1 Методы и алгоритмы построения плана распределения производственных ресурсов в реальном времени

1.1 Проблема организации управления производственными ресурсами в реальном времени

Особенности управления современным производством обусловлены его сложностью, наукоемкостью, повышенными требованиями к изготавливаемой продукции, а также большими объемами мелкосерийных заказов. Производственные подразделения предприятия, равно как и специализированные предприятия в рамках кооперации тесно взаимосвязаны между собой, что приводит к необходимости организации согласованного и координированного управления производством в режиме реального времени.

В частности, можно указать следующие особенности организации современного производства, определяющие необходимость разработки и внедрения новых принципов автоматизированного планирования ресурсов:

• высокая сложность технологий производства;

• необходимость принятия решений в режиме реального времени;

• наличие конфликтных интересов между различными участниками производственных процессов;

• необходимость индивидуального подхода к каждому заказу и ресурсу;

• поддержка постоянных инноваций и изменений;

• ориентация на мелкосерийное производство;

• разнообразие изделий, станков и квалификаций рабочих;

• необходимость ручной доводки производственных планов с учетом специфических особенностей производства;

• сочетание стадий планирования и исполнения плана;

• необходимость экономного использования ресурсов и обеспечения конкурентоспособности продукции.

Для того, чтобы удовлетворить всем этим требованиям требуется автоматизировать процессы планирования, составления производственного расписания и оперативного управления ресурсами. Это необходимо, в первую очередь, для обеспечения своевременной и адекватной реакции на события (например, на поступление нового заказа, на задержку изготовления деталей и сборочных единиц, поломку или ремонт станка и т.д.), для планирования использования производственных ресурсов и распределения новых заказов по имеющимся мощностям, а также для управления исполнением сгенерированных планов.

Производственное расписание требует согласования планов загрузки ресурсов между различными участниками процесса планирования как на этапе подготовки производства, когда определяется планируемая загрузка участков, так и на этапе выполнения заказов, когда в ответ на поступающие данные о возникающих событиях должна производиться корректировка расписания. Основной задачей оперативного планирования производства является организация слаженной работы всех участков и цехов для обеспечения равномерного, ритмичного выпуска продукции в установленном объеме и номенклатуре при максимально полном использовании производственных ресурсов.

Для этого руководством предприятия определяются плановые технико-экономические показатели на определенный период, и цеха должны выполнять эти показатели. В этом смысле автоматизированная система должна позволять определять эти показатели адекватно имеющимся возможностям производства и производить мониторинг их исполнения в реальном времени, чтобы обеспечить своевременные мероприятия, направленные на выполнение плана. В подобных условиях применение классических методов планирования и оптимизации ресурсов чаще всего оказывается неприемлемым, т.к. изменение условий задачи, например, связанных с приходом новых событий, происходит до того, как сам оптимум будет найден по причине сложности и трудоёмкости вычислений.