается с идеи создания изделия и его технологии изготовления. Это сложное понятие неразрывно связанно с понятием конкурентоспособности, поскольку без обеспечения и совершенствования качества продуктов и процессов невозможно создать конкурентоспособное предприятие.

Наряду с этими вопросами все настоятельнее звучит необходимость решения проблем, связанных с обеспечением допустимых экологических параметров современных производств.

Таким образом на первый план в ряду других производственных задач выходят задачи управления совершенствованием и развитием современного производства, а также задачи поддержки и обоснования управленческих решений с учетом обеспечения качества продукции, ее конкурентоспособности и экологичности самих технологических процессов.

Перечисленные задачи характерны для всех отраслей промышленности, в том числе и для целлюлозно-бумажной и гидролизной, где проблемы обеспечения экологичности и достижения высокого качества и конкурентоспособности выпускаемой продукции, а также необходимость переработки и вовлечения в производство вторичных ресурсов, становятся ключевыми. С этих позиций целесообразно рассмотреть технологический процесс подготовки и переработки осадков сточных вод или твердых отходов целлюлозно-бумажной и гидролизной отраслей промышленности, с целью его анализа и выбора наилучшей реализации.

При решении практических задач анализа развития и совершенствования технологического процесса, управления конкурентоспособностью и качеством, поддержки принятия управленческих решений возникла необходимость использования прогрессивного метода, позволяющего проводить детальный анализ продуктов и процессов и осуществлять реагирование на все изменения, происходящие на рынке наиболее оперативно и с наименьшими затратами для предприятия.

Сравнение различных методов показало, что в качестве такого метода наилучшим образом применим функционально-стоимостной анализ (ФСА), способный к использованию широкого диапазона новейших математических методов и нестандартных решений. Широкие возможности ФСА, результаты использования аналогов ФСА в исследованиях зарубежных авторов и ряда работ в нашей стране создают предпосылки для более детального использования данного метода. Будучи активным методом рационального управления производством в первую очередь на основе поиска резервов экономии и предотвращения излишних затрат, ФСА становится надежным инструментом при решении самых разнообразных задач - технических, организационных, управленческих. Преимущества функционально-стоимостного анализа, как метода повышения эффективности принятия управленческих решений зависит от многих факторов, таких как: теория, техника и технология его применения, организация и управления работами при его использовании. Только комплексное решение этих трех видов взаимосвязанных задач может обеспечить более полное раскрытие его возможностей. Однако современное состояние работ по функционально-стоимостному анализу можно охарактеризовать, как переходный этап - от становления метода к широкому его применению и распространению на различные сферы деятельности. Информатизация в сфере функционального анализа сегодня явно не достаточна. Этим сдерживается развитие оргтехструктур предприятий и прогрессивных методов управления в производственных системах [4, 15, 33].

Настоящая работа посвящена разработке информационной системы для анализа и управления технологическим процессом подготовки и переработки осадков сточных вод или твердых отходов целлюлозно-бумажной и гидролизной отраслей промышленности на базе применения технологии ФСА для рациональной организации производства с учетом требований по конкурентоспособности и качеству элементов системы, автоматизации принятия решений при выборе альтернативных вариантов изготовления продуктов и создания технологических процессов и оборудования.

Весьма важным свойством исследования является его универсальность, поскольку предлагаемая информационная система управления принятия решений может быть использована в различных отраслях промышленности для широкого спектра задач, связанных с вопросами обеспечения конкурентоспособности и качества продуктов и процессов.

Целью данной работы является разработка информационной технологии для управления производством с учетом конкурентоспособности и качества продуктов и процессов, на основе глубокого анализа и проработки возможных вариантов реализации технологического процесса, что обеспечивает оперативное и эффективное принятие решений по совершенствованию предприятий.

В работе использован широкий набор эвристических методов, таких как экспертный метод, экспертно-статистический метод, метод эвристической классификации, метод парных сравнений, также математические методы количественной комплексной оценки качества объектов, такие как методы кластерного анализа, спектральный метод, статистические методы, метод свертки единичных показателей и введение метрик, применяется аппарат и методы теории вероятностей, теории принятия решений, методы математического моделирования, морфологического анализа, группового выбора, структурного анализа, технологии "Петля качества".

Теоретическое развитие методики функционального анализа и создание информационной технологии его использования для исследования многовариантных и многокритериальных задач управления конкурентоспособностью и качеством продуктов и процессов состоит в следующем.

1. Предложена новая методология ФСА в связи с взаимным проникновением и переплетением конструктивных, технологических и организационных задач. Расширен состав методов, применяемых при анализе за счет использования методов моделирования и обоснования выбора альтернатив, а также методов кластерного анализа и иерархической классификации, что особенно важно в связи с проблемой повышения надежности и гибкости создаваемых технических систем за счет введения экономически оправданной параметрической и функциональной избыточности. Данная методология положена в основу созданной системы для решения задач управления конкурентоспособностью и качеством продуктов и процессов и поддержки принятия управленческих решений.

