Повышение эффективности оперативного управления мелкосерийным и единичным производством путем разработки и внедрения автоматизированной системы сбора и обработки производственной информации тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.06, кандидат технических наук Корчашкин, Николай Алексеевич

• Корчашкин, Николай Алексеевич
• кандидат технических наук
• 2001

Оглавление диссертации кандидат технических наук Корчашкин, Николай Алексеевич

ВВЕДЕНИЕ.4"

ГЛАВА 1. ПРОБЛЕМЫ ПОСТРОЕНИЯ СИСТЕМ ОПЕРАТИВНО-ДИСПЕТЧЕРСКОГО УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ И ИНТЕГРИРОВАННЫХ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ПРЕДПРИЯТИЕМ

Функции производственного управления и эффективность работы предприятия.

Иерархические уровни и структура систем управления компьютеризированным интегрированным производством.

Новые информационные технологии и современные методы управления предприятием.

Обзор и краткая характеристика современных систем управления предприятием.

Система управления предприятием - SAP AG R/3.

BAAN- корпоративная информационная система управления предприятиями.

Oracle Applications.

System 21.".

NS2000 .:.

CA-MANMAN/X.

Галактика.

Выводы и постановка научных и практических задач.

ГЛАВА 2. ОПЕРАТИВНОЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОЕ УПРАВЛЕНИЕ НА БАЗЕ МЕЖДУНАРОДНЫХ СТАНДАРТОВ И СОВРЕМЕННЫХ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ - ОСНОВА ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА.

Соблюдение стандартов семейства ISO 9000 - необходимое условие повышения качества выпускаемой продукции.

Концепция CALS - глобальная стратегия повышения эффективности управления производством.

Информационная CALS-интеграция на основе системы оперативного и диспетчерского контроля «ФОБОС».

Выводы.

ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА ИНФОРМАЦИОННОЙ И СТРУКТУРНОЙ МОДЕЛИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ЗАКАЗА ОБЕСПЕЧИВАЮЩЕЙ

ЭФФЕКТИВНЫЙ КОНТРОЛЬ И УПРАВЛЕНИЕ ПРОИЗВОДСТВЕННЫМ ПРОЦЕССОМ. МЕТОДЫ ОЦЕНКИ КАЧЕСТВА ПРОИЗВОДСТВЕННЫХ ПРОЦЕССОВ.

Анализ основных типовых организационных структур предприятий

Иерархический тип структур управления.

Дивизионная структура управления.

Адаптивный тип структур управления.

Разработка адекватной информационной и структурной модели мелкосерийного и единичного производства для комплексного представления производственного заказа.

Основные инструменты контроля и управления качеством производственных процессов.

Причинно-следственная диаграмма (диаграмма Ишикавы).

Гистограммы.

Анализ Парето.

Стратификация.

Выводы.

ГЛАВА 4. ПРАКТИЧЕСКАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ СБОРА И ОБРАБОТКИ ПРОИЗВОДСТВЕННОЙ ИНФОРМАЦИИ.

Основные цели внедрения автоматизированных рабочих мест системы и их функции.

Описание основных информационных потоков, внутреннее представление данных и работа системы.

Основные интерфейсные модули программного комплекса системы

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Повышение эффективности оперативного управления мелкосерийным и единичным производством путем разработки и внедрения автоматизированной системы сбора и обработки производственной информации»

Эффективность деятельности современных промышленные предприятий, являющихся сложными организационно-техническими системами, напрямую зависит от эффективности управления всеми производственными процессами и связанными с ними информационными и материальными потоками на всех стадиях выполнения заказа. Качество и эффективность используемой на предприятии технологии управления информационными потоками является основой его выживания и экономического развития, определяет способность предприятия быстро адаптироваться к изменяющимся условиям внешней среды. В современных условиях рыночной экономики предприятия вынуждены функционировать в ситуации, когда только быстрая и адекватная реакция на изменение спроса обеспечивает им стабильное финансовое положение.

За последние годы накоплен значительный опыт автоматизации мелкосерийного производства, удельный вес которого во всем валовом мировом продукте, по данным Международного центра технологии машиностроения, составляет 70 процентов. На сегодняшний день направление развития автоматизации на машиностроительных предприятиях обусловлено концепцией Компьютеризированного интегрированного производства (КИП) (в зарубежных источниках CIM -Computer Integrated Manufacturing), включающего информационную технологию в качестве важнейшего компонента производственного процесса.

