автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Развитие теоретических основ совершенствования организации и управления мелкосерийным производством машиностроительных предприятий

На правах рукописи

Матвеева Елена Александровна

РАЗВИТИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ МЕЛКОСЕРИЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ ПРЕДПРИЯТИЙ

05.02.22 - Организация производства (машиностроение)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени доктора технических наук

16 МАЙ 2013

Самара - 2013

005058961

Работа выполнена в федеральном государственном бюджетном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет» и федеральном государственном образовательном бюджетном учреждении высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики» (г. Самара)

Научный консультант:

Заслуженный деятель науки РФ. доктор технических наук, профессор

Цилигенский Николай Владимирович

Официальные оппоненты:

Бром Алла Ефимовна, доктор технических наук, ФГБОУ ВПО «Московский государственный технический университет имени Н.Э. Баумана», кафедра «Промышленная логистика», профессор;

Краснов Сергей Викторович, доктор технических наук, профессор, ОАНО ВПО «Волжский университет имени В.Н. Татищева», заведующий кафедрой «Информатика и системы управления»;

Морозов Владимир Васильевич, доктор технических наук, профессор ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С.П.Королева (национальный исследовательский университет) », заведующий кафедрой экологии и безопасности жизнедеятельности.

Ведущая организация - учреждение Российской академии наук Институт проблем управления сложными системами РАН (г. Самара)

Защита диссертации состоится 31 мая 2013 г. в 10.00 на заседании диссертационного совета Д 212215.03, созданного на базе ФГБОУ ВПО «Самарский государственный аэрокосмический университет имени академика С. П. Королева (национальный исследовательский университет)» (СГАУ), по адресу: 443086, Самара, Московское шоссе, 34.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке СГАУ.

Автореферат разослан 19 апреля 2013 г.

Ученый секретарь

диссертационного совета доктор технических наук, доцент

Ю.С. Клочков

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы

Перспективы развития машиностроительных предприятий в современных условиях интеграции в мировую экономику при быстром изменении спроса обусловлены необходимостью выпуска конкурентоспособной продукции как по техническим, так и по стоимостным характеристикам. Наиболее эффективные предприятия в условиях нестабильной рыночной конъюнктуры должны быть адаптивными к постоянным переменам в среде функционирования, что приводит к многообразию номенклатуры производимой продукции. Адаптация должна обеспечиваться гибкостью и мобильностью производств, научно-обоснованными методами организации и управления производством, современным информационным обеспечением.

Стремление к удовлетворению запросов рынка привело к резкому росту численности машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства и многономенклатурной продукцией, организация и управление которыми имеет существенную специфику и сложность.

Весомый вклад в развитие и становление принципов и методов совершенствования организационных структур предприятий и управления производственными процессами внесли труды отечественных и зарубежных ученых - Бахтадзе H.H., Буркова В.Н., Васильева С.Н., Гвишиани Г.М., Глуш-кова В.М., Дилигенского Н.В., Засканова В.Г., Иванилова Ю.П., Ильясова Б.Г., Ирикова В.А., Калянова Г.Н., Моисеева H.H., Нижегородцева P.M., Новикова Д.А., Петрова A.A., Саати Т., Юсупова P.M. и др.

Эффективность работы всего предприятия в целом определяющим образом зависит от процессов организации и управления основным и вспомогательными производствами на всех стадиях и уровнях, от получения заказа до сбыта продукции, во взаимосвязи с ресурсным, материальным, финансовым и кадровым обеспечением. Планирование производственной деятельности включает выработку и принятие решений на основе поставленных стратегических и оперативных целей (сбора и обработки информации, контроля за ходом основных производственных процессов), а также организацию и координацию деятельности работников предприятия.

Совершенствование процессов управления основным производством требует индивидуального подхода к каждому объекту, диктуемого спецификой выпускаемой продукции, типом производства, техническим оснащением, уровнем организации производства.

Изучению вопросов поведения предприятий в изменяющихся условиях функционирования посвящены работы российских и зарубежных ученых: Багриновского К.А., Баева И.А., Буркова В.Н., Каплана Р., Нортона Д., Не-гойце К., Саймена Г., Ховарта П., Чандлера А.и др.

Решение задач эффективной организации и управления производством в настоящее время возможно только на базе комплексной информатизации основных направлений производственной деятельности предприятия - маркетинга, производственных процессов, финансов, кадрового обеспечения. Системы организации и управления производственной деятельностью должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить реализацию стратегии развития предприятия. Для достижения целей следует обеспечить руководителей всей информацией, необходимой для анализа, выработки и принятия стратегических, средне и краткосрочных решений в различных производственных ситуациях, для оптимизации производственных процессов и адаптации предприятия к внешним изменениям в условиях рынка.

Диссертация содержит решения, предлагаемые для развития теоретических основ совершенствования организации и управления машиностроительными предприятиями с мелкосерийным типом производства на базе информатизации их деятельности. Информатизация предприятий осуществляется на основе разработанных типовых функционально-информационных моделей основных процессов производственной деятельности, обладающих высокой степенью гибкости и адаптивности, что позволяет учитывать специфические особенности организации и управления производством каждого конкретного предприятия. В работе излагаются научно-методологические и экспериментально-практические положения организации деятельности машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства, конструируется концептуальная модель организации и управления производственной деятельностью, отличающаяся от известных эдхократичностью и многомерностью структуры взаимосвязей, разрабатываются и обосновываются цели, функции, задачи, принципы, методы, этапы и стадии информатизации предприятия.

Информатизация предприятий проводится с учетом основных положений и требований международных стандартов к современным системам управления (MRPII и его развитие в системах ERP и CSRP класса), а также отечественного и зарубежного опыта компьютеризации предприятий.

Область исследования - разработка методов и средств планирования и управления производственными процессами и их результатами (п.11); реализация методов и средств информатизации и компьютеризации производственных процессов, их документального обеспечения на всех стадиях (п.З) паспорта специальности 05.02.22 - Организация производства (по отраслям).

Объектом исследования — являются процессы организации и управления мелкосерийным производством машиностроительных предприятий.

Предмет исследования - совокупность теоретических положений, методов и инструментальных средств построения высокоэффективных систем организации и управления производственными процессами мелкосерийных машиностроительных предприятий.

Цель и задачи диссертационной работы.

Целью работы является повышение эффективности функционирования машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства на основе развития теоретических основ разработки и внедрения методов и инструментальных средств совершенствования организации и управления производственными процессами.

В соответствии со сформулированной целью определены следующие задачи:

1. Провести системный анализ, выявить специфические особенности организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства в условиях изменяющейся среды функционирования.

2. Построить концептуальную модель организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий.

3. Для определения основных управленческих задач создать функциональную структуру системы оперативно-календарного управления мелкосерийным производством машиностроительных предприятий.

4. Разработать методы и алгоритмы решения задачи определения оптимальных размеров партий обрабатываемых изделий.

5. Создать методы и алгоритмы расчета, анализа и перераспределения загрузки оборудования и рабочих мест.

6. Сформировать методы моделирования и оптимизации производственных процессов обработки изделий.

7. Разработать методологию совершенствования организационной структуры управления машиностроительными предприятиями.

8. Для повышения эффективности решения задач планирования и организации производственных процессов создать типовую информационную систему управления производственной деятельностью, обеспечивающую согласованное взаимодействие элементов производственной системы.

9. Для реализации организационной структуры обосновать логическую структуру и состав нормативно-справочной базы системы управления.

10. Разработать методику внедрения информационной системы управления машиностроительными предприятиями.

11. Сформировать методы и создать алгоритмы мониторинга выполнения работ.

12. Провести анализ эффективности реализованных систем.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложен комплексный подход к решению проблемы совершенствования организации и управления производственными процессами мелкосерийных машиностроительных предприятий, позволяющий на основе учета выделенных в работе количественных характеристик обеспечить их конкурентоспособность и эффективность функционирования.

2. Разработана концептуальная проблемно-ориентированная модель организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства, отличающаяся от известных полнотой показателей производственных процессов и перспективой использования информационного обеспечения, построением модельных конструкций организации и управления, эдхократической организацией взаимосвязей между целями, задачами, принципами и реализацией управленческих решений.

3. Создана функциональная структура системы оперативно-календарного управления мелкосерийным производством, ориентированная на возможность использования современных информационных технологий, базирующаяся на сформированном модельном и алгоритмическом обеспечении, принципиально отличающаяся от традиционно сложившихся систем постановкой и решением новых актуальных задач планирования, оптимизации, регулирования и моделирования основных производственных процессов.

4. Сформулирована методология создания организационной структуры управления деятельностью машиностроительных предприятий, в отличие от существующих, основанная на трансформации методов организации и управления в условиях рыночной деятельности и компьютеризации решения задач оперативного планирования, контроля, мониторинга и регулирования в едином информационном пространстве в заданном режиме времени.

5. Построена типовая адаптивная информационная система управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий, отличающаяся полнотой учета сфер деятельности на всех стадиях и уровнях - от получения заказов до сбыта готовой продукции, во взаимосвязи с ресурсным, материальным, финансовым и кадровым обеспечением.

6. Предложена методика внедрения информационной системы управления, основанная на принципах поэтапной непрерывной организации ее реализации, сформулированы последовательность и содержание этапов проектирования, строгое выполнение которых позволяет минимизировать риски, связанные со сложностями внедрения и получить в эксплуатацию отлаженную систему.

7. Разработаны методы мониторинга выполнения работ, обеспечивающие оперативное регулирование процессов производства и позволяющие получить системный технико-экономический и социальный эффект.

Основные положения диссертации, выносимые на защиту:

1. Структуризация стратегических и оперативных целей, проблем, функций и задач организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства в условиях изменяющейся среды.

2. Концептуальная модель организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства.

3. Совокупность сформулированных и решенных задач организации, планирования, оптимизации, регулирования и моделирования производственных процессов машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства.

4. Методология создания организационной структуры системы управления, взаимосвязей процессов планирования, регулирования, моделирования, оптимизации, учета, контроля.

5. Типовая адаптивная информационная система управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий.

6. Методика развития и внедрения информационной системы управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий.

7. Методы мониторинга выполнения работ и составляющие системного эффекта.