2.С использованием созданной информационной системы проведен анализ и выбор наилучшей реализации технологического процесса подготовки и переработки осадков сточных вод или твердых отходов целлюлозно-бумажной и гидролизной отраслей промышленности, что обеспечивает поддержку принятия управленческих решений при совершенствовании данного технологического процесса, выборе альтернативных вариантов технологических схем и оборудования, параметров выходного продукта.

3.Осуществлена интеграция задач управления затратами и управления качеством продукции в рамках единой системы управления эффективностью на основе целевого и функционального подходов, реализуемые с помощью ФСА и современных методов выбора решений. Предложена методика использования результатов ФСА для обеспечения поддержки принятия управленческих решений.

4.Разработаны алгоритмы, структуры программных модулей, структуры данных, пакеты прикладных программ, библиотеки процедур функционального анализа, системы структурирования и обработки получаемой информации и связанные с ними модели данных, системы обеспечения поддержки принятия управленческих решений, настраиваемые наборы пользовательских интерфейсов.

Практическая ценность работы заключается в выработке направлений совершенствования технологического процесса подготовки и переработки твердых отходов целлюлозно-бумажной и гидролизной отраслей промышленности, а также обосновании выбора наилучшей реализации данного технологического процесса и параметров выходного продукта, используемого в качестве топлива, полученных на основе применения разработанной информационной системы.

В работе расширен диапазон используемых методов ФСА, позволяющих широко применять математические методы количественных оценок качества объектов исследования, что способствует использованию имеющихся статистических данных при управлении производством и повышает объективность полученных обобщенных результатов. Созданы математическое и методическое обеспечение информационной технологии применения метода ФСА для принятия рациональных решений по управлению производством:

• разработаны организация и информационное обеспечение ФСА ( основные правила формы планирование методика подготовки и обработки исходных данных, документальное оформление результатов автоматизации систем управления производством)

• представлены структура, задачи и процедуры (содержание, принципы, этапы: анализ целей, анализ рисков, FAST-технология, метод ABC, квалиметрические и классификационные процедуры, экспертное оценивание, оценка затрат на осуществление функций, оценка значимости функций, сопоставление затрат на реализацию функций с оценками значимости этих функций, оценка качества исполнения функций и т.п.)

• проработана информационная технология обоснования управленческих решений на базе современных методов системного анализа и их органическое слияние с применяемыми процедурами принятия этих решений, (математическая модель задачи, этапы решения задачи, выбор методов количественной комплексной оценки качества объектов, метод расчета комплексного критерия)

Разработана универсальная открытая информационная система, включающая алгоритмы, пакеты прикладных программ, библиотеку процедур и типовых модулей системного анализа и связанных с ними моделей данных, внешние интерфейсы, которая имеет модульную структуру и возможность универсальной настройки на решение широкого спектра задач, возникающих при управлении качеством и конкурентоспособностью а также совершенствованием технологических процессов.

Созданная информационная система построена с выполнением требований к открытым системам и предполагает гибкое использование в различных отраслях промышленности для разных видов продуктов и процессов. Сформулированы требования к подготавливаемой информации (надежность, четкая целевая направленность, устойчивость показателей, определенность интервалов времени и т.д.).

С использованием информационной системы проанализировано четыре схемы технологических процессов, каждая из которых является реально существующей и использующейся на конкретном комбинате ЦБП. Анализ показал достоинства и недостатки каждого из технологических процессов и сузил поле поиска вариантов, дающих максимальный эффект. Кроме того, проведен анализ качества и конкурентоспособности продукта (твердых отходов) при использовании его как топлива, что дает возможность судить о качестве и конкурентоспособности самого процесса. Полученные данные применены для выбора наилучшей реализации данного технологического процесса и анализа изменения параметров выходного продукта.

Внедрение рассмотренной информационной технологии позволит создать на предприятиях высокоорганизованные системы: планомерного целенаправленного снижения себестоимости, планирования и управления качеством, развития потребительских свойств продуктов, стандартизации и унификации продуктов, совершенствования и развития технологий, повышения эффективности функционирования оргтехструктур. При этом алгоритмизация проводимых действий осуществлена по модульному принципу, что позволяет настраивать систему при решении различных задач.

Выводы.

