Тема 28. Организация управления производством

Система управления производством; банк данных; база данных; база знаний; автоматизированное рабочее место специалиста по управлению производством.

Структура и взаимосвязь элементов системы управления производством

Производство продукции является основным содержанием ра­боты. В масштабе АО в каждом из основных цехов организуется управление этим процессом. Эта работа в соответствии с установ­ленными в каждом АО плановыми периодами, регулярно повто­ряясь, выполняется функциональными службами и линейными руководителями производственных подразделений.

Управленческий персонал отделов (бюро) АО и цехов, участвуя в этом процессе, осуществляет регламентацию всей совокупности функций, форм и методов управления, использует необходимые рычаги воздействия для поддержания устойчивости производства и стимулы по активизации работы коллектива каждого подразде­ления в целях выполнения программы и достижения наибольшей эффективности производства. Указанные процедуры (нематери­альные элементы), рассматриваемые в единстве и взаимосвязи, представляют собой механизм, с помощью которого управленче­ский персонал воздействует на коллектив производственных цехов и АО в целом.

Разработка производственных программ, выполнение других функций по управлению производством основываются на исполь­зовании управленческим персоналом информации целевого на­значения о ходе производства, а также средств вычислительной техники для ее обработки. Здесь персонал, информация, вычисли­тельная техника выступают как материальные элементы, исполь­зуемые в процессе управления. Между этими элементами имеют место определенные связи и отношения управления. Во взаимо­связи с нематериальными элементами они образуют систему управ­ления производством.

В обобщенном виде понятие о системе управления производ­ством можно сформулировать следующим образом. Система управ­ления производством представляет собой совокупность взаимосвя­занных структурных элементов (информации, технических средств ее обработки, специалистов отделов (бюро) по управлению, связей и отношений между ними, соответствующих функций, методов и про­цессов управления), обеспечивающих при их скоординированном взаи­модействии реализацию производственными подразделениями постав­ленных целей.

Взаимосвязь элементов системы управления производством представлена на рис. Рассмотрим эти элементы более по­дробно.

Информационное обеспечение системы

Информация как совокупность данных и знаний представляет , собой меру организации системы и является ее достоянием. От уровня организации процессов сбора, накопления, хранения, по­иска, передачи и методов обработки информации зависит эффек­тивность системы управления производством. Банк, соответству­ющие базы данных, используемый язык как совокупность знаков и классификаторов, а также комплекс моделей и программ, обес­печивающих работу с данными, являются компонентами инфор­мационной системы предприятия (производства). Банк и базы данных — хранилища информации и основные компоненты ин­формационной системы в многоуровневой системе ИАСУ.

Банк данных (БнД) — комплекс, включающий специальные струк­туры организации информации, алгоритмы, специальные языки, про­граммные и технические средства, в совокупности обеспечивающие создание и эксплуатацию системы накопления информации, посту­пающей от нескольких источников, ее обновление, корректировку и многоаспектное использование в интересах объектов управления в АО, а также прямую связь с пользователем для получения ответов на произвольные, в том числе незапланированные, запросы. В банке дан­ных осуществляются хранение и поиск информации, загрузка и обновление данных, их реорганизация и восстановление.

База данных (БД) является хранилищем специально организованных и логически связанных информационных элементов. Она состоит из самих данных и их описания. Между данными, находящимися в базе, поддерживаются установленные связи. База данных представ­ляет собой информационную модель управляемого объекта. Она ориентирована на интегрированные требования и тем самым удо­влетворяет информационные потребности любых пользователей.

Рис . Схема взаимосвязи элементов системы управления производством Примечание. Горизонтальные связи между элементами системы по уровням управления характеризуют соответствующие им процессы управления. Вертикальные связи указывают на взаимодействие организационных структур АСУ, функциональных служб и линейных руководителей в процессах управления производством.