Практическая ценность исследования

Материалы, изложенные в диссертации, содержат рекомендации по выбору эффективных способов создания системы организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства на базе комплексной информатизации основных производственных процессов; по разработке руководящих материалов для проектирования организационных и функциональных структур системы управления. Для эффективного решения задач организации и управления созданы типовые функционально-информационные модели основных производственных процессов, адаптируемые под специфические условия деятельности машиностроительных предприятий. Предложена и реализована эффективная поэтапная методика внедрения информационных систем управления. Разработаны методы и алгоритмы мониторинга выполнения работ, обеспечивающие оперативное регулирование процессов производства. Предлагаемые решения могут использоваться в качестве методических указаний преподавателями и студентами ВУЗов при изучении дисциплин, связанных с вопросами организации и управления производственной деятельностью предприятий, а так же по информационным технологиям и другим дисциплинам.

Исследования базировались на использовании: теории систем; теории организации; теории структур; теории управления; методов декомпозиции; теорий организационного, производственного и информационного менеджмента; методов исследования операций; методов стратегического и оперативного планирования; экономико-математических методов; методов диагностики и идентификации; расчетно-аналитических и балансовых методов; методов моделирования производственных процессов; методов организации управления производством; теории информационных систем; методологии создания систем управления предприятием - MRPII, ERP, CSRP.

Апробация работы

Основные результаты работы докладывались и обсуждались на научных конференциях: II Международной научно-практической конференции «Совершенствование управления научно-техническим прогрессом в современных условиях» (Пенза 2004г.); V Международной научно-технической конференции «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций» (Самара 2004г.); XII, XIII, XV, XVII, XVIII, XIX Российских научных конференциях 1111С, научных сотрудников и аспирантов ПГУТИ. (Самара 2005, 2006, 2008, 2010, 2011, 2012гг.); IV Международной научно-практической конференции «Инновационные процессы в управлении предприятиями и организациями», (Пенза 2005г.); II Международной научно-технической конференции «Прогрессивные технологии в современном машиностроении» (Пенза 2006г.); Международной научно-практической конференции «Информационные ресурсы и бизнес» (Киров 2006г.); VI,VII, XII Международных конференциях «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта» (Москва, Институт проблем управления РАН им. В.А. Трапезникова, 2006, 2007, 2012гг.); 5, 10 Международных научно-практических конференциях «Проблемы развития предприятий: теория и пракгака» (Самара СГЭУ 2007, 2012 гг.); Международной научно-технической конференции «Информационные, измерительные и управляющие системы (ИИУС-2010)» (Самара 2010г.); Международной научной конференции «Технико-экономические проблемы инжиниринга в России, Узбекистане, Украине» (Самара, 2010г.); Международном форуме «Россия как трансформирующееся общество: экономика, культура, управление» (Оренбург 2011г.); VIII, IX Международных научно-практической конференциях «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики» (Тольятти 2011, 2012гг.).

Практическая реализация

Разработаны и внедрены информационные системы управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий: «Оптима-СВСЗ», «Оптима-Нефтемаш», «Оптима-Маяк» - включающие ведение договоров с заказчиками, управление складской деятельностью, межцеховое

планирование с формированием нормативно-справочной базы и доработку второй очередью с задачами внутрицехового управления; «Оптима-СКАДО», «Оптима РЕГИОН-АВТО» - включающие ведение договоров с заказчиками, управление складской и транспортной логистикой.

Работы по информатизации предприятий проводились совместно с ЗАО НТЦ «Адепт», имеющим многолетний опыт работы в создании и внедрении информационных систем управления. НТЦ «АДЕПТ» является резидентом ОАО «Технопарк» и входит в аэрокосмический кластер Самарской области.

Результаты диссертации применяются в учебном процессе при подготовке специалистов в области проектирования информационных систем управления в Поволжском государственном университете телекоммуникаций и информатики и в «Институте ТЕЛЕИНФО».

Структура и объем диссертации

Диссертация состоит из введения, семи глав, заключения и списка литературы, содержащего 296 наименований. Диссертационная работа содержит 364 страницы машинописного текста, включающего 111 рисунков, 17 таблиц, 13 приложений.

Благодарности

Автор выражает глубокую благодарность и признательность заслуженному деятелю науки и техники РФ, заведующему кафедрой «Управление и системный анализ в теплоэнергетике» САМГТУ, профессору, доктору технических наук Н.В. Дилигенскому за всестороннюю помощь и поддержку при подготовке диссертации к защите, за помощь в постановке задач исследования. Автор выражает глубокую и искреннюю благодарность генеральному директору ЗАО НТЦ «АДЕПТ» члену корреспонденту МАОН, к.т.н, доценту A.C. Ивановой за приобретенные в годы совместной работы методологические знания и опыт научных исследований, за инициирование написания диссертационной работы, всестороннюю помощь и поддержку при подготовке диссертации к защите.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность исследуемой проблемы, сформулирована цель и основные задачи работы. Приведены ключевые положения, выносимые на защиту, данные о научной новизне и практической ценности полученных результатов.

В первой главе рассматривается актуальность поставленных и решаемых в диссертационном исследовании проблем организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства.

Исследованы проблемы эффективности производственной деятельности машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства в современных условиях изменяющейся среды функционирования. Управление производственными системами включает задачи как стратегического, так и оперативного планирования. Проанализирована современная системная концепция увязывания стратегического планирования с оперативным управлением — сбалансированная система показателей (ССП) — разработанная Д. Нортоном и Р. Капланом и получившая широкое распространение для совершенствования принципов организации и управления функционированием предприятий. Она основана на выделении в качестве базовых четырех аспектов деятельности — финансового, потребительского, производственного и инновационного. Эти аспекты являются основными для разработки стратегических целей предприятия и определяют агрегированные ключевые показатели — привлекательность для клиентов, конкурентоспособность продукции, эффективность производственных технологий, перспективы развития — характеризующие для акционеров, партнеров, клиентов и конкурентов маркетинговые данные и внутреннюю среду предприятия. Основным назначением ССП является увязка целей, планов, задач, механизмов всех аспектов деятельности и уровней планирования в единую систему управления производственным предприятием.

Конкурентоспособность и эффективность машиностроительного предприятия в целом определяющим образом зависит от управления основными производственными процессами. Специфические особенности машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства порождают многофакторные проблемы управления при решении задач планирования, организации и регулирования на межцеховом и внутрицеховом уровнях сбора и переработки больших объемов информации в сжатые сроки с высокими требованиями к достоверности получаемых результатов.

Рассмотрены концептуальные вопросы управления, исследованы основные функции, определяющие эффективность деятельности машиностроительных предприятий — планирование, организация, контроль, учет, регулирование — и

базовые задачи, соответствующие этим функциям. Анализ машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства показал, что важные задачи планирования - оптимизация размеров партий обрабатываемых изделий, расчет трудоемкости изготовления изделий, загрузки оборудования и рабочих мест, моделирование движения изделий по рабочим местам в процессе их обработки (календарное планирование) - не входили в состав задач действующих систем организации и управления из-за их большой размерности и трудоемкости решений. В то же время, для крупносерийного производства накоплен значительный опыт по методам решения этих задач, который может быть использован для условий мелкосерийного производства.

В настоящее время известно достаточно большое число методов оптимизации размеров партий обрабатываемых изделий. Они в целом сходны в существе постановки задач и различаются, в основном, степенью дифференциации и способами расчета элементов затрат. Методы определения оптимальных размеров партий, разработанные разными авторами, практически не нашли применения в условиях мелкосерийного производства из-за большой сложности предлагаемых подходов и отсутствия необходимых исходных данных по конкретным изделиям.

При планировании загрузки оборудования и рабочих мест основными задачами являются расчеты трудоемкости подетальных планов на заданный период времени, определение требующегося количества единиц оборудования, отыскание показателей сбалансированности планов. Результаты оценки сбалансированности сформированных планов являются основанием для принятия соответствующих организационных решений, определяющих загрузку рабочих мест по видам работ. В связи с высокой сложностью расчетов, связанных со значительной номенклатурой выпускаемой продукции и большим количеством выполняемых операций, такие задачи загрузки оборудования и рабочих мест в существующих системах организации и управления машиностроительными предприятиями с мелкосерийным типом производства не решались.

Задачи календарного планирования, обеспечивающие рациональную организацию производственных процессов, рассматривались различными зарубежными и российскими учеными. Первые математические формулировки задач построения оптимального календарного плана обработки изделий были осуществлены В.А. Петровым и С.А. Соколициным в 50-е годы. Позднее задачи календарного планирования рассматривались Беллманом Р., Го-мори Р., Джонсоном С.М., Мутом Дж.Ф., Томпсоном Дж.Л. и др.

Большой вклад в разработку методов решения задач календарного планирования внесли советские ученые: Дудорин В.И., Думлер С.А., Иванова

A.C., Кузин Б.И., Максимов В.П., Парамонов Ф.И., Петров В.А., Португал

B.М., Соколицин С.А., Татевосов К.Г., Шкурба В.В., и др.

Полученные ими результаты использовались автором в качестве базиса для постановки и решения задач планирования и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства.

Проведенный анализ производственной деятельности машиностроительных предприятий показал, что основным направлением повышения их эффективности и конкурентоспособности является модернизация системы управления на основе развития теоретических основ совершенствования методов и средств организации производства, с учетом положений, отраженных в международных стандартах (MRP II и его дальнейшем развитии в системах ERP и CSRP класса).

Вторая глава посвящена построению концептуальной модели организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства. В условиях изменяющейся среды функционирования для реализации стратегических целей повышения конкурентоспособности и системной эффективности наиболее важной задачей для предприятий становится выпуск продукции с широкой номенклатурой изготовляемых изделий. Для решения этой задачи необходимо обеспечить возможность гибкого изменения оперативных производственных планов, что в свою очередь приводит к проблемам неравномерности загрузки оборудования и рабочих мест, несбалансированности потоков обрабатываемых изделий, недостаточно эффективному учету, контролю и регулированию производственных процессов, отсутствию необходимой информации. Выявленные проблемы и поставленные задачи позволили разработать структуру системы организации и управления производственной деятельностью, основываясь на концепции сбалансированной системы показателей. В структуре системы организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий выделяются четыре модуля: маркетинга; производственных процессов; инноваций; финансово-экономический. Каждый модуль характеризуется своим целями, задачами и проблемами (рис.1), и для каждого определяются измеримые показатели деятельности.

Реализация концепции ССП позволяет обеспечивать комплексную эффективность функционирования предприятий на основе увязки в единую систему процессов стратегического и оперативного планирования и регулирования возникающих проблем.

Для формализованного описания, выявления и решения проблем повышения системной эффективности создана концептуальная кортежная проблемно-ориентированная макромодель организации и управления производственной деятельностью машиностроительного предприятия с мелкосерийным типом производства — М.