В работе представлены результаты теоретических и прикладных исследований автора по развитию информационной технологии для принятия управленческих решений при совершенствовании производств. Разработанна методология ФСА для информационного обеспечения управления производством, создана оригинальная модульная открытая информационная система для анализа качества и конкурентоспособности продуктов и процессов и произведен выбор наилучшей реализации технологического процесса подготовки и переработки осадков сточных вод или твердых отходов целлюлозно-бумажной и гидролизной отраслей промышленности с учетом высокой оценки качества и конкурентоспособности использования твердых отходов в качестве топлива.

Выработаны направления совершенствования данного технологического процесса, а также обоснован выбор его наилучшей реализации и параметров выходного продукта, используемого в качестве топлива, полученные с помощью разработанной информационной системы.

Предложена новая методология ФСА: расширен состав методов, применяемых при анализе за счет методов обоснования выбора альтернатив, а также методов кластерного анализа и иерархической классификации, что особенно важно в связи с проблемой повышения надежности и гибкости создаваемых технических систем за счет введения экономически оправданной параметрической и функциональной избыточности. Данная методология положена в основу созданной информационной технологии для решения задач управления конкурентоспособностью и качеством продуктов и процессов и поддержки принятия управленческих решений.

Созданы математическое и методическое обеспечение информационной системы применения метода ФСА для принятия рациональных решений по управлению производством. Предложена методика использования результатов ФСА для обеспечения поддержки принятия управленческих решений.

Разработана автоматизированная открытая информационная система, включающая алгоритмы, пакеты прикладных программ, библиотеку процедур и типовых модулей системного анализа и связанных с ними моделей данных, системы структурирования и обработки получаемой информации, системы обеспечения поддержки принятия управленческих решений, настраиваемые наборы пользовательских интерфейсов, которая имеет модульную структуру и возможность универсальной настройки на решение широкого спектра задач, возникающих при управлении производством.

С использованием информационной системы проанализировано четыре схемы технологических процессов, каждая из которых является реально существующей и использующейся на конкретном комбинате ЦБП. Анализ показал достоинства и недостатки каждого из технологических процессов и сузил поле поиска вариантов, дающих максимальный эффект. Кроме того, проведен анализ качества и конкурентоспособности продукта (твердых отходов) при использовании его как топлива, что дает возможность судить о качестве и конкурентоспособности самого процесса. Полученные данные применены для выбора наилучшей реализации данного технологического процесса и анализа изменения параметров выходного продукта.

С целью проработки обеспечения поддержки принятия управленческих решений при проектировании и эксплуатации технологических производств лесопромышленного комплекса рассматривался технологический процесс подготовки и переработки осадков сточных вод или твердых отходов целлюлознобумажной и гидролизной отраслей промышленности, технические решения по использованию полученного продукта в качестве топлива, а также различные схемы реализации данного технологического процесса.

Были рассмотрены проблемы, связанные с анализом данного технологического процесса, сложностью обеспечения поддержки принятия управленческих решений при оперативном управлении предприятием, а также при внедрении инноваций и новых проектных решений.

Рассмотрены проблемы управления качеством, которые становятся актуальными при использовании выпускаемого продукта в качестве топлива и выходе с ним на рынки сбыта.

Был сделан обзор зарубежного опыта в решении подобных задач. Все рассмотренные зарубежные информационные технологии имеют примерно схожие ограничения при применении их для решения поставленных задач. Они не позволяют осуществлять обоснованный выбор рациональной реализации технологического процесса, т.е. осуществлять поддержку принятия управленческих решений при создании и совершенствовании технологических процессов и производств. Однако следует отметить, что по отношению к рассматриваемым задачам представленные технологии и системы в целом могут выступать как эффективно действующие системы информационной поддержки.

На основе представленного обзора был сделан вывод, что для анализа сложных ситуаций, аналогичных указанным выше, необходимо использование информационной технологии с универсальными критериями для принятия обоснованных решений, в основу которой был бы положен прогрессивный метод системного анализа. В качестве такого метода предлагается использовать функционально-стоимостной анализ, который позволяет на основе сравнительного анализа характеристик процессов, оборудования продуктов и их изменения с учетом рыночного реагирования осуществлять рациональное управление производством на базе объективного информационного обеспечения принимаемых решений.

Отличительной особенностью ФСА является то, что он исследует функции объектов для минимизации затрат, возникающих на всех стадиях их жизненного цикла. При этом ФСА направлен на создание функционального образа объекта, отвечающего требованиям рынка.

Для этого на основании данных, полученных при исследовании рынка, а также информации об образе объекта, которая включает структурные модели, информацию о затратах, конструкторскую, технологическую информацию и данные об экономике и организации производства путем построения РАБТ-диаграмм определяется функциональное наполнение, а именно: общеобъектные функции, внутриобъекгные функции и их взаимосвязи для объекта в целом и для всех его составляющих.