Центральную роль в функционировании банка данных выпол­няет система управления базами данных (СУБД). Эта система уда­ляет, добавляет, заменяет старые записи данных на новые и пред­ставляет собой эффективный инструмент обработки данных. Базы данных создаются в банке данных АО для решения на ЭВМ задач управления производством на межцеховом уровне. В каждом цехе при создании АСУ формируются соответствующие БД. Среди них:

• технологические процессы;

• пооперационно-трудовые нормативы;

• оснастка;

• ценник на материалы и полуфабрикаты;

• плановая информация о номенклатуре, количестве, сроках, трудоемкости и стоимости выпускаемых цехом деталей (изде­лий), календарно-плановые нормативы движения производства и др.;

• оборудование (паспортные данные, стоимостные показатели, график планово-предупредительных ремонтов);

• персонал (рабочие, служащие, младший обслуживающий пер­сонал);

• справочники (классификаторы) по операциям, деталям, обору­дованию, профессиям;

• учетная информация о ходе производства, получаемая со сле­дующих документов: сопроводительная карта, сдаточная на­кладная на межучастковые и межцеховые передачи, извещения о браке, сдаточные накладные на готовую продукцию, учетные карты заготовок, сдаточные накладные на заготовки и т.д.;

• нормативная информация для экономических расчетов (стои­мость основных материалов, покупных полуфабрикатов, трудо­емкость изготовления деталей, основная и дополнительная зарплата, цеховые расходы) и т.д.

Для программной реализации работ с БД создаются вспомога­тельные программы их структур, справочников и файлов печати структур и др. Рассматривая информационную систему как под­систему с позиций исходного и динамичного звена системы управ­ления и информацию как основу для выработки управленческих решений, следует подчеркнуть необходимость и важность поддер­жания этих элементов системы управления в постоянном рабочем состоянии.

В развитые БнД и БД включаются архивы, содержащие спра­вочный и статистический материал за длительный промежуток времени, и базы знаний (БЗ).

БЗ содержит информацию о накопленном практическом опыте специалистов по управлению, используется при подготовке управлен­ческих решений и является необходимым компонентом экспертных систем, обеспечивающих выработку вариантов решений в автома­тизированном (или автоматическом) режиме. При наличии в АО ЭВМ, распределенных по производственным подразделениям и их звеньям, а также по функциональным отделам и службам, может выполняться децентрализованная обработка данных. В этом случае любая терминальная ЭВМ, установленная на рабочем месте спе­циалиста, использует данные только части банка или соответству­ющей базы данных. В результате создается распределенная БД как совокупность БД, физически расположенных на различных ЭВМ, объединенных в сеть. Распределенные БД создаются с учетом схем информационных потоков.

Техническое и программное обеспечение системы

В АО машиностроительного профиля используется вычисли­тельная техника широкого спектра: от макро- и мини-ЭВМ, при­меняемых на уровнях управления АО и его подразделениями, до персональных ЭВМ и микропроцессорной техники, используемых при управлении производством и технологическими процессами.

При многоуровневой системе управления производством в условиях И АСУ, наделенной развитой сетью ЭВМ, в цехах и на производственных участках создаются вычислительные комплек­сы (ВК). Они включают в себя автоматизированные рабочие места (АРМ) специалистов по управлению производством. АРМ пред­ставляет собой проблемно ориентированный аппаратно-програм­мный комплекс, включающий аппаратные, программные и информа­ционные средства для решения задач пользователя (в данном случае — специалиста по управлению производством) непосредственно на его рабочем месте в режиме диалога с ЭВМ. Создание ВК позволяет:

• разгрузить вычислительные мощности ВЦ АО;

• сосредоточить в цехе решение всех задач управления экономи­ческой и производственной деятельностью;

• повысить оперативность в получении исходной информации о результатах работы всех подразделений цеха;

• обеспечить управление пpoизвoдcfвoм в реальном масштабе времени;

• повысить уровень качества управления. Вычислительный комплекс с сетью взаимосвязанных АРМ автономен в решении задач управления цехом и одновременно связан с ВЦ АО для передачи синтезированной информации о результатах работы цеха по соответствующим каналам связи. Создание АРМ освобождает управленческий персонал от выполнения рутинной работы по оформлению документов, проведению расчетов, высвобождает время для более эффективной творческой деятельности.

Сеть АРМ в каждом цехе организуется как единая в функцио­нальном и информационном отношении. Она охватывает все про­изводственные, вспомогательные участки, планово-экономические подразделения, линейных руководителей, сопрягается с вычисли­тельным комплексом цеха и имеет выход на ВЦ АО. Число АРМ в сети цеха зависит от характера и масштабов производства, числа производственных участков.

