ДонНТУ   Портал магистров

Реферат по теме выпускной работы

Содержание

Введение

На сегодняшний день лидерство в промышленных отраслях немыслимо без четкого видения и анализа руководством всех процессов, происходящих на производственном предприятии. Эффективная система управления выпуском продукции на предприятии — новый шаг к победе в острой конкурентной борьбе и возможность закрепить уже завоеванные позиции на рынке.

Особенно остро на украинских предприятиях (в силу различных причин) стоит проблема автоматизации системы управления выпуском продукции на предприятии. Отсутствие совершенной автоматизированной системы именно в этом сегменте управления значительно влияет на такие показатели деятельности предприятия как ликвидность, рентабельность, оборачиваемость производственных запасов, а также на временные затраты из-за больших объемов обрабатываемой информации.

В связи с этим актуальными являются вопросы, связанные с разработкой новых, более эффективных структур и алгоритмов системы управления выпуском продукции на предприятии.

1. Цели и задачи исследования, практическая значимость и научная новизна работы

Целью данной работы является разработка структуры и алгоритмов системы управления выпуском продукции на предприятии, которые позволят повысить эффективность производства за счет оптимизации режимов работы оборудования и минимизации времени на переналадку оборудования при выпуске различных видов продукции.

Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:

а) выделить уровни управления выпуском продукции на предприятии;

б) формализовать переменные, участвующие в процессе системы управления выпуском продукции;

в) осуществить постановку задач для каждого уровня управления;

г) определить методы решения задач каждого уровня управления;

д) получить численное решение задач для каждого уровня управления;

е) разработать общую структуру управления выпуском продукции на предприятии;

ж) разработать алгоритмы работы подсистем системы управления.

Практическая значимость работы состоит в экономии затрат ресурсов.

Научная новизна работы состоит в синтезе структуры динамической математической модели, который позволяет прогнозировать основные характеристики процесса выпуска продукции с учетом времени на переналадку оборудования в цехе.

2. Обзор исследований и разработок

2.1 Обзор международных источников

Состояние решенности на международном уровне проблемы, рассматриваемой в работе, хорошо освящено в статьях [1]–[2]. Методы эффективной работы системы управления выпуском продукции предприятия приведены в учебнике [3], где главным направлением деятельности предприятия считается концепция «непрерывной поставки».

2.2 Обзор национальных источников

Проведем анализ существующих моделей и методов решения задач управления выпуском продукции на предприятии.

В работе [4] рассмотрен учет и контроль в системе управления производством продукции.

В работах [5] и [6] представлены разработанные математические модели системы управления производственными процессами на предприятии.

Предлагаемые в работе [7] методы позволяют количественно оценить нестабильность работы предприятия с целью определения момента проведения ее реорганизации; встроить регламентирующую документацию по реорганизации в комплект документов системы менеджмента качества.

Совокупность научных и практических результатов, сделанных автором работы [8], может быть использована при разработке законодательных и нормативно–методических документов по совершенствованию управления бизнес–процессами.

В работах [9] и [10] исследованы вопросы оптимизации управления выпуском продукции.

Одной из наиболее известных автоматизированных информационных систем управления предприятием является система «ПАРУС», являющаяся разработкой компании «Корпорация ПАРУС». Программные продукты «ПАРУС» позволяют решить конкретные проблемы и оптимизировать деятельность коммерческих предприятий и бюджетных организаций различного уровня, предоставляя оперативную информацию для принятия управленческих решений [11].

В работе [12] были исследованы вопросы автоматизации системы управления сбытом продукции.

Научные результаты, полученные в работе [13], внедрены для практического применения на предприятии Домостроительный комбинат №2 г. Москвы, ООО «Спецстройбетон 200», а также используются в учебном процессе на кафедре «Автоматизированные системы управления» МАДИ(ГТУ).

Основные результаты диссертационной работы [14] по совершенствованию процессов управления производством продукции, проектированию информационных баз данных, информационному обеспечению подготовки управленческих решений и организации взаимодействия структурных подразделений апробированы и внедрены на ряде предприятий приборостроения Орловской области: ЗАО «Научприбор», ЗАО «Протон», ЗАО «ОРТЭП».