МОДУЛЬ ФИНАНСОВО-ЭКОНОМЦЯЕСКИП

>правление использованием ресурсов

Стратегичес«о» планировани» дея тел ьн ост и предприятия

-B3âH МбДеИСТби é С-

потребителями, сбыт

M

Система организации и управления производств енной деятельностью

M ОДУ л ь ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ~1 РО Ц ЕССО В

Ярован I управления деятельностью

М О ДУ л ь И Н НОВАЦИЙ

Планирование и уп равлен ие инновационной деятел ьн ост ьм

внедрение системы управления, мониторинг работ, материальное стимулирование, обучение, рост

Рисунок 1 - Инфраструктура концептуальной модели организации и управления производственной деятельностью предприятия

Макромодель построена в форме эдхокрактической многомерной структуры взаимосвязей основных проблем, функций, задач и методов организации и управления.

С учетом выявленной специфики объекта управления радиальная структура макромодели М представлена композицией шести базовых моделей (рис. 2).

м,

Рисунок 2 — Кортежно-эдхократическое представление концептуальной модели организации и управления производственной деятельностью предприятия

А/ = М, иМ2 иМ3 иМ, иА/5 иМ6 > где М) — модель рыночной стратегии деятельности предприятия; М2 — модель совершенствования управления предприятием; М3 -модель организа-

ции производственных процессов; М4 —модель организационной структуры производственной деятельности; М5— модель развития системы организации и управления; М6 -модель показателей эффективности.

Аксиальная структура каждой из базовых композиционных моделей М/ представлена иерархическими многомерными проблемно-ориентированными моделями в форме «кортеж-шестерка»:

М, = {Q, ' Р/т ' $1тк '

где Qi — сущностное содержание проблем; P¡m — структуры декомпозиции базовых проблем M¡, S¡m!c — функциональные задачи, формализующие вычлененные структуры Р[т\ FM\— методологические средства решения проблемы N¡m — методы решения декомпозированных проблем P¡m и функциональных задач S¡mk, Jimk — совокупность информации, необходимой для решения проблем P¡m и задач S¡mk методами Nlm.

В выделении признаковых свойств и характеристик P¡m и N¡m индекс т отвечает признаку вычленения структур в моделях M¡, индекс к в конструкциях S¡mk и Ji„k — признаку определения функциональных свойств, отвечающих структурам P¡m.

В соответствии с предложенной концептуальной проблемно-ориентированной макромоделью каждая базовая модель M¡ определена системой совокупности проблем, задач и методов организации и управления с иерархической структурой связей между ними.

Характеристики базовых моделей приведены в тексте диссертации.

Третья глава на основе базовой модели M¡ ={Q¡,P3m,S3mk,FM3J^3mj3mk} посвящена формулированию и решению задач организации и управления производственной деятельностью, разработке моделей, методов и алгоритмов планирования, моделирования, регулирования и оптимизации основных производственных процессов машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства. Определяются базовые функции организации и управления основными производственными процессами на межцеховом и внутрицеховом уровнях, реализация которых необходима для повышения эффективности деятельности предприятия в целом.

На внутрицеховом уровне ставятся и решаются задачи организации процессов производства, отвечающие декомпозиции производственных заданий цехам. Их разрешение обеспечивается реализацией четырех базовых функ-цийуправления + +

1-1 7-1

где Р — планирование, КН - контроль, Z - регулирование, Ч - учет, / -обрабатываемые изделия,у —выполняемые операции.

В реализуемой внутрицеховой системе организации производства определяющей является функция планирования, где уточняется цель - объемное

задание на плановый период, и способ достижения цели - календарное расписание движения изделий по рабочим местам. Декомпозиция оперативных производственных задач, информатизация и компьютеризация основных производственных процессов позволяют перейти от технологической специализации на более высокий уровень - специализацию предметно-замкнутых участков (ПЗУ). Входной информацией ПЗУ является подетальный план, формируемый в результате решения задач оперативно-календарного планирования на межцеховом уровне, определяющий цель управления ПЗУ.

Для организации эффективной работы ПЗУ ставятся и решаются следующие задачи:

- на этапе планирования производства определяются оптимальные размеры партий обрабатываемых изделий, обеспечивающие сбалансированную загрузку оборудования. На их основе, согласно принятой специализации, рассчитываются загрузки оборудования по видам работ и по каждому рабочему месту, осуществляется моделирование процессов обработки изделий;

- в фазе контроля отслеживаются фактические выполнения производственных сменных заданий рабочими и движение изделий в процессе их обработки по рабочим местам, анализируются объемы межоперационных запасов деталей;

- в процессе регулирования формируются производственные сменные задания на рабочие места на очередной шаг с учётом фактического выполнения плановых заданий на предыдущем шаге и полученных отклонений от календарного расписания;

- на этапе учёта определяются фактические выполнения поставленных планов, и полученные данные используются для коррекции внутренних производственных процессов на следующий плановый период.

Для отыскания оптимальных размеров партий обрабатываемых изделий попт, ставится двухкритериальная задача с минимизацией совместных потерь F(n, ппч) от несбалансированности планового пт и фактического п обеспечения сборочных цехов деталями и затрат Т(п, п„р), определяемых трудоемкостью обработки изделий.

Частные показатели эффективности F(n,n„.и Т(п,п„р), определяющие

минимизируемый функционал J = min(F(«,n„,7) + r(n,n )),

/l=rt0„„,

где rtm - планируемая величина обрабатываемых партий изделий, п„р - минимально допустимый размер партии обработки изделий, J - критерий оптимальности, диктуют противоречивые требования к величине партий изделий. Потери F(n,nm) от несбалансированности г=п-пф требуемых (заданных - «,) и фактических (пф ) поставок прямо зависят от величины партии -

пП1) > 0, и, исходя из минимизации потерь Р(п,пП1), следует форми-

с1п

ровать меньшие размеры партий. Трудоемкость обработки Т(п,п„р), в противоположность потерям Р(п,пП1), обратно зависит от размеров партий -<ЗТ(п, п ) _

--— < о • При малых п затраты на переналадку оборудования и на

с1п

непрерывную корректировку планов существенно возрастают, и, исходя из минимизации затрат Т(п,п„г), целесообразно увеличивать партии изготовления изделий.

Показано, что потери от несбалансированности Р(п,ппл) резко возрастают, если фактические поставки изделий больше, чем плановые л,„< п . Установлено, что значительное увеличение трудозатрат Т(п,ппр) происходит при

1пр'

1 п вследствие резкого возрастания времени и ресурсов на переналадку

оборудования. Формализуя выявленные закономерности, параметрически зависящие, соответственно, от пП1 и п ций чувствительности

с№{п,пт)

с/я

»

йР(п, пт)

¿п

и

пр, соотношениями порядка для функ-

с1п

«

с!п

на основе проведенного анализа определено, что чувствительность трудоемкости обработки изделий выше, чем потерь от несбалансированности произ-

водства

<*Пп,пЛ

с1п

с1п

и найдено асимптотическое решение па-

раметризованной задачи оптимизации в форме пп„гп=зир{п1и7 п„р} (рис. 3).

./ !

П„л > Пг,

J

<ПП

п„

Рисунок 3 - Графики поведения функционала оптимальности

На базе решенной задачи проводится оптимизация размеров партий обрабатываемых изделий для каждого наименования детали по всем операциям на основе сведения до минимума количества переналадок оборудования с учетом потребностей сборки на плановый период и рациональной загрузки рабочих мест. На рисунке 4 приведено сравнение временных затрат на переналадку оборудования и длительностей периодов обработки изделий для

пяти видов операций при применяемом способе организации обработки и при разработанном оптимизационном алгоритме.

На основе использования разработанного алгоритма сформированы партии с длительностями обработки, превышающими временные затраты на переналадку оборудования от 20,1% на первой операции до 56,1% на пятой операции. При этом приведенная трудоемкость обработки партий изделий снизилась на 37%. Блок-схема и алгоритм расчета оптимальной партии обрабатываемых изделий приведены в тексте диссертации.

2 2 1 , 5

4 I

2 2,01 .. с j — -------— : |

_____ il 1.S D Гн

№ опера ци

I ЕЗ Т переналадки L'.l Т обраб. п пл. О Т обраб. п опт. О Т обраб. п зап. I

Рисунок 4 - Диаграмма сравнения времен переналадки оборудования и длительностей

обработки партии изделий

Задача организации оптимальной загрузки оборудования (ЗО,,) поставлена как минимизирующая напряженность плана производства (Р,,) и максимизирующая загрузку рабочих мест (РМ'¡¡) в условиях многочисленности номенклатуры изделий и нестабильности объёмов производства по месяцам: \{Ри) >тт 1 30 • | (РМЧ ) —» тах |' * Решение задач расчета трудоемкостей и коэффициентов загрузки оборудования проводится по каждому виду работ на требуемые сроки — год, месяц, неделя и др. - для всего предприятия (ВР,/), цехов (ВР,/'), производственных участков ( вр":<у )> рабочих мест ( вргм )•

f

зо„ = V ВР„

2? = ¡В? 3 : ВР 3 : В? iT3i' : SP ?м К

f V < 1 * f ' f J

где

к - плановый период.

Анализ работы реальных предприятий показывает существенную неравномерность загрузки оборудования и рабочих мест. Задача минимизации неравномерности загрузки оборудования по видам работ и по рабочим местам формализуется функционалом оптимальности

J = min £ jr \KtJ(TT),) - К:Г»|'

где Ку - коэффициенты загрузки оборудования / - вида работ, у - рабочего места; К,"орм - норматив загрузки; ТОа - а =1,2,3... -множество различных технологических операций выполнения заданного вида работ. Коэффициенты Кц образуют квадратную матрицу размером п х пг

к^ л:,2 ... /<, к а:,, Л"22 ... /<2

, где

ЛГ„, К я2 ___

и - число видов оборудования; m - число рабочих мест.

Точное решение задачи оптимизации представляет значительную сложность, и для ее решения применена приближенная последовательная декомпозиция задачи.

На первом этапе проводится агрегирование переменных, и в качестве их принимаются коэффициенты загрузки п видов оборудования, отвечающих средней загрузке рабочих мест

К, = * ~ 1,2...и '

m , ]

На втором этапе находятся укрупненные переменные К,, и для их отыскания ставится и решается задача оптимизации с функционалом

J = min \к, (ТОа ) - /с,'"""' |

На третьем этапе для найденных загрузок оборудования по всем видам работ ставятся и решаются аналогичные задачи минимизации неравномерности по рабочим местам с функционалом j _ min (ТО ) Кр |

то j-1

Анализ и перераспределение загрузки проводится в несколько этапов, блок-схема и алгоритм расчета загрузки оборудования приведены в тексте диссертации.

На рисунке 5 приведено сопоставление диаграмм загрузки оборудования ПЗУ, отвечающих существующему и разработанному оптимизационному способу организации работ.