Важной частью таких компьютеризированных интегрированных производств являются модули оперативного планирования и управления. Вопросам оперативного планирования и управления в интегрированных машиностроительных производствах посвящены работы многих отечественных ученых: Белянина П.Н., БлехерманаМ.Х., Васильева В.Н., ГорневаВ.Ф., Емельянова В.В., Овсянникова М.В., Колесова И.М., Лещинского Л.Ю., Макарова И.М., Митрофанова В.Г.,

Первозванского А.А., Петрова В.А., Соломенцева Ю.М., Сосонкина B.JL, Султан-Заде Н.М., Третьякова Э.А., Фролова Е.Б., Чудакова А.Д. и др. 4

Основным результатом работ этих ученых явилось создание методологических основ построения многоуровневых систем управления, соответствующих различным условиям и требованиям отечественных машиностроительных производств.

Вместе с тем в последние годы возникли новые тенденции в организации и управлении производством. Чтобы быть конкурентоспособными и вести успешную экономическую деятельность, организациям и поставщикам необходимо применять высокоэффективные и результативные системы управления своей деятельностью. Использование таких систем управления должно вести к постоянному улучшению качества и повышению удовлетворенности потребителей и других заинтересованных лиц организации (работников, владельцев, субподрядчиков, общества). Поэтому были разработаны международные стандарты на элементы системы управления организациями в области качества - системы качества. Применимые к основным отраслям промышленности и экономики, они образуют так называемое семейство стандартов ISO 9000 (в России - ГОСТ ИСО 9000).

В соответствии с общей идеологией системы стандартов ISO 9000, деятельность организации представляет собой сеть процессов: производства продукции, документооборота, финансовых процессов, маркетинга, сбыта, закупок и других, которыми необходимо эффективно управлять (всеми вместе и каждым в отдельности). В качестве минимального требования, стандарты предписывают поставщику спланировать, идентифицировать и прослеживать все процессы производства, непосредственно влияющие на качество продукции, и обеспечить выполнение их в управляемых условиях.

Таким образом, повышение конкурентоспособности предприятия основано на оптимизации материальных и информационных потоков, что невозможно без использования специализированных программных средств, направленных на обеспечение требований международного стандарта ISO 9000. А, следовательно, задача разработки и внедрения специализированных средств > автоматизированной системы сбора и обработки производственной информации, отвечающих вышеперечисленным требованиям является актуальной и требует скорейшего решения.

Цель работы состоит в повышении эффективности мелкосерийного и единичного производства на основе установления закономерностей и связей между материальными и информационными потоками, внедрения специализированных программных средств на уровне производственных и непроизводственных подразделений предприятия, повышении эффективности контроля и управления выполнением производственных заказов, оптимизации организационной структуры подразделений и обеспечения основных требований международных стандартов ISO 9000.

Для достижения поставленной цели в работе решены следующие научные и практические задачи:

1. Исследование деятельности структурных подразделений и оптимизация их состава с точки зрения прохождения производственных заказов;

2. Исследование классификации существующих на сегодняшний день систем и методов управления предприятием и их составных частей, обзор современных международных и отечественных стандартов, направленные на повышение эффективности деятельности машиностроительного предприятия;

3. Построение адекватной информационной и структурной модели мелкосерийного и единичного производства в соответствии с требованиями международных стандартов ISO 9000.

4. Разработка специализированных программных средств автоматизированной системы сбора, обработки, анализа и визуализации производственной информации, внедрение автоматизированных рабочих мест руководителей и сотрудников подразделений с целью обеспечения 4 эффективности оперативного производственного управления.

Научная новизна работы заключается в решении научной проблемы создания и реализации сквозной модели информационных и материальных потоков в рамках мелкосерийного и единичного производства в соответствии с концепцией CALS-технологий, что позволяет повысить эффективность оперативного производственного управления и снизить себестоимость продукции.