Вопросы автоматизации планирования и управления ресурсами при формировании производственной программы промышленного объединения рассмотрены в работе [15].

Работа по автоматизации производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения системы управления представлена в работе [16]. Материалы работы внедрены и используются в учебном процессе в Самарском архитектурно–строительном университете и Московском автомобильно–дорожном институте (ГТУ).

2.3 Обзор локальных источников

В Донецком Национальном Техническом Университете ведется активная работа по вопросам автоматизации систем управления производством.

В работе [17] описаны основные принципы разработки автоматизированной системы планирования бюджетов предприятия и перераспределения средств с учетом дотаций недоходных подразделений.

В работах [18]–[22] авторы предлагают свое решение проблемы автоматизации планирования и прогнозирования спроса и выпуска продукции на предприятиях.

3. Разработка математической модели управления выпуском продукции

На современных предприятиях как технологических и экономических системах выделяют пять–семь уровней организации производства [23]. На верхних уровнях решаются внешние задачи планирования, решения по которым определяются взаимоотношениями с внешними организациями. Распределение программы выпуска продукции с учетом полученных на верхних уровня показателей, характеризующих конечную продукцию предприятия в целом на весь плановый период, квартал, месяц, декаду, неделю, сутки, происходит на средних уровнях. На нижних уровнях осуществляются календарное планирование и текущее управление, включающее определение плана выпуска каждого производственного участка на ближайшую смену, выполняются пооперационное планирование и управление интенсивностью технологических операций внутри каждого производственного участка.

Для определения последовательности выпуска продукции разного вида на каждом производственном участке, проведем формализацию входных и выходных переменных.

Входными переменными модели четвертого уровня выступают заказы на изготовление продукции в плановом периоде:

где n — количество заказов;

zj — j‑ый заказ на производство продукции.

Каждый заказ характеризуется объемами необходимой продукции i‑го вида aij и сроком выполнения заказа tj:

где m — количество видов выпускаемой продукции.

Заказы на i‑ый вид продукции группируются с учетом сроков выполнения заказов zj:

где А — множество продукции, которая выпускается в плановом периоде.

где ai — количество продукции i‑го типа в портфеле заказов.

Выходными переменными модели нижнего уровня являются задания участкам на выпуск продукции в следующем периоде:

где A={ai} — множество продукции, выпускаемой в плановом периоде;

V=(v1,v2,...,vi,...,vm) — вектор приоритетов;

vi — порядок випуска продукции i‑го типа, .

Исходя из того, что выпуск продукции различного вида требует переналадку оборудования, необходимо определить такой порядок выпуска продукции, чтобы время, затрачиваемое на переналадку, было минимальным.

Оборудование каждого участка делится на два вида: оборудование, которое требует переналадки, и оборудование, не требующее переналадки при производстве продукции разного вида:

O={O1,O2}

где O1={O1p} — множество оборудования, требующего переналадки, ;

O2={O2q} — множество оборудования, не требующего переналадки, .

Обозначим Tp матрицу смежности, которая характеризует время переналадки p‑го оборудования при изменении выпуска продукции с i‑го на k‑ый вид:

Тогда задача управления формально может иметь вид:

где T — суммарное время переналадки,

причем

Решение задачи управления может быть осуществлено путем сведения ее к задаче минимизации сети, где узлами выступает вид продукции, дугами — время переналадки с i‑го на k‑ый вид продукции:

Сетевое представление матрицы смежности

Рисунок 3.1 — Сетевое представление матрицы смежности
(анимация: 11 кадров, 6 циклов повторения, 70,8 килобайт)
(tij — время переналадки оборудования при изменении продукции с i‑го на j‑ый вид)

При допущении, что переналадка оборудования с i‑го вида на k‑ый занимает такое же время, что и переналадка с k‑го на і‑ый, то есть tik=tki, имеем неориентированный граф. Если переналадка оборудования с i‑го вида на k‑ый занимает разное время, то есть tik≠tki, — граф ориентированный.

Тогда задача управления может быть сформулирована следующим образом: необходимо найти непрерывный путь наименьшей длины, соединяющий все вершины графа, начиная с той, на которой был закончен выпуск предыдущего планового периода.