Использование разработанного способа позволило снизить в 1,4 раза неравномерность загрузки оборудования (с 33,5% до 24,4%), ликвидировать перегруженность двух технологических операций, уменьшить перегруженность остальных видов работ в 3,2 раза.

Рисунок 5 - Диаграммы загрузки оборудования при различных способах организации (АВ -автоматные, РВ - револьверные, ТК - токарные, РС - расточные, СВ - сверлильные, СЛ -слесарные. ФР - фрезерные, ШЛ - шлифовальные)

На рисунке 6 приведено сопоставление применяемых и рассчитанных диаграмм загрузки для различных рабочих мест.

160 ■ 1 до ■ 120 ■ юо ■

.-ч

АВ1 АВ2

■

з существующая организация производства ЕЯ предлагаемый способ организации работ

Рисунок 6 — Диаграмма загрузки на рабочих местах при различных способах организации

Применение разработанного метода организации работ снизило неравномерность загрузки до 16%, уменьшило среднюю перегруженность рабочих мест с 49,3% до 20%.

Предложенные способы рациональной загрузки по видам работ и по рабочим местам применимы для различных календарных и плановых периодов.

Поставлена и решена задача совершенствования организации работ на основе моделирования маршрутов движения изделий по рабочим местам ПЗУ с оптимизацией очерёдности обработки, обеспечивающей своевременность их поступления на сборку и рациональную загрузку оборудования.

В качестве критерия оптимизации принята минимизация длительности

цикла обработки изделия (Тц). ш

тщ = Ха, +1„ п

где 1К — время обработки всех деталей на последнем рабочем месте; о, -смещение начала последней операции относительно первой.

Задача решается на основе использования метода Парамонова Ф.И. путем моделирования фаз производственного процесса обработки изделий. В основу формирования математической модели обработки изделий положено определение времени опережения запуска изделий в обработку на смежных рабочих местах. Оптимизация очередности обработки изделий производится по минимальной сумме разностей времен обработки изделий на связанных рабочих местах.

Решением является календарное расписание процесса производства изделий, разрабатываемое, исходя из условия сбалансированности программных заданий с размерами партий, запускаемых в производство в различных цехах, и согласования сроков выпуска продукции на смежных стадиях производственного процесса. По результатам моделирования формируются планы производственного участка и рабочих мест: номенклатурные задания и календарный план-график обработки деталей по рабочим местам, график загрузки оборудования в течение месяца.

Для совершенствования организации управления производственными процессами (П,) ставятся и решаются задачи учета (Ч,), контроля (КН,), анализа (А,) и регулирования (2,), обеспечивающие повышение эффективности показателей производственной деятельности.

При решении этих задач учитываются многообразие сменных заданий на каждом участке и рабочем месте, размеры партий обрабатываемых изделий, специфика технологических процессов и другие факторы.

Четвертая_глава в соответствии с моделью

М4={посвящена разработке методологии совершенствования организационной структуры управления, позволяющей решать производственные задачи, ранее не включаемые в состав задач планирования и организации деятельности машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства. Реализован системный подход к созданию систем организации и управления, позволяющий обеспечить эффективное решение задач комплексной информатизации машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства.

Организация деятельности машиностроительного предприятия структурируется по модулям и содержит: модуль маркетинга, включающий рыноч-

ную стратегию, потребителей, сбыт продукции; модуль производственных процессов, включающий технологическую подготовку производства и производственную деятельность; модуль инноваций, включающий управление развитием, мониторинг работ, внедрение информационных систем управления производственной деятельностью; финансово - экономический модуль, включающий экономические нормативы и экономический анализ. Каждый модуль характеризуется своими целями и решаемыми задачами. Модуль производственных процессов, отвечающий оперативному управлению основным производством, включает весь комплекс задач планирования, учета и регулирования работ по изготовлению продукции на всех стадиях - заготовительная, обрабатывающая, сборка, и уровнях - предприятие, цех, участок, рабочее место. Рассматривается весь цикл производства - от получения заказов до сбыта готовой продукции (рис. 7).

Рисунок 7 —Производственная деятельность предприятия

Сформулированы основные положения создания организационной структуры.

1. Формирование единого информационного пространства с разграничением права доступа к информации. Для всех основных производственных процессов создается единая нормативно-справочная база (НСБ) и организуется одноразовый ввод оперативной информации, характеризующий объект управления и его деятельность.

Формирование логической структуры нормативно-справочной базы предусматривает возможность совместимости базы данных проектируемой системы с базами данных технологических и конструкторских систем: система - конструктор (Jen ) и система - технолог (Jen )• В этом случае ее создание

сводится к переформированию структуры баз данных с дозаписью недостающей информации (УД используемой в системе управления, но отсутствующей в конструкторских и технологических системах:

СП ; -1 ел ' ; 3 г } ^ 1 5 Где

нсб~ информация в НСБ.

Нормативно-справочная база включает данные, наиболее общие для машиностроительных предприятий: технологические, трудовые и другие нормативы по составу партий изделий, маршрутам обработки деталей, операционным нормам времени, разрядам работ, моделям оборудования, подразделениям и службам, кадрам и др.

Единое информационное пространство обеспечивает прозрачность предприятия, что позволяет не только видеть возможные отклонения в производственном процессе, но и выявлять источник этих отклонений. Достаточно часто отклонения в системе связаны с человеческим фактором. Для минимизации ошибок, связанных с влиянием человека на систему управления, предусмотрены различные варианты доступа: разрешена работа с информацией (ввод, корректировка, удаление); доступ к просмотру информации (можно только видеть информацию); информация закрыта (по определенным видам деятельности).

2. Расширение состава и включение новых задач планирования. Совокупность задач организации должна обеспечивать комплексное решение проблемы повышения системной эффективности управления деятельностью машиностроительного предприятия с мелкосерийным типом производства. В связи с этим, в систему управления включены новые задачи планирования, требующие переработки больших объемов информации, для которых разработаны методы решения: расчет загрузок оборудования и рабочих мест, оптимизация размеров партий обрабатываемых изделий, моделирование процессов производства.

3. Изменение иерархии организационной структуры управления предприятием. Расширение применения информационных технологий для решения задач планирования и управления обуславливает изменение иерархии организационной структуры предприятия, что приводит к сокращению уровней управления и перераспределению функций между службами, подразделениями и работниками.

4. Обеспечение сбалансированности и согласованности информационных потоков на всех уровнях иерархии организационной структуры. Изменение организационной структуры и перераспределение управленческих функций позволяют упорядочить информационные потоки и сократить число документов, задействованных в системе. Совершенствуются технологии формирования, перемещения и обработки нормативных документов, определяе-

мые организационной структурой предприятия и применяемыми производственными процессами.

5. Реализация оперативного планирования и регулирования в заданном масштабе времени. Руководители, обладающие оперативной информацией, получают возможность моделировать, анализировать и оценивать альтернативные варианты управленческих решений в различных производственных ситуациях. Управление в заданном масштабе времени позволяет существенно повысить оперативность и достоверность получения информации на момент запроса.

6. Совершенствование форм и методов организации и управления производством. Для машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства осуществляется переход от технологической специализации к предметно-замкнутым участкам (в том числе возможно применение групповых технологий) с использованием методов мониторинга работ, планово-предупредительным обслуживанием рабочих мест, применением методов материального стимулирования, что обеспечивает существенное повышение результативности использования ресурсов и оборудования и приводит к получению системной технико-экономической и социальной эффективности.

7. Модульное построение системы. Для обеспечения возможности поэтапного создания информационной системы управления и ввода в эксплуатацию предусматривается модульное построение, позволяющее построить систему в виде организационно-, информационно-, технически- и программно- совместимых подсистем. Эти подсистемы могут рассматриваться равно как самостоятельные, автономные, решающие соответствующие задачи, и как базовые составляющие процесса совершенствования и развития единой системы управления путем наращивания или замены отдельных модулей.

Для реализации организационной структуры обоснована логическая структура и состав нормативно-справочной базы системы управления.

Разработаны типовые функционально-информационные модели управления внутренними производственными процессами и деятельностью по организации работ с заказчиками и поставщиками. Разработанные функционально-информационные модели определяют структуры внешних и внутренних связей, задачи и процедуры планирования и управления основными производственными процессами.

Блок схема реализации основных производственных процессов приведена на рисунке 8.

Эффективность работы машиностроительного предприятия, в значительной степени, определяется процессом планирования основного производства, являющимся ядром информационной системы управления. Этот процесс включает задачи межцехового и внутрицехового планирования и представ-

лен составляющими «Формирование плана производства», «Оптимизация планов производства предметно-замкнутых участков», «Моделирование процесса производства».

Рисунок 8 — Блок-схема реализации производственных процессов

Для организации работы с заказчиками разработаны типовые функционально-информационные модели производственных процессов «Ведение договоров с заказчиками» и «Складская деятельность».

Разработанные функционально-информационные модели включают наиболее общие производственные процессы, характерные для машиностроительных предприятий. Они являются типовыми, обладающими высокой степенью адаптивности, что позволяет индивидуальное проектирование заменить адаптацией типовых моделей к условиям конкретного предприятия за счет включения задач и процедур, отражающих специфику производственной деятельности.

Разработанные функционально-информационные модели основных производственных процессов приведены в тексте диссертации.

Пятая глава посвящена вопросам развития системы организации и управления машиностроительного предприятия на основе базовой модели М5={д5,Р5т,85тк,РМ5, Ы5т<]5тк}.

Разработана методика организации внедрения основанная на обеспечении максимальной параллельности и поэтапности работ, на применении инновационных форм и методов организации и управления производством, на проведении реструктуризации предприятия. Определены основные этапы и задачи внедрения информационной системы управления. Базовыми этапами приняты разработки технического задания, функционально-информационных моделей, аван-проекта, программного обеспечения и проведение опытно-промышленной эксплуатации.

На стадии разработки технического задания на основе комплексного анализа предприятия, изучения существующих производственных процессов, действующей системы организации и управления выявляется специфика объекта, формулируются основные направления реструктуризации произ-

водства, определяется перечень производственных процессов и состав решаемых производственных задач. Формулируется содержание, последовательность и сроки выполнения работ.

Последовательность выполнения этапов и задач по внедрению представлена на рисунке 9.