В результате проведенных исследований были получены следующие научные результаты: предложен, обоснован и реализован новый подход к представлению оперативной информации о состоянии производственных заказов на этапах конструирования, ТПП и изготовления изделий; установлены связи, построена адекватная информационная и структурная модель мелкосерийного и единичного производства на уровне цеха в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 9000; разработана и внедрена автоматизированная система сбора и обработки производственной информации, которая позволяет сократить сроки прохождения производственных заказов в 1,5-2 раза; разработаны специализированные программные средства автоматизированной системы сбора, обработки, анализа и визуализации производственной информации, внедрены автоматизированные рабочие места руководителей и сотрудников структурных подразделений на уровне цеха с целью обеспечения эффективности оперативного производственного управления; в рамках одного производства реализован цикл CALS -интеграции на уровне цеха за счет внедрения комплекса 4 специализированных программно-технических средств, проведения организационных мероприятий и обеспечения требований международных стандартов ISO 9000. Научные исследования проводились с учетом современных требований к вычислительной части, интерфейсу и сетевым возможностям программных продуктов.

Методы исследования, примененные для достижения поставленных целей, основываются на использовании принципов системного анализа, методов оптимизации, теории алгоритмов, методов объектно-ориентированного проектирования.

Практическая ценность работы состоит в разработке совокупности формальных методов и инженерных методик прогностической оценки состояния производственных заказов на уровне цеха, в создании методических материалов по использованию многоуровневых иерархических моделей управления производством на основбе стандартов ИС09000, в оптимизации объемов незавершенного производства, снижении доли накладных расходов на единицу продукции. Разработаны технические рекомендации по созданию и внедрению сквозных моделей информационных и материальных потоков для подразделений мелкосерийных и единичных производств. Расширяются возможности руководителей среднего и высшего звена производства по обеспечению прозрачности производства, по контролю и управлению, планированию и отслеживанию хода выполнения заказа в режиме реального времени.

Результаты диссертационной работы использованы на производстве штампов и пресс форм (ПШП) АО «Москвич» в соответствии с приказом № 147 от 30.05.97 г. «О приведении системы качества требованиям МС ИСО 9000». Разработанная автоматизированная система сбора, обработки и визуализации производственной информации внедрена в промышленную эксплуатацию на ППШ (Цех №146) АО «Москвич».

В первой главе дается общий обзор состояния рассматриваемой проблемы, проводится анализ и классификация существующих отечественных и зарубежных систем управления производством и интегрированных систем управления предприятием.

Во второй главе рассмотрены основные задачи промышленного менеджмента, направленные на соблюдение стандартов ISO 9000 и организацию непрерывной компьютерной поддержки жизненного цикла продукции.

В третьей главе описываются вопросы построения адекватной информационной модели производственных процессов для обеспечения эффективного контроля и управления процесса выполнения производственного заказа.

Четвертая глава посвящена вопросам построения и практической реализации комплекса программных средств, производящих автоматизированный сбор, анализ и визуализацию производственной информации, необходимой для обеспечения эффективного контроля над всеми стадиями выполнения производственного заказа.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация и управление технологическими процессами и производствами (по отраслям)», Корчашкин, Николай Алексеевич

Основные результаты в соответствии с поставленной задачей, могут быть сформулированы следующим образом:

1. Получено решение научной задачи создания и реализации сквозной модели информационных и материальных потоков в рамках мелкосерийного и единичного производства, позволяющее повысить эффективность оперативного производственного управления и снизить себестоимость продукции;

2. Установлены связи, построена адекватная информационная и структурная модель мелкосерийного и единичного производства на уровне цеха в соответствии с требованиями международного стандарта ISO 9000;

3. Разработана и внедрена автоматизированная система сбора и обработки производственной информации, которая позволяет сократить сроки прохождения производственных заказов в 1,5-2 раза;

4. Разработаны специализированные программные средства автоматизированной системы сбора, обработки, анализа и визуализации производственной информации, внедрены автоматизированные рабочие места руководителей и сотрудников структурных подразделений с целью обеспечения эффективности оперативного производственного управления;

5. В рамках одного производства реализован цикл CALS -интеграции на уровне цеха за счет' внедрения комплекса специализированных программно-технических средств, проведения организационных мероприятий и обеспечения требований международных стандартов ISO 9000.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Выполненные в работе теоретически и экспериментальные исследования позволили решить проблему повышения эффективности мелкосерийного и единичного производства за счет разработки и внедрения автоматизированной системы сбора и обработки производственной информации.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Корчашкин, Николай Алексеевич, 2001 год

1. Автоматизация проектирования систем управления / Под ред. академика В.А. Трапезникова. - М.; Финансы и статистика, 1981.

2. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении. / Под ред. Ю.М. Соломенцева, В.Г. Митрофанова. -М.: Машиностроение, 1986. 256 с.

3. Автоматизированные системы управления предприятиями и объединениями: (разработка, внедрение, развитие). / Н.А. Саломатин, В.И. Дудорин, А.И. Ларионов и др. / Под ред. Н.А. Саломатина. М.: Экономика, 1985. - 248 с.

4. Атанс М., Фалб П. Оптимальное управление. М.: Машиностроение, 1968.

5. Бекмурзаев В.А. Моделирование внештатных ситуаций при функционировании технологического оборудования в ГПС // Диссертация на соискание уч. степени канд. техн. наук. М.: Мосстанкин, 1992.

6. Васильев В.Н. Организация, управление и экономика гибкого интегрированного производства в машиностроении. М.: Машиностроение, 1986. - 308 с.

7. Воротников В.И., Устойчивость динамических систем по отношению к части переменных. М.: Наука, 1991.

8. Гибкое автоматическое производство. / Азбель О.В., Егоров В.А., Звоницкий А.Ю. и др. / Под ред. С.А. Майорова Л.: Машиностроение, 1985.-454с.

9. Гибкие производственные системы Японии. / Под ред. Лищинского. М.: Машиностроение, 1987. -232 с.н

10. ГОСТ Р ИСО 9001-96 Системы качества. Модель обеспечения качества при проектировании, разработке, производстве, монтаже и обслуживании. М.: ИПК Издательство стандартов. 1996.

11. Дарахвелидзе П.Г., Марков Е.П. Delphi- среда визуального программирования. СПб.: BHV - Санкт-Петербург, 1996. - 352 с.

12. Д'Анжело Г., Линейные системы с переменными параметрами М.: Машиностроение, 1974.

13. Дворчик М., Лис С., Сантарек К. Условия эффективного применения ГПС. // Состояние и развитие гибких производственных систем. Труды IV Международного совещания по гибким • производственным системам. Ленинград, 1987. -М.: МЦНИТИ МНИИПУ, 1989, 253-264.

14. Искусственный интеллект, применение в интегрированных производственных системах / под ред. Кьюсака. М.: Машиностроение, 1991,- 544с.

15. Клименко С., Уразметов В. Internet. Среда обитания информационного общества. / Институт физики высоких энергий. Московский физико-технический институт. Протвино: Российский центр физико-технической информатики, 1995. - 327 е.: ил.

16. Коршунов В.А. Повышение эффективности функционирования ГАП на основе анализа их динамических моделей // Дисс. на соиск. уч. степени канд. техн. наук. -М.: Мосстанкин, 1990. 324 с.

17. Круглов М.Г., Сергеев С.К., Такташов В.А., Фирстов В.Г., Шишков Г.М. Менеджмент систем качества, Учебное пособие/ М.: ИПК Издательство стандартов, 1997).

18. Лищинский Л.Ю. Структурный и параметрический синтез гибких производственных систем. М.: Машиностроение, 1990. - 312 с.

19. Лищинский Л.Ю. Циклический производственный процесс в гибкомавтоматизированном производстве //Станки и инструмент, 1986, N1, 2*44.

20. Митрофанов В.Г., Петров В.М. Интегрированная автоматизированная система управления интегрированным компьютеризированным производством. // Станки и инструмент, 1992, N6, 2-4.

21. Митрофанов В.Г., Свиц А. Управление автоматизированной станочной системой для обработки корпусных деталей // Системы управления станками и автоматические линии. М.: ВЗМИ, 1983,100-102.

22. Митрофанов В.Г., Старостин А.С. Живучесть гибких производственных систем. // Конструкторско-технологическая информатика, автоматизированное создание машин и технологий. КТИ 89. Москва, 1989, 86 - 88.

23. Модели планирования и управления производством. / Мясников В.А., Игнатьев М.Б., Перовская Е.И. М.: Экономика, 1982. - 232с.