На основе этих данных с помощью технологии ФСА строятся следующие модели: структурно-стоимостная, функциональная, функционально-структурная, функционально-стоимостная, модель "функция-качество", используемые для выявления неоправданных затрат и функциональных резервов.

Были определены структура этапов проведения анализа, их содержание, необходимая входная и выходная информация а также особенности проведения анализа для технологических процессов.

С целью модификации метода ФСА и возможности применения для выработки управленческих решений при проектировании и эксплуатации технологических процессов проведена разработка методологии анализа и представлены процедуры и методы отобранные для проведения ФСА. В состав данного набора включены методы, позволяющие представлять разнородную информацию об объекте, получаемую от разных специалистов в формализованном виде, пригодном для машинной обработки и анализа, а также методы, с помощью которых производится обработка полученной информации, ее структуризация, получение новых данных об объекте, представляющих его слабые и сильные стороны и проработку подходов по устранению недостатков.

Предлагаемый набор включает метод FAST, позволяющий выявлять функциональное наполнение объекта и производить ранжирование его функций (данный этап во многом определяет качество проведения всего анализа и ценность результатов); метод ABC обозначающий узловые позиции объекта, отделяющий важное от неважного; методы оценки затрат на осуществление функций, предназначенные для оценки затрат и выработки направлений их снижения; методы оценки значимости функций, базирующиеся на методах индивидуальных экспертных оценок; процедуры сопоставления затрат на реализацию функций с оценками значимости этих функций, показывающие излишние затраты и зоны рассогласования между затратами и результатами, подлежащие дальнейшему анализу и устранению; методы оценки качества исполнения функций.

В набор были также включены методы обеспечивающие проведение оценки функциональной организованности изделия и технико-экономическую оценку изделия для обеспечения возможности анализа с помощью данной информационной технологии не только сложных технологических процессов, но и сложных (с конструкционной точки зрения) продуктов.

Отобранные процедуры и методы представляют собой базовый набор, для проведения практически всех этапов функционально - стоимостного анализа. Они предоставляют специалисту широкий диапазон возможностей исследования технических объектов. Следует отметить, что многие из отобранных методов применимы не только для проведения ФСА, но и для решения других задач информационной технологии (например: метод ABC, методы экспертного оценивания и др.). Однако данного набора не достаточно для решения всех задач, поставленных перед разрабатываемой информационной технологией.

В связи с этим проведено расширение набора методов и процедур за счет методики выбора альтернативных вариантов и поддержки принятия управленческих решений, методов анализа числовых данных на основе кластерного анализа и иерархической классификации, а также производится разработка структуры информационной технологии и методики ее организации.

Необходимость использования методов, обеспечивающих поддержку принятия управленческих решений вызвана тем, что проблема технико-экономического сравнения альтернативных вариантов и выбора наилучшего в некотором смысле возникает на всех стадиях анализа, начиная от выбора наиболее перспективного для дальнейшего исследования объекта и заканчивая оценкой его уровня конкурентоспособности.

Решение данной задачи представляет собой поиск рационального решения среди множества альтернатив. (В качестве альтернатив могут выступать объекты различной физической природы). Каждый объект характеризуется вектором показателей, составляющие которого могут быть как количественной, так и качественной природы.

В работе, для решения этой проблемы предлагается использовать математическую модель, в которой формальное и строгое решение указанной задачи заключается во введении некоторого комплексного критерия качества, т.е. некоторого математического выражения, которое позволяет поставить в соответствие множеству числовых характеристик, описывающих объект, некоторое число, определяющее качество этого объекта.

Общая задача в работе разделяется на несколько самостоятельных этапов, каждый из которых имеет свою специфику.

1. Формирование единичных показателей качества.

На этом этапе решается задача сужения исходного множества всех известных характеристик каждой из сравниваемых систем {X} до множества существенных {х}, а затем до множества выходных - единичных показателей качества {К}.

В работе была предложена следующая методика разработки базовой номенклатуры выходных свойств анализируемых объектов.

Формирование и классификацию выходных свойств и их показателей для объекта исследования проводится, исходя из трех основных принципов:

A) выявления и изучения влияния различных характеристик данного объекта на качество и (или) эффективность вышестоящей в иерархии системы;

B) изучения (из анализа опыта проектирования и процесса управления проектированием) традиционно складывающегося такого понятия у лица принимающего решение (ЛПР), как функционал (индекс) предпочтения при выборе лучшего варианта;

C) рассмотрения и изучения проявляемое™ основных свойств данного объекта и отражающих их характеристик на различных этапах жизненного цикла.

Все сложные свойства любого технического объекта, обусловливающий пригодность выполнять заданные (требуемые) функции в определенных условиях, принципиально можно разделить по характеру удовлетворения потребностей на четыре группы.