Виды работ

Создание инструкций, технической документации

Опьгтно-промышленное _внедрение

« £ «

5 о в

Г XX

Ь 2 «

£ 2 2

2 я с

5- р. з

Разработка функционально-информационной модели Разработка технического задания

Управление финансово-экономической деятельностью [ НСБ | Администратор

Аван-проект

Аван-проекг :

БД НСБ

Управление материальными потоками

Кадры |

Аван-проект

Аван-проект

БД НСБ

Управление бухгалтерским учетом

Аван-проект

Управление основным и вспомогательным производством

Аван-проект

I

N111

++

++

++

++

-Н-

Месяцы

Рисунок 9 - Укрупненный график работ по созданию и внедрению системы управления

На этапе разработки функционально-информационных моделей структурируются информационные связи между производственными процессами и задачами предприятия, детализируются и включаются в модели основные задачи, проводится коррекция моделей до того, как они будут реализованы физически, с целью минимизации рисков, связанных с учетом объемов работ, сроков и стоимости.

На стадии разработки аван-проекта (АП) конструируется логическая структура НСБ и дается описание технологии решения каждой задачи и процедур реализации функций организационного управления:

т

АП = X МН + РА+ Ф + Н + Г<

1

где т=(1;2;3...п), МН - меню, РА - последовательности и алгоритмы внутримашинных расчетов, Ф — описания экранных форм и отчетов, Н— виды настроек, Г - регламенты работы подразделений в новых условиях. В модели отражаются функциональные и информационные связи между производственными процессами и задачами системы. Аван-проект фактически является подробным заданием для программиста.

На следующем этапе к созданию системы подключаются программисты, и ими разрабатывается программное обеспечение, реализующее аван-проект на основе модульной технологии, что позволяет существенно сократить время на написание программ и сводит к минимуму их доработку в процессе внедрения.

Стадия опытно-промышленной эксплуатации (ОТ7Э) включает следующие работы опэ = £ о„, + о„ы + нсб, ,

где опц — обучение пользователей, О „„а — отладка программного обеспечения по замечаниям и предложениям заказчика в процессе опытной эксплуатации спроектированной системы, НСБ^ — заполнение нормативно-справочной базы. Работа проводится на реальных данных предприятия.

Разработаны методы и средства мониторинга работ, обеспечивающие оперативное регулирование процессов производства. Обосновано применение методов планово-предупредительного обслуживания рабочих мест и материального стимулирования.

Мониторинг работ проводится путем анализа выполнения сменно-суточных и плановых заданий рабочими ПЗУ, и определяется необходимость корректировки планов на следующий шаг регулирования.

Анализ проводится для каждого рабочего места (РМ0):

рмч 1-» Аи

{1РМит; .;РМ„Ф} |-> РМу.

Входная информация для него состоит из плановой (,/РМЦт) и фактической {3.РМуф), включающих данные об изделиях:

.]рм„ ={крл/; квз; №п; щ; ; ¿г; ; а ¿где

и и V и и ч

м™ - номер рабочего места; да®3 - номер варианта запуска; м"п - номер операции;«^- количество деталей по плану (шт.); ¿¡^ - дата изготовления;

признак основной или дополнительной номенклатуры; а - признак

обеспеченности.

Алгоритм решения задачи приведен в тексте диссертации.

Анализ и учет выполнения сменных заданий позволяет объективно, оперативно и достоверно оценивать результаты труда каждого рабочего, обеспечивая их экономическую заинтересованность в строгом выполнении сменных заданий и плана производства участка. Материальное стимулирование за своевременное и качественное выполнение сменных заданий повышает мотивацию к производительному труду.

Шестая глава в соответствие с моделью М6={()6,Р6т,86тк,ЕМб,Мбтг16тк} посвящена анализу системной эффективности предприятия. На рисунке 10 представлены составляющие системного эффекта от внедрения информаци-

онной системы управления и взаимосвязи между ними, полученные из опыта промышленной эксплуатации отдельных подсистем и блоков на различных предприятиях в разное время.

Производство

Экономика и финансы

Управление номенклатурой и ценой

Ускорение, сокращение трудоемкости ТПП

Сокращение трудозатрат, улучшение использования оборудования, площадей

Сокращение длительности производственног цикла и НЗП

Сокращение запасов, расхода

материалов, комплектующих, оборотных средств

Повышение

качества управления, сокращение АУП. накладных расходов

Оперативность

расчета экономических

управления фина

Увеличение

объемов производства

Снижение себестоимости совокупного годового объема продукции

Уменьшение риска потери части прибыли

Ускорение реагирования на запросы рынка

Снижение себестоимости единицы продукции

Повышение конкурентоспособности, увеличение объемов продаж

Создание новых рабочих мест

Прирост прибыли

Увеличение поступлений в бюджет

Рисунок 10 - Составляющие системного эффекта

Предложенная методика внедрения, реализованная на различных машиностроительных предприятиях с мелкосерийным типом производства, позволила:

• Получить технический эффект: сократить трудоемкость производственных процессов, улучшить использование оборудования и производственных площадей, уменьшить длительность производственных циклов, сократить расходы материалов, комплектующих, оборотных средств, запасов.

• Повысить эффективность организации управления: обеспечить точный учет движения материалов, сырья, готовой продукции, усовершенствовать методы планирования производственных процессов, повысить качество регулирования и сократить численность административно-управленческого персонала, упорядочить информационные потоки и улучшить качество обработки документов.

• Получить экономический эффект: увеличить объемы и номенклатуру производимой продукции, повысить качество управления финансово-экономической деятельностью и увеличить прибыль предприятия, снизить себестоимость производства, повысить конкурентоспособность и объемы продаж продукции.

• Получить социальный эффект: увеличить бюджетные отчисления, создать новые рабочие места, повысить уровень и культуру производства.

Системный эффект обеспечивается за счет комплексной информатизации деятельности на базе моделирования и оптимизации основных производственных процессов, совершенствования методов текущего планирования и оперативного регулирования.

Седьмая глава посвящена практическому опыту разработки и эксплуатации информационной системы управления машиностроительным предприятием, на основе созданных типовых функционально-информационных моделей и полученных решений формализованных производственных задач. В качестве базового предприятия выбран «Средневолжский станкостроительный завод» (СВСЗ), выпускающий металлорежущие станки различных модификаций с программным управлением (более 10 модификаций), отдельные узлы, а так же производящий капитальный ремонт станков заказчика, являющийся типичным представителем предприятий с мелкосерийным типом производства. При изготовлении станков используются как узлы и детали собственного производства, так и покупные изделия.

Система управления и организации производства СВСЗ учитывает следующие базовые факторы: мелкосерийность производства; большую номенклатуру деталей и материалов; многоступенчатость конструкции изделий; разнообразие технологических процессов обработки; большой диапазон производственных циклов изготовления изделий и необходимость комплектности их поступления на сборку; высокие требования к качеству изделий; значительное число взаимосвязей и взаимозависимостей между подразделениями и службами; большое разнообразие профессий и специальностей работников предприятия.

Целью создания информационной системы управления СВСЗ является повышение эффективности производственной деятельности, увеличение прибыли предприятия, улучшение использования трудовых, материальных и финансовых ресурсов и, как следствие, снижение себестоимости выпускаемой продукции.

В структуру системы управления производственной деятельностью СВСЗ входят следующие модули: маркетинга, отражающий взаимодействие с заказчиками в производственных процессах «Ведение договоров с заказчиками» и «Складская деятельность»; производственных процессов, включающий оперативно-календарное планирование производства на заводском и межцеховом уровнях; инноваций, включающий внедрение системы управления; финансово-экономический, содержащий расчет экономической эффективности.

Расчет экономической эффективности проведен по показателям работы предприятия до начала внедрения и по рассчитанным изменениям этих показателей после внедрения системы управления. Эффективность от внедрения для участка токарно-винторезных станков показана на рисунке 11.

Результаты внедрения показали, что годовой объем произведенной продукции, составляющий 45,8 млн. руб., увеличился на 20% и полученная прибыль составила 3,39 млн. руб. (7,4%). Такой достаточно высокий экономический эффект показывает целесообразность и обоснованность разработки и внедрения информационной системы управления.

1 °-7 т-

а.0,61

! °-6 -

I 0.5-

| | 0,4-

| | 0,3 -_

Ч = 0.2 -_

0,1 --

е

а от —,

гл Затр. на матер. Зар. плата Накл. расх. Себест.

ЕШ до внедрения (объем продукции 45,8 млн.руб) О после внедрения (объем продукции 54,96 млн.руб)

Рисунок 11 - Полученная эффективность от внедрения информационной системы управления

Работы по созданию и внедрению информационных систем управления, с получением экономического эффекта, проводились так же на других машиностроительных предприятиях с мелкосерийным типом производства: ОАО «Завод нефтяного машиностроения», ОАО «Маяк», ЗАО «Самарские канатные дороги», ООО «РЕГИОН - АВТО» и др.

Выводы и результаты

1. Исследована специфика проблем организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства в условиях изменяющейся среды функционирования, заключающаяся в большой и разнообразной номенклатуре выпускаемой продукции; многообразии технологических процессов и маршрутов обработки изделий; высокой степени взаимосвязей и взаимозависимостей между процессами, на всех стадиях производства; значительном перечне профессий и специальностей работников предприятия, их постоянном развитии и обновлении. Проведена декомпозиция целей, функций и задач управления.

2. Построена концептуальная проблемно-ориентированная модель организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства, структурированная в эдхократической форме, учитывающая специфические особенности и проблемы управления, обусловленные новыми экономическими отношениями, характеризуемая учетом взаимодействия модулей маркетинга, производственных процессов, инноваций, финансово-экономического.

3. Обоснован состав, сформулированы и решены основные функциональные задачи управления производственными процессами машинострои-

0,61

Затр. на матер. Зар. плата Накл. расх. Себест.

тельных предприятий с мелкосерийным типом производства. Разработано методическое и алгоритмическое обеспечение системы управления, принципиально отличающееся от известных постановкой и решением новых задач планирования.

4. Сформулирована методология совершенствования организационной структуры управления машиностроительными предприятиями, опирающаяся на описание отличительных особенностей производственных процессов, систематизацию нормативно-справочных блоков, производственных задач и их информационную взаимоувязку.

5. Разработана типовая, модульная информационная система управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства, обладающая высокой адаптивностью. При внедрении на конкретных предприятиях она может расширяться за счет включения задач и процедур, отражающих специфику производственных процессов.

6. Обоснована и реализована методика внедрения информационной системы управления, основанная на принципах поэтапной непрерывной организации внедрения, что позволяет минимизировать риски и получить в эксплуатацию отлаженную систему.