Данная задача является задачей коммивояжера без возвращения в начальный пункт. Для решения сформулированной задачи можно воспользоваться методом ветвей и границ, генетическими алгоритмами или алгоритмом муравьиной колонии.

При управлении интенсивностью технологических операций внутри каждого производственного участка лицо, принимающее решение, использует в качестве критерия минимум затрат таких ресурсов, как электроэнергия, вода, газ при ограничениях на сроки выпуска определенного вида продукции.

Обозначим через О3 оборудование, для которого возможна смена режимов работы, через О4 — оборудование, которое работает в постоянном режиме. Тогда оборудование определенного участка представим в виде:

где

В общем случае

Входными переменными для данной задачи являются выходные переменные предыдущей задачи:

где вектор (ai,vi) характеризует объем и порядок выпуска продукции i‑го вида.

Выходными переменными являются режимы работы оборудования R(O3r) и затраты С на ресурсы на выпускаемую продукцию:

Задачей управления интенсивностью технологических операций является определение режимов работы R(O3r) r‑го оборудования так, чтобы затраты на производство плановой продукции были минимальными, при условии, что план выполнен в срок:

Сумма затрат на выполнение планового задания можно рассчитать по формуле:

где w — количество видов ресурсов, используемых при производстве;

Eu(R(O3r)) — затраты u‑го вида ресурса в зависимости от режима работи R(O3r), r‑го оборудования;

Cu — цена u‑го вида ресурса;

tr — время работы r‑го оборудования.

Для решения задачи управления интенсивностью технологических операций разрабатывается имитационная модель процесса производства продукции на участке (например, в среде GPSS), позволяющая рассчитать суммарные затраты на ресурсы и время производства в зависимости от режимов работы оборудования. Меняя режимы работы оборудования направленным перебором, определяются суммарные затраты.

Выводы

Магистерская работа посвящена актуальной научной задаче разработки математического аппарата для автоматизации системы управления выпуском продукции на предприятии. В рамках проведенных исследований было выполнено:

а) выявлены актуальность выбранной темы, цели и задачи исследования, практическая значимость и научная новизна работы;

б) проведен анализ литературных источников по уже имеющимся результатам подобных исследований, как на национальном уровне, так и на мировом;

в) выделены уровни управления выпуском продукции на предприятии;

г) формализованы входные и выходные данные нижних уровней управления выпуском продукции на предприятии;

д) осуществлена постановка задач нижних уровней управления;

е) выбраны методы решения задач нижних уровней управления.

Дальнейшие исследования направлены на следующие аспекты:

а) получение численного решения задач для каждого уровня управления;

б) разработка общей структуры управления выпуском продукции на предприятии;

в) разработка алгоритмов работы подсистем системы управления.

При написании данного реферата магистерская работа еще не завершена. Окончательное завершение: январь 2013 года. Полный текст работы и материалы по теме могут быть получены у автора или его руководителя после указанной даты.