1) По пригодности выполнять основную функцию;

2) По пригодности выполнять основную функцию в комплексе с сопряженными системами вышестоящего иерархического уровня;

3) По пригодности выполнять основную функцию в комплексе с обслуживающим персоналом;

4) По пригодности выполнять основную функцию в комплексе с окружающей средой (природой).

В соответствии с этими требованиями на основе предлагаемой общей структуры выходных свойств, производится формирование единичных показателей качества с использованием методов экспертного оценивания.

2. Нормирование натуральных единичных показателей качества.

После осуществления нормирования необходимо перейти к выбору методов количественной комплексной оценки качества объектов. Традиционно в ФСА для этой цели использовались эвристические методы основанные на сборе и обработке данных экспертных опросов. В работе предложено использовать также математические методы, которые применяются для изучения взаимосвязи между единичными показателями и комплексными критериями на основе анализа свойств однородной совокупности объектов и не требуют привлечения экспертов для получения основной информации.

Таким образом были расширены сферы применения и инструменты анализа метода с учетом их специфики. Т.е. к классическому набору эвристических методов, таких как экспертный метод, экспертно-статистический метод, метод эвристической классификации, метод парных сравнений были добавлены математические методы количественной комплексной оценки качества объектов, такие как методы кластерного анализа и классификации, спектральный метод, метод свертки единичных показателей и введение метрик.

Использование нескольких методов количественной комплексной оценки качества объектов обусловленно возможностью применения разных методов (или их сочетаний) для одних и тех же данных с целью сравнительного анализа полученных результатов.

В завершении строится интегральный (итоговый) критерий, позволяющий выбрать одну из альтернатив.

Анализ различных схем реализации технологического процесса приводит к необходимости совместного рассмотрения информации по всем исследуемым схемам.

В связи с большим объемом анализируемых данных, характеризующих исследуемый объект и его функциональное наполнение возникла задача их упорядочения и структурирования для дальнейшего анализа и выявления скрытых взаимодействий. Для решения этой задачи в работе предлагается использовать методы кластерного анализа.

Цель кластерного анализа заключается в поиске существующих структур, в тоже время его действие состоит в привнесении структуры в анализируемые данные, т.е. методы кластеризации необходимы для обнаружения структуры в данных, которую трудно найти при визуальном обследовании или с помощью экспертов.

Выбор метода кластерного анализа в работе был обусловлен тем, что кластерные методы являются объективными и легко воспроизводимыми способами создания классификаций.

В созданной системе методы кластерного анализа используются:

• при анализе зон рассогласования занчимости функций и затрат на эти функции, где целесообразно произвести построение обоснованного разбиения, для выявления сходных классов функций, т.е. дальнейший анализ проводить не для отдельно взятой функции, а для их класса или кластера ;

• при построении графа "функции" - "свойства" - "брак" - "причины", который применяется для анализа взаимосвязи функций объекта с его качеством;

• при построении функциональной модели объекта или для проверки правильности уже построенной модели.

Применение кластерного анализа в работе включает следующие этапы:

• отбор выборки для кластеризации;

• определение множества признаков, по которым будут оцениваться объекты в выборке;

• вычисление значений той или иной меры сходства между объектами;

• применение метода кластерного анализа для создания групп сходных объектов;

• проверка достоверности результатов кластерного решения.

Первые два этапа являются этапами отбора и нормировки натуральных единичных показателей, рассмотренные ранее. Важно отметить что таблицы входных данных для кластерного анализа в работе могут иметь следующие возможные варианты форм:

• Таблицы частот

• Таблицы сопряженности

• Таблицы измерений

• Таблицы логического описания

• Таблицы рангов или предпочтений

Кластерный анализ в работе проводится поэтапно. Первый этап. Проводится структурирование таблицы данных.

Исходными при применении метода классификации являются либо таблица данных, либо матрица расстояний между элементами одного из множеств. Основные операции структурирования включают следующие.

Построение иерархии классов элементов анализа.

В созданной системе используется иерархическая восходящая классификация (небольшие классы из одинаковых индивидуумов последовательно преобразуются в объединенные классы) и иерархическая нисходящая классификация (множество всех элементов поэтапно разделяется на одноэлементные классы с помощью процедуры последовательной дихотомии) Результат - иерархия классов.

Построение разбиения.

Разбиение - это разделение множества I на определенное число непустых, попарно непересекающихся подмножеств. В качестве методов предлагается использовать метод основанный на построении иерархии классов, определяемой как последовательность вложенных разбиений (метод порождает несколько разбиений на различных уровнях и с различными числами классов) метод, вытекающий из процедур приписывания объектов уже построенным классам (ядрам) с дальнейшей их модификацией исходя из содержания классов пока не будет достигнуто определенное условие (свойство оптимальности) метод, состоящий в улучшении ранее полученного разбиеня с помощью иерархической классификации или приписывания

Второй этап - применение средств интерпретации. Средства интерпретации - это методы, позволяющие проверить, насколько обоснованными являются классы, полученные с помощью методов автоматической классификации.