7. Разработаны методы мониторинга выполнения работ, основанные на ежедневном анализе выполнения сменно-суточных заданий, позволяющие оперативно регулировать процесс производства и получить системный технико-экономический и социальный эффект. Экономический эффект получен за счет увеличения выпуска продукции с использованием имеющихся мощностей и ресурсов, снижения ее себестоимости, возрастания прибыли. Основные публикации по теме диссертации

Монографии

1. Диязитдинова А.Р. Информационные системы и технологии: история развития, проектирование, защита / А.Р. Диязитдинова, Е.А. Матвеева, С.Г. Симагина— Самара: ООО «Офорт», 2006. - 193 с.

2. Иванова A.C. Интегрированные системы управления производством машиностроительных предприятий / A.C. Иванова, В.В.Пирогов, С.Н Полотовский, Е.А. Матвеева,- Самара.: ООО Издательство «АС Гард», 2011. - 312 с.

3. Матвеева Е.А. Управление бизнес-системами с мелкосерийным типом производства путем организации процесса информатизации / Е.А. Матвеева - LAP LAMBERT Academic Pabliching Gmbh &Co. 2012.-124 с.

Публикации в изданиях, рекомендованных Перечнем ВАК РФ

4. Симагина С.Г. Подходы к оценке интеллектуальной собственности и методы определения стоимости ее защиты / С.Г. Симагина, Е.А. Матвеева // Вестник Самарского государственного экономического университета. - 2003. — №3. — С. 156 -162.

5. Диязитдинова А.Р. Экономическая характеристика и особенности отрасли связи / А.Р. Диязитдинова, Е.А. Матвеева, С.Г. Симагина // Вестник Самарского государственного экономического университета. - 2003. -№3 - С. 122-127.

6. Симагина С.Г. Особенности правовой охраны ранее созданных результатов инновационной деятельности/ С.Г.Симагина, Е.А.Матвеева // Вестник Оренбургского государственного университета. — 2004. — №9 — С.82-85.

7. Диязитдинова А.Р. Состояние современного программного обеспечения финансово-экономического анализа / А.Р.Диязитдинова, Е.А. Матвеева, С.Г. Симагина // Электросвязь. - 2005. - № 3. - С.45-50.

8. Иванова A.C. Проблемы и пути повышения эффективности управления промышленными предприятиями на базе компьютеризации / А.С.Иванова, Е.А.Матвеева, В.В.Пирогов, С.Н.Полотовский // Вестник компьютерных и информационных технологий. — 2006. — №11. - С.8-16.

9. Матвеева Е.А. Эффективные методы управления мелкосерийным производством / Е.А. Матвеева //Вестник компьютерных и информационных технологий.

— 2007. - № 2! — С.29-37.

10. Матвеева Е.А. Анализ корпоративных информационных систем, представленных на российском рынке / Е.А.Матвеева, А.Р. Диязитдинова, Е.А.Богданова, С.С.Крюкова , С.Н. Полотовский // Электросвязь. - 2007. - №5. - С.26-29.

11. Иванова A.C. Анализ и расчет эффективности создания интегрированных систем управления предприятием / А.С.Иванова, Е.А.Матвеева, Е.В. Ларюшина // Вестник Самарского государственного экономического университета. - 2008. -№ 1.

- С.44-50.

12. Матвеева Е.А. Состояние современного рынка информационных технологий финансового анализа / Е.А. Матвеева, О. Н.Ольховая, М. М.Пронькина // Вестник Самарского государственного экономического университета. — 2008 — № 5. — С.58-62.

13. Матвеева Е.А. Разработка модуля «Прием и ведение заказа» интегрированной информационной системы управления промышленным предприятием для повышения эффективности управления продажами./ Е.А.Матвеева //Инфокоммуникационные технологии. - 2009. - №3. - С. 68-73.

14. Матвеева Е.А. Интегрированные системы управления производством для предприятий-изготовителей кабелей связи / Е.А. Матвеева //Электросвязь. — 2010. — №2. — С.10-12.

15. Диязитдинова А.Р. Система информационного обеспечения управления предприятием/ А.Р.Диязитдинова, Е.А.Матвеева, М.М. Пронькина // Инфокоммуникационные технологии. - 2010. - №4 - С.55-60.

16. Матвеева Е.А. Повышение эффективности экономической деятельности предприятия за счет использования интеллектуальной информационной системы / Е.А.Матвеева, О.Н.Ольховая, М.М. Пронькина // Инфокоммуникационные технологии. - 2010. -.№4. - С.50-55.

17. Матвеева Е.А. Применение экспертных оценок к предметно-ориентированным информационным системам / Е.А.Матвеева, О.Н. Ольховая // Инфокоммуникационные технологии. — 2011. - № 2 — С.46-49.

18. Дилигенский H.B. Исследование системы управления предприятия на основе методов декомпозиции / Н.В .Дилигенский, Е.А. Матвеева // Инфокоммуникаци-онные технологии. - 2011. — № 2 - С.68-71.

19. Матвеева Е.А. Создание типовых интегрированных систем управления предприятиями различных отраслей промышленности/ Е.А. Матвеева //Интеллект, инновации, инвестиции. - 2011. - Специальный выпуск по материалам Международного форума «Россия как трансформирующееся общество: экономика, культура, управление». - 2011. - С.30-35.

20. Матвеева Е.А. Модель внедрения интегрированных систем управления предприятиями и расчета экономических показателей эффективности / Е.А. Матвеева // Вестник Самарского государственного экономического университета. -2011. - № 10(84). -С.44-50.

21. Матвеева Е.А. Организация мелкосерийного производства предприятий машиностроения в условиях компьютеризации / Е.А. Матвеева // Вестник Волжского университета имени В.Н. Татищева. - 2012. -№ 4(20) Раздел: Информационные технологии в организации производства. С. 50-61.

22. Дилигенский Н.В. Организация планирования и управления хозяйственно-экономической деятельностью предприятия с использованием концепции сбалансированной системы показателей/ Н.В.Дилигенский, Е.А. Матвеева // Инфокоммуни-кационные технологии. - 2012. - том 10, №4 - С. 74-79 .

23. Диязитдинова А.Р. Управление предприятием на основе моделирования деятельности. /А.Р. Диязитдинова, Ю.А.Варков, Е.А.Матвеева, О.Н.Ольховая // Вестник Волжского университета имени В.Н. Татищева. - 2012. -№ 2(19) Раздел: Информационные технологии в организации производства. С.5-8.

24. Диязитдинова А.Р. Разработка методики распределения сотрудников по рабочим местам в целях повышения эффективности деятельности предприятия./А.Р. Диязитдинова, Ю.А. Варков, Е.А. Матвеева, О.Н. Ольховая // Вестник Волжского университета имени В.Н. Татищева. - 2012. -№ 2(19) Раздел: Информационные технологии в организации производства. С.9-13.

Публикации в других изданиях

25. Матвеева Е.А. Создание систем управления производством «Оптима». Совершенствование управления научно-техническим прогрессом в современных условиях / Е.А. Матвеева // Сборник материалов II международной научно-практической конференции. - Пенза, 2004. - С.113-115.

26. Матвеева Е.А. Методика создания учебного пособия по дисциплинам, связанным с процессом управления промышленным производством / Е.А.Матвеева, С.Г. Симагина // Материалы III международной научно-практической конференции «Проблемы образования в современной России и на постсоветском пространстве». -Пенза, 2004.-С.156-157.

27. Матвеева Е.А. Создание информационных систем эффективный путь повышения эффективности управления предприятием / Е.А.Матвеева, С.Г. Симагина // Совершенствование управления научно-техническим прогрессом в современных условиях. Сборник материалов II международной научно-практической конференции. - Пенза, 2004-С.115-116.

28. Матвеева Е.А. Компьютеризация предприятий в современных условиях / Е.А. Матвеева // V Международная научно-техническая конференция. Проблемы техники и технологии телекоммуникаций. Материалы конференции. — Самара, 2004 — С.147-149.

29. Матвеева Е.А. Выбор корпоративных информационных систем управления предприятием / Е.А.Матвеева, С.С.Крюкова // XII Российская научная конференция Профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. Материалы конференции. — Самара, 2005. — С.354-355.

30. Создание автоматизированной информационной системы приёма и ведения заказа /Матвеева Е.А., Пирогов В.В., Полотовский С.А. // XII Российская научная конференция Профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. Материалы конференции. - Самара, 2005. - С.355-357.

31. Матвеева Е.А. Пути развития автоматизации управления промышленного производства / Е.А. Матвеева // IV международная научно-практическая конференция. Инновационные процессы в управлении предприятиями и организациями. Сборник статей. — Пенза, 2005. —С.149— 151.

32. Иванова A.C. Обоснование необходимости и цели использования вычислительной техники для решения задач приёма и ведения заказа / И А.С.ванова, Е.А. Матвеева, С.Н. Полотовский // Проблемы развития предприятия: теория и практика. Материалы 5-й Международной научно-практической конференции. Часть 3. — Самара, 2005. - С.258-260.

33. Диязитдинова А.Р. Анализ математических методов принятия решений / А.Р.Диязитдинова, Е.А.Матвеева, Е.А. Богданова // XIII Юбилейная Российская научная конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. Материалы конференции. - Самара, 2006. - С.220-221.

34. Матвеева Е.А. Групповое производство как основа автоматизации мелкосерийного производства / Е.А. Матвеева // Составляющие научно-технического прогресса. Сборник материалов 2-й Международной научно-практической конференции. - Тамбов, 2006. - С.200-202.

35. Матвеева Е.А. Функциональная структура управления мелкосерийным производством / Е.А. Матвеева // II Международная научно-техническая конференция. Прогрессивные технологии в современном машиностроении. Сборник материалов. - Пенза, 2006. - С.65-67.

36. Матвеева Е.А. К вопросу о разработке интегрированных систем управления машиностроительным предприятием / Е.А. Матвеева // Международный форум. Наука-эффективность-рост. Сборник материалов. — 2006. — С.7-10.

37. Диязитдинова А.Р. Анализ методов принятия решений / А.Р.Диязитдинова, Е.А.Матвеева, Е.А. Богданова // I международная научно-техническая конференция Аналитические и численные методы моделирования естественнонаучных и социальных проблем. Пенза. Сборник материалов. — 2006. — С.183-187.

38. Диязитдинова А.Р. Анализ методов проектирования базы знаний диагностирующей системы / А.Р.Диязитдинова, Е.А.Матвеева, Е.А. Богданова // VII международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций». Материалы конференции. - Самара, 2006. -С.181-183.

39. Диязитдинова А.Р. Подготовка специалистов в области информационных ресурсов / А.Р.Диязитдинова, Е.А.Матвеева // VII международная научно-техническая конференция «Проблемы техники и технологии телекоммуникаций». Материалы конференции. — Самара, 2006. - С.321.