Как правило, для создания одного АРМ требуется одна персо­нальная ЭВМ (ПЭВМ). Физически одна ПЭВМ может обслужи­вать и несколько АРМ специалистов. Конкретное совмещение АРМ должно быть осуществлено с учетом фактора территориаль­ного расположения соответствующих подразделений и специалис­тов. К машине могут подключаться периферийные устройства различного функционального назначения (для сбора, накопления и хранения информации).

Для обработки информации на ЭВМ создается программное обеспечение, содержащее пакеты прикладных программ (ППП), а также системы автоматизированного управления технологиче­скими процессами на специальном оборудовании и взаимодей­ствия непрофессиональных пользователей с ЭВМ, системы управ­ления БД. Набор ППП определяется в зависимости от типа, сте­пени автоматизации производства, наличия БЗ, архива БД, от мощности и пропускной способности сети ЭВМ и других факто­ров. СУБД удаляет, добавляет, заменяет старые записи на новые, т.е. ведет все файлы БД как одно целое и в результате представляет собой эффективный инструмент обработки данных, хранящихся на технических носителях.

Организация автоматизированного управления производством

Создание АРМ специалистов в сфере управления производ­ством и вовлечение непрофессиональных пользователей в процесс взаимодействия с вычислительной техникой обусловили введение в практику работы с ЭВМ диалоговой системы. Эта система пред­назначена для организации упорядоченного взаимодействия чело­века с ЭВМ, выдачи ему справочной или рекомендательной ин­формации. Диалоговые системы различаются по уровню сложно­сти, способам общения человека с ЭВМ, что позволяет осуществлять для конкретных условий выбор такой системы, сте­пень языковой сложности которой отвечает уровню подготовлен­ности пользователя.

В этих условиях организация управления производством ори­ентирована на достаточно высокую степень автоматизации плано­во-учетных работ, свойственных функциональным подразделени­ям цехов и предприятия, АО в целом. Организация управления производством на уровне предприятия осуществляется планово-экономическим и производственно-диспетчерским отделами, свя­занными с ВЦ. Специалисты этих подразделений на соответству­ющих АРМ в диалоге с ЭВМ ВЦ АО организуют разработку про­изводственной программы предприятия, ее экономическое обоснование, распределение по цехам и при необходимости соот­ветствующую корректировку. Этот вид работы относится к функ­ции управления производственной программой АО и подразделе­ний, реализуя, по существу, межцеховое планирование и регули­рование производства.

На уровне цехов осуществляется разработка серии производ­ственных программ и заданий для цеха, производственных участ­ков, бригад, т.е. реализуется функция управления производствен­ной программой цеха. Эту работу выполняют специалисты ПДБ цеха. Организационная структура управления АО может быть пред­ставлена как сеть взаимосвязанных АРМ различных специалистов по управлению производством (рис.).

В результате децентрализованной обработки планово-учетной информации на АРМ функциональные подразделения претерпева­ют количественные и качественные изменения в составе и содер­жании работ. В первую очередь это относится к ПДО организации и ПДБ цехов. Здесь возникает необходимость активного участия менеджеров в управлении производством, которые концентрируют

Рис . Принципиальная схема автоматизированного управления производством в организации

в своих руках решение всех вопросов по планированию и регули­рованию хода производства в каждом производственном подразде­лений и в организации в целом. На каждом из уровней управления организацией менеджер выступает как руководитель коллектива. Это может быть линейный руководитель, руководитель функци­онального подразделения или ведущий специалист в отделе, опре­деляющий цели деятельности коллектива и принимающий реше­ния, которые требуются для их достижения.

Каждый менеджер должен обладать профессиональным качест­вом в умении работать с людьми, владеть инструментарием при­нятия оптимальных управленческих решений, глубоко разбирать­ся в вопросах организации и управления производством и путях их совершенствования, повышать свою квалификацию.

Менеджер — это специалист высокой культуры в отношениях с людьми, который строит их на фактах и в рамках установленных целей, своими знаниями, методами руководства он воодушевляет и вселяет в подчиненных уверенность в решении поставленных задач, помогает адаптироваться к новым условиям организации и управления производством.