Для ускорения проведения анализа с помощью предлагаемой информационной технологии повышен уровень автоматизации при использовании традиционных и предложенных методов ФСА: разработаны концепция, алгоритмы, структуры данных для практических задач поддержки принятия управленческих решений по совершенствованию производств.

Практической реализацией рассматриваемой выше методики, разработанной в рамках диссертационной работы, является автоматизированная информационная система, включающая в себя пакеты прикладных программ, библиотеку процедур и типовых модулей системного анализа и связанных с ними моделей данных, внешние интерфейсы, которая имеет модульную структуру и возможность универсальной настройки на решение широкого спектра задач, возникающих при управлении производством.

Объединение результатов анализа информационного описания этапов и процедур ФСА, информационных связей, возникающих в ходе ФСА, входных и выходных информационных потоков и их материальных носителей со структурно логической схемой ФСА дало возможность получить информационную модель процесса ФСА, необходимую как для оценки сложности информационных потребностей каждой процедуры, так и для формулирования основных требований к информационной модели объекта ФСА.

С точки зрения информационной модели процесс ФСА был разбит не только на этапы и процедуры, но и на отдельные задачи, которые могли бы быть индентифицированы синтаксически завершенными программами.

Анализ данных в работе объединяет математико-статистические, логико-алгебраические, геометрические и вычислительные модели и методы (включая их программное обеспечение), предназначенные для организации сбора, стандартной записи, систематизации и обработки данных с целью их удобного представления и интерпретации, получения научных и практических выводов. Для этого была создана информационная база, минимальная по объему и достаточная для обеспечения точности анализа, разработаны ее структуры и модели данных.

Созданная информационная система построена с выполнением требований к открытым системам и предполагает гибкое использование в различных отраслях промышленности для разных видов продуктов и процессов.

Осуществлен анализ технологического процесса подготовки и переработки осадков сточных вод или твердых отходов целлюлозно-бумажной и гидролизной отраслей промышленности с использованием разработанной информационной технологии. В работе было проанализировано четыре схемы технологических процессов, каждая из которых является реально существующей и использующейся на конкретном комбинате ЦБП. Важно отметить, что несмотря на кажущееся различие этих схем с точки зрения используемого технологического оборудования, по функциональному наполнению эти процессы схожи, что позволяет проведение их совместного анализа и сравнения между собой.

Для каждой из схем была собрана вся необходимая для проведения анализа информация, на основе которой были построены следующие модели: структурная, структурно-стоимостная, функциональная, функционально-структурная, функционально-стоимостная, модель "функция-качество", на основе анализа которых выявлены функциональные резервы и узкие места ТП.

Проведен выбор наилучшей схемы с точки зрения соотношения значимости функций к затратам, что в свою очередь определяет качество исполнения функций и качество исследуемой системы вцелом.

Для выбранной схемы выявлены зоны рассогласования затрат на функции и их значимости по которым целесообразно проводить дальнейший анализ с целью удешевления способа реализации этих функций и формирование набора идей по совершенствованию ТП, а также по устранению вредных и бесполезных элементов для ТП и их избыточных функций. При проведении этого анализа реализация функций из зон рассогласования сравнивалась с реализацией аналогичных функций из других схем, на основе чего формировались идеи по совершенствованию ТП, после чего проводилась аналитическая оценка предложенных решений.

Идеи совершенствования группировались по функциям, оценивались на практическую реализуемость и фиксировались в картотеке, которая затем использовалась при формировании банка данных.

Анализ достоинств и недостатков каждой идеи позволил сузить поле поиска и получить подмножества, из которых затем осуществляется формирование вариантов исполнения ТП. Каждый из вариантов оценивался по затратам и качеству исполнения функций.

С учетом результатов стоимостной оценки усовершенствованных вариантов ТП по показателям текущих функционально - необходимых затрат и дополнительных капитальных вложений, а также возможного уровня исполнения функций (качества процесса) выбраны наилучшие из них либо для непосредственного внедрения на предприятии (т. е. без существенной перестройки производства), либо для перспективных целей, требующие дополнительных вложений и серьезных изменений в производственном процессе. Основным критерием выбора служил максимальный эффект, а дополнительным - удельные затраты на условную единицу качества.

Был проведен анализ качества и конкурентоспособности продукта (твердых отходов) при использовании его как топлива, что дает возможность судить о качестве и конкурентоспособности самого процесса.

Была проведена оценка уровня конкурентоспособности данного вида топлива в сравнении с такими видами топлива, как Торф, Уголь, Мазут, Сланцы, Газ.