40. Матвеева Е.А. Интегрированные системы управления предприятием (ИСУП) как инструмент эффективного менеджмента / Е.А. Матвеева // Материалы 2-й Международной научно-практической конференции «Глобальный научный потенциал» — Тамбовский государственный технический университет, 2006. - С.200-202.

41. Матвеева Е.А. Опыт создания и использования информационной системы приема и ведения заказов на ОАО «Маяк» / Е.А. Матвеева // IV Международная научно-техническая конференция. Материалы и технологии XXI века. Сборник материалов. - Пенза, 2006. - С.297-299.

42. Матвеева Е.А. Интегрированные системы управления предприятиями (ИСУП) как путь решения проблемы эффективного управления мелкосерийным производством. Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта / Е.А. Матвеева // Тезисы 6 Международной конференции. - Москва. - 2006. - С.28-29.

43. Богданова Е.А. Советующая система для управления распределением финансовых ресурсов / Е.А.Богданова, А.Р.Диязитдинова, Е.А. Матвеева // XIII Юбилейная Российская научно-техническая конференция профессорско-преподавательского состава, научных сотрудников и аспирантов. Материалы конференции. — Самара. — 2006. — С.227-228.

44. Диязитдинова А.Р. CRM-система как инструмент повышения эффективности управления / Д А.Р.иязитдинова, Е.А.Матвеева, М.М. Пронькина // XX Международная НТК «Математические методы и ИТ в экономике, социологии и образовании». Сборник материалов. - Пенза, 2007. — С.192-194.

45. Диязитдинова А.Р. Основные функции управления предприятием / А.Р.Диязитдинова, Е.А.Матвеева, М.М.Пронькина // XX Международная НТК «Математические методы и ИТ в экономике, социологии и образовании». Сборник материалов. - Пенза, 2007. - С.245-247.

46. Иванова A.C. Проблемы и пути повышения эффективности станкостроительного производства в современных условиях / А.С.Иванова, Е.А.Матвеева, Е.В. Ларюшина // 6 Международная научно-практическая конференция Проблемы развития предприятий: теория и практика. Сборник статей. - Самара, 2007. - С.376-381.

47. Матвеева Е.А. Методы обеспечения устойчивого эффективного функционирования ИСУП групповыми поточными линиями / Е.А.Матвеева, Е. В. Ларюшина // XI Международная научно-практическая конференция «Современные технологии в машиностроении» Сборник статей. — Пенза, 2007. - С.284-286.

48. Иванова A.C. Интегрированные системы управления предприятиями. Базовые положения / А.С.Иванова, Е.А.Матвеева, В.В.Пирогов, Е.В. Ларюшина // Материалы международной конференции и выставки CAD/CAM/PDM «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта». - Москва, 2007. - С.¡82-185.

49. Матвеева Е.А Групповая технология и методы организации производства / Е.А. Матвеева // Материалы международной конференции и выставки САО/СЛМ/РЭМ «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта» -Москва, 2007- С.186-188.

50. Матвеева Е.А. Теоретические основы управления предприятием / Е.А. Матвеева, А.Р.Диязитдинова, М.М. Пронькина // 15 Российская научная конференция 1111С, научных сотрудников и аспирантов. - Самара, ПГАТИ, 2008. -С.247.

51. Матвеева Е.А. К вопросам внедрения СИМ систем / Е.А. Матвеева, М.Ю. Казанин // 15 Российская научная конференция ППС, научных сотрудников и аспирантов. - Самара, ПГАТИ, 2008. -С.251.

52. Матвеева Е.А. Создание модели предприятия как этап проектирования интегрированных систем управления / Е.А. Матвеева // Материалы международной научно-практической конференции «Современная экономическая модель. Проблемы и перспективы». - Магнитогорск, 2009. - С.66-69.

53. Матвеева Е.А. Создание интегрированных систем для повышения эффективности управления машиностроительных предприятий / Е.А. Матвеева // XXIII Международная научно-техническая конференция (летняя сессия) «Математические методы и информационные технологии в экономике, социологии и образовании». Сборник статей. - Пенза, 2009. - С. 137-139.

54. Дилигенский Н.В. Концептуальная модель управления мелкосерийным машиностроительным производством в современных условиях / Н.В. Дилигенский, Е.А. Матвеева // Материалы Международной научно-технической конференции «Информационные, измерительные и управляющие системы (ИИУС-2010)» — Самара, СГТУ, 2010. - С.286-290.

55. Матвеева Е.А. Этапы разработки интегрированных систем управления предприятием / Е.А. Матвеева // Материалы ХУП Российской научной конференции ППС, научных сотрудников и аспирантов. - Самара, Ш УТИ, 2010. -С.265-267.

56. Матвеева Е.А. К вопросу создания информационных систем по составлению сметной документации/ Е.А.Матвеева, И.М.Казакова // Материалы XVII Российской научной конференции ППС, научных сотрудников и аспирантов. - Самара, ПГУТИ,

2010. - С.267-268.

57. Матвеева Е.А. Применение системного анализа при проектировании интегрированных систем управления предприятием / Е.А. Матвеева // Материалы XVIII Российской научной конференции ППС, научных сотрудников и аспирантов. - Самара, ПГУТИ, 2011. - С.288-289.

58. Матвеева Е.А. К вопросу создания экспертной системы / Е.А. Матвеева, М.М. Пронькина, А.Н. Андирякова, А.Б. Кузьмина // Материалы XVIII Российской научной конференции ППС, научных сотрудников и аспирантов. — Самара, ПГУТИ,

2011. - С.289-290.

59. Матвеева Е.А. Принципы создания информационной системы управления предприятием ООО «Эра. Связь. Монтаж» / Е.А.Матвеева, Ю.А. Варков //Материалы XVIII Российской научной конференции ППС, научных сотрудников и аспирантов. - Самара, ПГУТИ, 2011. - С.290-291.

60. Матвеева Е.А. Использование системного подхода в построении компьютеризированной системы управления машиностроительным предприятием / Е.А.Матвеева // Материалы VIII Международной научно-практической конференции «Татшцевские чтения: актуальные проблемы науки и практики». — Тольятти, 2011. - С.287-293.

61. Матвеева Е.А. Создание интегрированной системы управления предприятием с использованием системного подхода / Е.А. Матвеева // Материалы Международной научной конференции «Технико-экономические проблемы инжиниринга в России, Узбекистане, Украине». - Самара ПГУТИ при финансовой поддержке Европейской комиссии Tempus, 2011. -С.28-33.

62. Матвеева Е.А. Система принятия решений в управлении производственной деятельностью / Е.А.Матвеева, Ю.А.Варков, О.Н. Ольховая // Материалы Международной научной конференции «Технико-экономические проблемы инжиниринга в России, Узбекистане, Украине». - Самара ПГУТИ при финансовой поддержке Европейской комиссии Tempus, 2011. —С.48-51.

63. Матвеева Е.А. Формирование исходных данных для моделирования организации деятельности на предприятии / Е.А.Матвеева, О.Н.Ольховая, Ю.А. Варков// Материалы IX Международной научно-практической конференции «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики. Актуальные проблемы информатизации науки и производства». - Тольятти, 2012. - С.66-69.

64. Матвеева Е.А. Разработка алгоритма распределения сотрудников по производственным участкам в рамках интегрированной системы управления предприятием./ Е.А.Матвеева, А.Р. Диязитдинова, О.Н.Ольховая, Ю.А. Варков // Материалы международной конференции и выставки CAD/CAM/PDM «Системы проектирования, технологической подготовки производства и управления этапами жизненного цикла промышленного продукта». - Москва, 2012. -С. 51-53.

Отпечатано фотоспособом в соответствии с материалами, представленными заказчиком Подписано в печать 29.03.13 Формат 60X84/16 Бумага офсетная. Гарнитура Тайме. Заказ 1425. Печать оперативная. Усл. печ.л. 2. Тираж 100 экз. Отпечатано в издательстве учебной и научной литературы Поволжского государственного университета телекоммуникаций и информатики 443090, г. Самара, Московское шоссе 77 т. (846)228-00 - 44

Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Самарский государственный технический университет» Федеральное государственное образовательное бюджетное учреждение высшего профессионального образования «Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики»

РАЗВИТИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ОСНОВ СОВЕРШЕНСТВОВАНИЯ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ МЕЛКОСЕРИЙНЫМ ПРОИЗВОДСТВОМ МАШИНОСТРОИТЕЛЬНЫХ

ПРЕДПРИЯТИЙ

05.02.22 - «Организация производства (машиностроение)»

Научный консультант - заслуженный деятель науки РФ

05201351266

На правах рукописи

Матвеева Елена Александровна

диссертация на соискание ученой степени

доктора технических наук

д.т.н., профессор Дилигенский Н.В.

Самара 2013

Содержание

Введение 7

1 Анализ проблем организации и управления производственной 19 деятельностью машиностроительных предприятий в условиях изменяющейся среды функционирования

1.1 Анализ рыночной стратегии машиностроительных 19

предприятий

1.2 Задачи управления в производственных системах 27

1.3 Системный подход к организации производственных систем 35

1.3.1 Структуризация и декомпозиция проблем и задач организа- 38 ции и управления производственной системой

1.3.2 Системный анализ функционирования производственной 42 системы

1.4 Анализ методов решения задач организации и управления 46 производственной деятельностью машиностроительных предприятий

с мелкосерийным типом производства

1.4.1 Определение оптимальных размеров партий обрабатываемых 49 изделий

1.4.2 Определение загрузки оборудования и рабочих мест 52

1.4.3 Задачи и методы моделирования производственного процесса 53 обработки изделий

1.4.4 Анализ методов повышения эффективности регулирования 60 производственной деятельности

1.5 Анализ основных положений и проблем создания информаци- 63 онных систем управления предприятиями

1.5.1 Международные стандарты управления предприятиями (от 67 MRP к CSRP), эволюция их развития

1.5.2 Анализ развития и современного состояния информатизации 71 предприятий

Выводы по 1 главе 77

2 Разработка концептуальной проблемно-ориентированной модели 80 организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства

2.1 Применение системного подхода к построению модели органи- 80 зации и управления производственной деятельностью предприятия

2.2 Разработка инфраструктуры концептуальной проблемно- 86 ориентированной модели организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства

2.3 Кортежно-эдхократическое представление концептуальной 91 проблемно-ориентированной модели организации и управления производственной деятельностью предприятия

2.3.1 Формирование макромодели организации и управления 91

2.3.2 Базовые модели организации и управления производственной 95 деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства

Выводы по 2 главе 108

3 Разработка функциональной структуры, методов и алгоритмов 110 организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства

3.1 Формирование функциональной структуры организации и 111 управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства

3.1.1 Функциональная структура организации и управления произ- 111 водственной деятельностью на межцеховом уровне