На уровне межцехового управления менеджер ПДО, выполняя организационно-управленческую и планово-экономическую де­ятельность:

• участвует в разработке стратегии развития производства на ос­нове проводимых им маркетинговых исследований;

• участвует в разработке перспективных планов выпуска новых изделий;

• осуществляет технико-экономическое обоснование нововведе­ний в производство, действующую систему управления;

• участвует в разработке производственных программ, проводит анализ производственно-хозяйственной деятельности органи­зации и ее подразделений;

• осуществляет координацию работы производственных подраз­делений по выпуску продукции;

• разрабатывает планы совершенствования управления производ­ством на основе использования современных средств вычисли­тельной техники и новых информационных технологий;

• обосновывает и разрабатывает мероприятия по повышению эффективности системы функционального управления;

• организует учет издержек производства и управление затра­тами;

• разрабатывает новые формы и методы управления;

• разрабатывает компьютерные информационные системы управ­ления;

• формирует информационные потоки в организации и т.д.

На уровне производственного подразделения (цеха) менеджер ПДБ:

• руководит всей плановой и диспетчерской работой, обеспечи­вающей выполнение производственной программы;

• обеспечивает своевременное доведение до производственных участков (бригад) программных заданий по выпуску деталей и сборочных единиц;

• контролирует обеспечение цеха материалами, заготовками, комплектующими изделиями;

• руководит разработкой календарно-плановых нормативов дви­жения производства;

• обеспечивает оперативный учет и регулирование хода произ­водства;

• следит за своевременным и высококачественным составлением отчета цеха о выполнении производственной программы и т.д. Используемые для выполнения многократно повторяющихся

расчетов ПЭВМ, составляющие ядро каждого АРМ, позволяют подготавливать на основе экономико-математических методов ва­рианты соответствующих управленческих решений и тем самым обеспечивать высокоэффективную работу менеджеров.

Организация управления производственной программой на межцеховом уровне

Управление производственной программой — наиболее ответ­ственная работа менеджеров организации. Она в первую очередь выражается в изучении конъюнктуры рынка, определении места (ниши), объема и времени продаж изделий, пользующихся спро­сом для внешнего и внутреннего потребления.

Эта работа выполняется менеджером АО по стратегическому планированию производства изделий. Результаты этой работы рас­сматриваются и оцениваются советом директоров организации. Затем под руководством директора по производству менеджерами ПДО организуется формирование производственной программы АО в увязке с показателями бизнес-плана и ее распределение для сборочного цеха, а ДСЕ по всем другим цехам на полугодие, квар­талы и месяцы планируемого года. При этом ими же организуется обеспечение программы всем необходимым для выполнения запланированных заданий и непрерывное слежение (мониторинг) за изменениями, возникающими в ходе производства и сбыта про­дукции, а также требований рынка по переходу на выпуск новых изделий или по модернизации выпускаемых изделий. Эта работа выполняется менеджерами и специалистами ПДО, координирую­щими деятельность соответственно заготовительных, обрабатыва­ющих и сборочных цехов.

Это наиболее ответственная работа по управлению производ­ственной программой, и от ее четкой организации зависят ритмич­ность хода производства в масштабе предприятия в целом и свое­временный выпуск изделий. Формирование и контроль за непо­средственным выполнением производственных программ в цехах является функцией начальников цехов и соответствующих менед­жеров ПДБ в каждом из них.

Иерархическая структура менеджеров по организации управле­ния производством на межцеховом уровне может быть представлена схемой (рис.). При этом необходимо иметь в виду, что на всех уровнях управления производством менеджеры выступают как руководители и организаторы работы приданных им (организованных в группу или отдел) соответствующих специалистов по управ­лению производством.

Рис . Схема взаимосвязи менеджеров по межцеховому управлению производством

Следует также отметить, что каждый ли­нейный руководитель в организации, по существу, является ме­неджером (лицом), принимающим управленческие решения и отвечающим за их реализацию перед советом директоров АО. Ме­неджеры же, организующие управление по каждой функции, по­дотчетны соответствующим линейным руководителям и отвечают за реализацию только своих функциональных обязанностей.

Организация управления гибким автоматизированным участком по обработке корпусных деталей

Для описания процесса управления используем представленную на рис. общую схему организации гибкого автоматизирован­ного участка, состоящего из трех обрабатывающих центров (ОЦ) и соответствующей инфраструктуры: автоматизированного склада, робокара, установок для мойки паллет с обработанными деталями, транспортной сети участка.