Анализируемое топливо может успешно составить конкуренцию на рынке сбыта таким видам топлива, как низкосортный Уголь, Торф и Сланцы.

Попытка создания конкуренции на рынке сбыта таким видам топлива, как Мазут и Газ является нецелесообразной, т.к. вероятнее всего потребует неоправданно больших затрат на продвижение анализируемого топлива на рынок.

Важным аспектом при рассмотрении возможности использования анализируемого топлива является то, что это имеющиеся отходы и помимо получения экономического эффекта от сжигания их как топлива, мы получаем экологический эффект, утилизируя их.

Необходимо отметить, что анализируемое топливо, в отличии от всех совместно с ним рассмотренных не требует организации по его добычи, поскольку является сопутствующим при переработке древесины. А также цикл его возобновления несравнимо короче, чем у других видов топлива

На основе этих данных, а также данных о функциональных резервах и узких местах ТП и банка идей по совершенствованию ТП становится возможным изменение выходных характеристик продукта, используемых при определении его уровня КСП и качества, при изменении внешних условий (например условий рынка сбыта), т.е. управления этими параметрами (в некоторых пределах), а также оценка более радикальных изменений.

Внедрение рассмотренной информационной технологии позволит создать объективные оценки управленческих решений по планомерному целенаправленному снижению себестоимости, планированию и управлению качеством, развитию потребительских свойств продуктов, стандартизации и унификации продуктов, совершенствования и развития технологий, повышения эффективности функционирования оргтехструктур и финансовых инвестиций. При этом алгоритмизация проводимых в информационной системе действий осуществлена по модульному принципу, что позволяет настраивать ее на решение различных задач по управлению производством при изменении коньюнктуры на рынке сырья, продуктов и услуг.

1. Авдеенко В.Н., Котлов В.А. Производственный потенциал предприятия. М.: Экономика. -1986. - с. 20-147

2. Айзерман М.А., Алескеров Ф.Т. Выбор вариантов. Основы теории. -М.: Наука, 1990. с. 15-45

3. Андрианов Ю.М., Лопатин М.В. Квалиметрические аспекты управления качеством новой техники. Л.: Издательство Ленинградского университета. -1983. с. 2-288

4. Аниськин Ю.П., Моисеева Н.К., Проскуряков A.B. Функционально-стоймостной анализ в машиностроении. -М.: Машиностроение. 1987. с.11-313

5. Ансофф И. Стратегическое управление. -М: Экономика, с. 5-856. "Банки и биржи". Издательское объединение "ЮНИТИ". 1998. с.2-25

6. Баркан Д.И. Практический маркетинг. Вып. 1 6. - Л.: Аквилон. -1991. с.20-25

7. Беллман Р., Заде Л. Принятиерешений в расплывчатых условиях // Вопросы анализа и процедуры принятия решений. -М.: Мир, 1976. с.2-56

8. Блэк Ю. "Сети ЭВМ: Протоколы, стандарты, интерфейсы." М.: Мир, 1990. с.66-76

9. Ю.Бобровников Г.Н. Качество продукции и научно-технический прогресс. -М: Издательство стандартов, 1988. с.3-20

10. Васильев Ю.А., Дмитриев А.Н. Спектральный подход к сравнению объектов, охарактеризованных набором признаков. Доклады АН СССР. -1972 . N 6. с. 10-33

11. Вартанов A.C. Экономическая диагностика деятельности предприятия: организация и методология. -М.: Финансы и статистика, 1991. с. 10-65

12. Вахрушина М.А. Бухгалтерский управленческий учет. -М.: Финстатинформ, 1999. 35 с.

13. Виханский О.С., Наумов А.И. Менеджмент. -М.: "Гардарика". 1998. с.5-25

14. Волков И.М., Грачев М.В. Проектный анализ. -М.: "Банки и биржи" 1998. с.10-35

15. Волков О.И. Экономика предприятия. -М. ИНФРА-М, 1998. с. 20

16. Галкин В.А., Кононыхин В.Н. Абонентские информационно-вычислительные сети телеобработки данных. -М.: Высшая школа, 1990. с. 36-48

17. Гнеденко Б.В., Беляев Ю.К., Соловьев А.Д., Математические методы в теории надежности. -М: Наука, 1965. с. 14-459

18. Гринев Г., Ларин М. Менеджмент информационных ресурсов как инструмент конвергенции социальных технологий//Проблемы теории и практики управления. -1994. N 5.- с. 8-22

19. Грюнич Р. Комплекс средств управления сложными организациями//Проблемы теории и практики управления. -1994. N 2. - С. с. 2-8

20. Дарахвелидзе П., Марков Е. Delphi среда визуального программирования. Санкт-Петербург: BHV-Санкт-Петербург, 1996. 365 с.