3.1.2 Функциональная структура организации и управления произ- 116 водственной деятельностью на внутрицеховом уровне

3.2 Разработка методов и алгоритмов решения задачи определения 122 оптимальных размеров партий обрабатываемых изделий

3.3 Разработка методов и алгоритмов решения задачи расчета, ана- 133 лиза и перераспределения загрузки оборудования и рабочих мест

3.4 Решение задачи моделирования производственного процесса 147 обработки изделий

Выводы по 3 главе 155

4 Разработка методологии совершенствования организационной 157 структуры управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства

4.1 Разработка принципов и методов создания организационной 157 структуры информационной системы управления производственной деятельностью

4.2 Формирование логической структуры базы данных информаци- 168 онной системы управления производственной деятельностью

4.3 Формирование функционально-информационных моделей 182 производственных процессов машиностроительных предприятий

4.4 Разработка типовых функционально-информационных моделей 186 организации и управления основной производственной деятельностью

4.5 Разработка типовых функционально-информационных моде- 197 лей, определяющих стратегию рыночной деятельности машиностроительного предприятия

Выводы по 4 главе 209

5 Разработка методов и средств инновационного развития машино- 211 строительных предприятий

5.1 Разработка методов и средств повышения эффективности 211 регулирования производственной деятельности

5.1.1 Разработка методов и алгоритмов мониторинга работ 213

5.1.2 Применение методов планово-предупредительного 222

обслуживания рабочих мест

5.2 Создание методики материального стимулирования 224

5.3 Разработка методики внедрения информационной системы 229 управления производственной деятельностью

Выводы по 5 главе 239

6 Оценка эффективности деятельности машиностроительного 240 предприятия

6.1 Формулирование условий, необходимых для получения эффек- 240

та

6.2 Основы оценки эффективности, получаемой от внедрения ин- 244 формационной системы управления машиностроительным предприятием

6.3 Определение эффективности, получаемой от внедрения ин- 248 формационной системы управления машиностроительным предприятием

Выводы по 6 главе 255

7 Опыт разработки и эксплуатации информационной системы 256 управления машиностроительным предприятием с мелкосерийным типом производства

7.1 Выявленные проблемы управления производственной деятель- 257 ностью базового машиностроительного предприятия

7.2 Реализация модуля развития 260

7.3 Формирование модуля производственных процессов 269

7.4 Реализация модуля рыночной стратегии 275

7.5 Расчет экономической эффективности, полученной от внедре- 290 ния ИСУП

Выводы по 7 главе 299

Выводы и результаты 301

Список литературы 303

Условные обозначения 330

Приложения

А Краткая характеристика и преимущества информационных систем управления предприятиями, представленных на российском рынке

Б Примеры успешных внедрений информационных систем управления предприятиями, представленных на российском рынке В Программные продукты финансово-экономического анализа Г Подетальный план предметно-замкнутых участков Д Заделы

Е Расчет партии запуска

Ж Цикл обработки деталей

3 Условные обозначения и схема шифровки

И График разработки и сдачи в промышленную эксплуатацию сис темы организации и управления «Оптима-СОКК» К Задания кладовым Л Задание наладчику М Задание мастеру

Н Интерфейс информационной системы управления производст венной деятельностью базового предприятия

Введение

Актуальность проблемы

Перспективы развития машиностроительных предприятий в современных условиях интеграции в мировую экономику при быстром изменении спроса обусловлены необходимостью выпуска конкурентоспособной продукции как по техническим, так и по стоимостным характеристикам. Наиболее эффективные предприятия в условиях нестабильной рыночной конъюнктуры должны быть адаптивными к постоянным переменам в среде функционирования, что приводит к многообразию номенклатуры производимой продукции. Адаптация должна обеспечиваться гибкостью и мобильностью производств, научно-обоснованными методами организации и управления производством, современным информационным обеспечением.

Стремление к удовлетворению запросов рынка привело к резкому росту численности машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства и многономенклатурной продукцией, организация и управление которыми имеет существенную специфику и сложность.

Весомый вклад в развитие и становление принципов и методов совершенствования организационных структур предприятий и организации производственных процессов внесли труды отечественных и зарубежных ученых - Бахтадзе H.H., Буркова В.Н., Васильева С.Н., Гвишиани Г.М., Глушкова В.М., Дилиген-ского Н.В., Засканова В.Г., Иванилова Ю.П., Ильясова Б.Г., Ирикова В.А., Каля-нова Г.Н., Моисеева H.H., Нижегородцева P.M., Новикова Д.А., Петрова A.A., Саати Т., Юсупова P.M. и др.

Эффективность работы всего предприятия в целом определяющим образом зависит от процессов организации и управления основным и вспомогательными производствами на всех стадиях и уровнях, от получения заказа до сбыта продукции, во взаимосвязи с ресурсным, материальным, финансовым и кадровым обеспечением. Планирование производственной деятельности включает выработку и принятие решений на основе поставленных стратегических и оперативных целей (сбора и обработки информации, контроля за ходом основных производственных

процессов), а также организацию и координацию деятельности работников предприятия.

Совершенствование процессов управления основным производством требует индивидуального подхода к каждому объекту, диктуемого спецификой выпускаемой продукции, типом производства, техническим оснащением, уровнем организации производства.

Изучению вопросов поведения предприятий в изменяющихся условиях функционирования посвящены работы российских и зарубежных ученых: Багри-новского К.А., Баева И.А., Буркова В.Н., Каплана Р., Нортона Д., Негойце К., Саймена Г., Ховарта П., Чандлера А.и др.

Решение задач эффективной организации производства в настоящее время возможно только на базе комплексной информатизации основных направлений производственной деятельности предприятия - маркетинга, производственных процессов, финансов, кадрового обеспечения. Системы организации и управления производственной деятельностью должны быть спроектированы таким образом, чтобы обеспечить реализацию стратегии развития предприятия. Для достижения целей следует обеспечить руководителей всей информацией, необходимой для анализа, выработки и принятия стратегических, средне- и краткосрочных решений в различных производственных ситуациях, для оптимизации производственных процессов и адаптации предприятия к внешним изменениям в условиях рынка.

Диссертация содержит решения, предлагаемые для развития теоретических основ совершенствования организации и управления машиностроительными предприятиями с мелкосерийным типом производства на базе информатизации их деятельности. Информатизация предприятий осуществляется на основе разработанных типовых функционально-информационных моделей основных процессов производственной деятельности, обладающих высокой степенью гибкости и адаптивности, что позволяет учитывать специфические особенности организации и управления производством каждого конкретного предприятия. В работе излагаются научно-методологические и экспериментально-практические положения ор-

ганизации деятельности машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства, конструируется концептуальная модель организации и управления производственной деятельностью, отличающаяся от известных эдхократич-ностью и многомерностью структуры взаимосвязей, разрабатываются и обосновываются цели, функции, задачи, принципы, методы, этапы и стадии информатизации предприятия.

Информатизация предприятий проводится с учетом основных положений и требований международных стандартов к современным системам управления (MRPII и его развитие в системах ERP и CSRP класса), а также отечественного и зарубежного опыта компьютеризации предприятий.

Область исследования - разработка методов и средств планирования и управления производственными процессами и их результатами (п. 11); реализация методов и средств информатизации и компьютеризации производственных процессов, их документального обеспечения на всех стадиях (п.З) паспорта специальности 05.02.22 «Организация производства (по отраслям)».

Объектом исследования - являются процессы организации и управления мелкосерийным производством машиностроительных предприятий.

Предмет исследования - совокупность теоретических положений, методов и инструментальных средств построения высокоэффективных систем организации и управления производственными процессами мелкосерийных машиностроительных предприятий.

Цель и задачи диссертационной работы.

Целью работы является повышение эффективности функционирования машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства на основе развития теоретических основ разработки и внедрения методов и инструментальных средств совершенствования организации и управления производственными процессами.

В соответствии со сформулированной целью определены следующие задачи:

1. Провести системный анализ, выявить специфические особенности организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства в условиях изменяющейся среды функционирования.

2. Построить концептуальную модель организации и управления производственной деятельностью машиностроительного предприятия.

3. Для определения основных управленческих задач создать функциональную структуру системы оперативно-календарного управления мелкосерийным производством машиностроительных предприятий.

4. Разработать методы и алгоритмы решения задачи определения оптимальных размеров партий обрабатываемых изделий.

5. Создать методы и алгоритмы расчета, анализа и перераспределения загрузки оборудования и рабочих мест.

6. Сформировать методы моделирования и оптимизации производственных процессов обработки изделий.

7. Разработать методологию совершенствования организационной структуры управления машиностроительными предприятиями.

8. Для повышения эффективности решения задач планирования и организации производственных процессов создать типовую информационную систему управления производственной деятельностью, обеспечивающую согласованное взаимодействие элементов производственной системы.

9. Для реализации организационной структуры обосновать логическую структуру и состав нормативно-справочной базы системы управления.

10. Разработать методику внедрения информационной системы управления машиностроительными предприятиями.

11. Сформировать методы и создать алгоритмы мониторинга выполнения

работ.

12. Провести анализ эффективности реализованных систем.

Научная новизна работы заключается в следующем:

1. Предложен комплексный подход к решению проблемы совершенствования организации и управления производственными процессами мелкосерийных машиностроительных предприятий, позволяющий на основе учета выделенных в работе количественных характеристик обеспечить их конкурентоспособность и эффективность функционирования.

2. Разработана концептуальная проблемно-ориентированная модель организации и управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий с мелкосерийным типом производства, отличающаяся от известных полнотой показателей производственных процессов и перспективой использования информационного обеспечения, построением модельных конструкций организации и управления, эдхократической организацией взаимосвязей между целями, задачами, принципами и реализацией управленческих решений.

3. Создана функциональная структура системы оперативно-календарного управления мелкосерийным производством, ориентированная на возможность использования современных информационных технологий, базирующаяся на сформированном модельном и алгоритмическом обеспечении, принципиально отличающаяся от традиционно сложившихся систем постановкой и решением новых актуальных задач планирования, оптимизации и моделирования основных производственных процессов.

4. Сформулирована методология создания организационной структуры управления деятельностью машиностроительных предприятий, в отличие от существующих, основанная на трансформации методов организации и управления в условиях рыночной деятельности и компьютеризации решения задач оперативного планирования, контроля, мониторинга и регулирования в едином информационном пространстве в заданном режиме времени.

5. Построена типовая адаптивная информационная система управления производственной деятельностью машиностроительных предприятий, отличающаяся полнотой учета сфер деятельности на всех стадиях и уровнях - от получе-

ния заказов до отгрузки готово