Процесс управления работой участка осуществляется на основе графика запуска-выпуска деталей, представленного в компьютере управляющего вычислительного комплекса, взаимодействующего с ЭВМ роботов-штабелеров склада, обрабатывающих центров, мо­ечных машин, робокаров, транспортной сетью участка.

Непосредственное управление работой участка реализуется в автоматическом режиме, который включает последовательное вы­полнение операций по замкнутому производственному процессу: от передачи со склада паллет с закрепленными заготовками на об­работку, их непосредственной обработки до доставки готовых де­талей в склад.

Указанный процесс по каждому из компонентов участка выпол­няется следующим образом:

1. Автоматизированный склад (1).

• В соответствии с календарным планом (графиком запуска-вы­пуска деталей) складской рабочий (1.1) на участке загрузки осуществляет установку заготовок на паллеты, контроль закреп­ления и отправляет их в определенные ячейки склада.

• Робот-штабелер осуществляет перемещение паллет с заготов­ками, а также с обработанными деталями по складу. В момент получения сигнала от управляющей ЭВМ робот доставляет заготовки на устройство для загрузки паллет или транспортирует паллеты с готовыми деталями на склад (3).

• Рис. Общая схема организации гибкого автоматизированного участка:

• 1 — автоматизированный склад с участком загрузки заготовок на паллеты; 1.1 — рабочий; 2 — устройство для снятия с тележек паллет с обработанными деталями; 3 — модуль для подачи паллет со склада; 4 — стоянка робокаров; 5 — обрабатывающие центры; 6 — приемные столы обрабатывающих центров и установок для мойки; 7, 8 — установка для мойки; 9 — приемник для стружки; 10 — место остановки робскара; 11— робот-штабелер; 12 — инструментальный магазин; 13 — устройство замены инструментального магазина.

• • Устройство загрузки-выгрузки паллет, представляющее собой транспортер с системой контроля движения и манипулятором закрепления-снятия паллеты с робокара. в момент подхода робокара производит операции загрузки-выгрузки паллет. Через специальные датчики информация поступает в ЭВМ, что приводит в действие робот, обслуживающий склад.

2. Транспортно-накопительная система.В момент прихода сигнала от ОЦ о завершении обработки детали робокар со стоянки (4) начинает движение и подходит к устройству для подачи паллет.

• Автоматическое устройство подачи паллет производит операцию закрепления ее на робокаре. Информация о завершении операции передается в вычислительный центр, где она обрабатывается, и определяется оптимальный маршрут движения робокара.

• По стрелкам рисунка робокар подходит к одному из обрабатывающих центров (5 в соответствии с графиком) и производит операции загрузки приемного стола ОЦ паллетой с заготовкой и выгрузки паллеты с обработанной деталью.

3. Обрабатывающий центр.

• По прибытии робокара к обрабатывающему центру на приемный (поворотный) стол ОЦ устанавливается паллета с заготовкой. При повороте приемного стола паллета с заготовкой устанавливается в позицию обработки, а паллета с обработанной деталью — на робокар.

• Обработка детали осуществляется с помощью многошпиндельной головки станка. Замена инструментального магазина (12) осуществляется (как один из вариантов) в момент установки детали на приемный стол. Новый инструментальный магазин подвозится робокаром к устройству (13), и манипулятор производит замену отработанного инструмента.

• Во время работы ОЦ осуществляются технический контроль обработки детали и забор стружки. Эта система представлена в виде контролирующих щупов, лазера, системы желобков для отвода стружки. Отвод стружки производится путем обдувания детали воздухом высокого давления. Стружка скапливается в поддоне и в момент прихода робокара ссыпается в специальный отсек.

4. Моечные машины.

• От ОЦ паллета с деталью на робокаре направляется к приемным столам (6) моечных модулей (7, 8), где происходит мойка детали и ее просушка. В момент установки паллеты с деталью на при­емный стол производится очистка отсека робокара от стружки устройством приема стружки (9).

5. Транспортирование паллет с обработанными деталями к складу.

• По маршруту, назначенному ЭВМ, робокар отвозит паллету с обработанной деталью на склад, где устройство разгрузки (2) снимает паллету с деталью, последняя освобождается от паллеты, а робот-штабелер (11) отправляет ее в свободную ячейку склада.На этом процесс заканчивается.