21. Дженнингс Ф. Практическая передача данных. Модемы, сети, протоколы. М: Мир, 1989. с. 23-34

22. ДЖ.-0. Ким, Мьюллер Ч.У., Кпекка У.Р., и др. под ред. Енюкова И.С. Факторный, дискриминантный, и кластерный анализ. -М.: Финансы и статистика, 1989. с. 139210

23. Дубов Ю.А., Травкин С.И., Якимец В.Н. Многокритериальные модели формирования и выбора вариантов систем. -М.: Наука. -1986. с. 19-54

24. Иберла К. Факторный анализ. -М.: Статистика, 1980. с.20-57

25. Иванов А.П. Основы менеджмента. Санкт-Петербург. 1996. с.18

26. Идрисов A.B., Картышев C.B., Постников A.B. Стратегическое планирование и анализ эффективности инвестиций., -М., 1997. с. 12-34

27. Качество продукции, испытания, сертификация. Терминология: Справочное пособие. -Вып. 4 -М.: Издательство стандартов, 1989. с. 5-118

28. Карпунина М.Г., Майданчик Б.И. Справочник по функционально-стоймостному анализу. -М.: Финансы и статистика. -1988. с. 5-431

29. Като М. Построение сетей ЭВМ. М.: Мир, 1988. с.35

30. Клир Дж. Системология. Автоматизация решения системных задач. -М.: Радио и связь, 1990. с. 19-46

31. Ковригин П.H., .Луппиан M.H, Богатырева О.H., Лаптев H.B. Основы экономического анализа хозяйственной деятельности. Экономико-математические методы анализа. Функционально-стоимостной анализ. // Учебное пособие. СПб, 1998.-С.84-88.

32. Курашева H.A., Луппиан М.Н, Богатырева О.Н., Лаптев Н.В. Анализ финансово-хозяйственной деятельности. // Методические указания. -СПб, 1998.-с.5-20.

33. Лаптев Н.В., Кондрашкова Г.А. Технологические процессы, оборудование и структурный анализ. // Межвузовский сборник научных трудов: Машины и аппараты целлюлозно-бумажного производства. -СПб, 1998.-c.71-76.

34. Матчо Дж., Фолкнер Д.Р. Delphi -M.: БИНОМ, 1995. 367 с.

35. Моисеева Н.К. Функционально-стоимостной анализ в машиностроении. -М.: Машиностроение, 1987. с. 3-314

36. Мосягин В.И. Вторичные ресурсы целлюлозно-бумажной и гидролизной промышленности. -М.: Лесная промышленность. 1987. с. 3-197

37. Мушик Э., Мюллер П. Методы принятия технических решений. -М.: Мир, 1990. с.9

38. Мячев А. А., Степанов В. Н., Щербо В. К. Интерфейсы систем обработки данных. 1989. с. 45

39. Регак Ш. Стандартизация и качество продукции. -М.: Издательство стандартов, 1988. с. 8-18

40. Романов В.Н. Системный анализ для инженеров. Санкт-Петербург, 1998. с. 1534

41. Савицкая Г.В. Анализ хозяйственной деятельности предприятия. Учебное пособие для вузов. Минск "Экоперспектива", 1997. 15 с.

42. Саати Т., Керне К. Аналитическое планирование. Организация систем. -М.: Радио и связь, 1991. 21 с.

43. Семь инструментов контроля качества в японской экономике под редакцией Зарезина И.В., -М.: Издательство стандартов 1990. с.5-88

44. Справочник под редакцией Мизина И. А. и Кулешова А. П. Протоколы информационно вычислительных сетей. 1990. с.32

45. Стратегическое планирование. Под ред. Уткина Э.А. М. : Ассоциация авторов и издателей «ТАНДЕМ». Издательство ЭКМОС, 1998. с. 7-14

46. Управление качеством Под редакцией профессора Ильенковой С.Д. Москва. "Банки и биржы", 1998. с.26-32

47. Финансы предприятий Под редакцией канд. экон. наук Бородиной Е.И. Москва с.9-16

48. Хлусов В.П. Основы маркетинга. -М.: ПРИОР, 1997. с. 22-37

49. Хруцкий В.Е. Современный маркетинг. М.: Финансы и статистика. - 1991.-254 с.

50. Шлома Майталь "Экономика для менеджеров". Москва. Издательство "Дело". 1996 г. с. 9-24

51. Штойер Р. Многокритериальная оптимизация. -М.: Радио и связь, 1992. с.14-22бЗ.Эванс Дж. Р., Берман Б. Маркетинг. М.: Экономика. -1990. - 650 с.

52. Якубайтис Э. А. "Локальные информационно-вычислительные сети." Рига: Зинатис, 1985. с.30