Список использованной литературы

  1. Erenkrantz J.R. Release Management Within Open Source Projects. In: Proceedings of the 3rd Open Source Software DevelopmentWorkshop / Erenkrantz J.R. — Portland, Oregon, USA, 2003. — p. 51–55.
  2. Hoek A., Hall R.S., Heimbigner D., Wolf A.L. Software release management, Proceedings of the 6th European conference held jointly with the 5th ACM SIGSOFT international symposium on Foundations of software engineering / Hoek A. — Zurich, Switzerland, 1997. — p. 159–175.
  3. Humble J., Farley D. Continuous Delivery / Humble J. — Addison Wesley, 2010.
  4. Ильина Т.А. Учет и контроль в системе управления производством продукции молочного скотоводства: дис. канд. техн. наук: 08.00.12 / Ильина Татьяна Александровна. — М., 2003. — 200 с.
  5. Косицын Д.П. Математические методы и модели формирования производственной программы промышленных предприятий с выпуском продукции на заказ: дис. канд. техн. наук: 05.13.18, 05.13.06 / Косицын Дмитрий Петрович. — Петрозаводск, 2007. — 162 с.
  6. Талакуев Н.П. Система управления производственными процессами по выпуску огнеупорных изделий: дис. канд. техн. наук: 0513.01 / Талакуев Николай Павлович. — М., 2002. — 176 с.
  7. Балахонова И.В. Развитие системы управления бизнес–процессами промышленного предприятия в условиях нестабильности: дис. канд. экон. наук: 08.00.05 / Балахонова Ирина Владимировна. — Пенза, 2003. — 263 с.
  8. Орлов Е.А. Управление бизнес–процессами на предприятии: дис. канд. экон. наук: 08.00.05 / Орлов Евгений Алексеевич. — М., 2009. — 160 с.
  9. Фогельгезанг А.В. Модели оптимизации выпуска продукции неплатежеспособного предприятия: дис. канд. экон. наук: 08.00.13 / Фогельгезанг Анатолий Викторович. — Санкт–Петербург, 2002. — 126 с.
  10. Аленина Е.Э. Оптимизация управления выпуском продукции на корпоративных предприятиях промышленности: дис. канд. экон. наук: 08.00.05 / Аленина Елена Эдуардовна. — М., 2005. — 149 с.
  11. Система ПАРУС — ДОНЕЦК [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://parusdon.donetsk.ua/
  12. Байкалов М.С. Разработка и автоматизация системы управления сбытом продукции на предприятиях пищевой промышленности: дис. канд. техн. наук: 05.13.10 / Байкалов Максим Семенович. — Барнаул, 2007. — 164 с.
  13. Пермяков А.А. Автоматизация процессов управления выпуском продукции и контроллинг ресурсов проектов на строительном предприятии полного цикла производства ЖБИ: дис. канд. техн. наук: 05.13.06 / Пермяков Андрей Анатольевич. — М., 2009/ — 183 с.
  14. Лазарев С.А. Управление производством продукции на промышленных предприятиях с применением современных информационных систем: дис. канд. экон. наук: 08.00.05 / Лазарев Сергей Александрович. — Орел, 2000. — 210 с.
  15. Зайцев Д.В. Автоматизация планирования и управление ресурсами при формировании производственной программы промышленного объединения: дис. канд. техн. наук: 05.13.06 / Зайцев Дмитрий Владимирович. — М., 2009. — 145 с.
  16. Михаленков С.В. Автоматизация производственных процессов асфальтобетонного завода на основе оптимизации информационного обеспечения системы управления: дис. канд. техн. наук: 05.13.06 / Михаленков Сергей Владимирович. — Самара, 2006. — 231 с.
  17. Анисимова М.Ю., Мичкивский С.Н. Автоматизированная система планирования бюджетов предприятия и перераспределения средств с учетом дотаций недоходных подразделений / Анисимова М.Ю. — Донецьк, ДУІіШІ, 2009. — с. 279–282.
  18. Автореферат магистерской работы Исмаила Хассана Хасcера «Разработка компьютеризированной системы прогнозирования спроса и выпуска текстильной продукции в условиях Сирии» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2007/kita/ismail/diss/index.htm
  19. Автореферат магистерской работы Андреенковой (Подоляки) Е.А. «Разработка компьютеризированной подсистемы планирования оптимальной загрузки оборудования машиностроительного предприятия» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2007/kita/andreyenkova/diss/index.htm
  20. Автореферат магистерской работы Солодухи О.В. «Разработка компьютерной подсистемы планирования и прогнозирования выпуска продукции в условиях швейного предприятия АОЗТ «ДОТИ» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2009/kita/soloduha/diss/index.htm
  21. Автореферат магистерской работы Гливки А.Г. «Разработка моделей и программных средств для оптимизации оперативного планирования производства в машиностроении» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2009/kita/glivka/diss/index.htm
  22. Автореферат магистерской работы Пащевского П.Д. «Разработка компьютерной подсистемы планирования и прогнозирования выпуска продукции» [Электронный ресурс]. — Режим доступа: http://masters.donntu.ru/2011/fknt/pashchevskyi/diss/index.htm
  23. Первозванский А.А. Математические модели в управлении производством / Первозванский Анатолий Аркадьевич. — М.: «Наука», 1975. — 616 с.

Наверх