24. Монден Я. "Тойета": Методы эффективного управления. М.: Экономика, 1989.-288 с.

25. Наймарк Ю.Ю. Организация оперативного управления и планирования производства на машиностроительных предприятиях: Учебное пособие. М.: Машиностроение, 1988. - 54 с.

26. Павлов В.В. Полихроматические графы и моделирование интегрированного автоматизированного производства // Конструкторско-технологическая информатика, автоматизированное создание машин и технологий. КТИ-89. М.: Мосстанкин, 1989, 14-28.

27. Первозванский А.А. Математические модели управления производством. М.: Наука, 1975. - 616 с.

28. Петров В.А. Групповое производство и автоматизированное оперативное управление. Л.: Машиностроение, 1975, - 312 с.

29. Польский Э.М., Сопкин B.C., Бодяко Н.М. Управление продвижением заказов в станкоинструментальном производстве // Механизация и автоматизация производства. 1989, N6.

30. Системное проектирование интегрированных АСУ ГПС машиностроения. / Ю.М. Соломенцев, В.А. Исаченко, В.Я. Полыскалин и др. / Под ред. Ю.М.Соломенцева и др. М.: Машиностроение, 1988. - 488 с.

31. Смоляр Л.И. Модели оперативного планирования в дискретном производстве. М.: Наука, 1978. - 320 с.

32. Соколицын С.А., Дуболазов В.А. Автоматизированные системы управления машиностроительным предприятием. Л. : ЛГУ, 1980. -284с.

33. Соломенцев Ю.М. Возможности систем управления в гибком автоматизированном производстве // Микропроцессорные средства и системы. 1984, N2, 73-74.

34. Соломенцев Ю.М., Диденко В.П., Митрофанов В.Г., Прохоров А.Ф. Основы построения систем автоматизированного проектирования гибких производств. М.: Высш. шк., 1986, - 175 с.

35. Соломенцев Ю.М., Кутин А.А., Шептунов С.А. Оценка гибкости автоматизированной станочной системы, Вестник машиностроения -1984, №1,38-40.

36. Соломенцев Ю.М., Исаченко В.А., Полыскалин В.Я. и др. Системное проектирование АСУ ГПС машиностроения. М.: Машиностроение, 1988.-488 с.

37. Соломенцев Ю.М., Павлов В.В. Моделирование технологической среды машиностроения. М.: Станкин, 1994, - 104 с.

38. Соломенцев Ю.М., Фролов Е.Б. Математическая модель участка гибкой производственной системы // Проблемы управления и теории информации, 17, N.2, 1988, 53-71.

39. Соломенцев Ю.М., Фролов Е.Б., Коршунов В.А. Гибкая сборка: моделирование динамики ГПС и задача коррекции производственной программы // Состояние и развитие гибких производственных систем. М.: МНИИУ, 1988, 53-68.

40. Султан-Заде Н.М., Тимковский В.Г. Метод оптимизации структуры однопоточной автоматической линии // Система управления станками и автоматические линии. М.: ВЗМИ, 1983, 93-95.'

41. Тимковский В.Г. Приближенное решение задачи составления расписания циклической системы // Эконом, и мат. методы, 1986, 22, N1, 171-174.

42. Толковый словарь по вычислительным системам / под ред. В. Иллингуорта и др.: Пер. С англ. А.К. Белоцкого и др.; Под ред Е.К. Масловского. -М.: Машиностроение, 1991. 560 е.: ил.

43. Третьяков Э.А., Гринева С.Н., Еленева Ю.А. Математическое моделирование организационно-производственных структур ГПС. -М.: ВНИИТЭМР, 1986, 1, 87 с.

44. Трошин А.В. Автоматизированная система оперативного управления производством на машиностроительном предприятии. М.: Статистика, 1978. - 176 с.

45. Фролов Е.Б. Моделирование материальных потоков в интегрированных машиностроительных производствах // Вопросы моделирования гибких производственных систем, М.: МИЭМ, 1989, 92-103.

46. Фролов Е.Б., Хазанова Л.Э. Структурная устойчивость математических моделей и задача оперативного управления ГАП //

47. Автоматизированное проектирование и производство в машиностроении, М.: Машиностроение, 1986, 131-139.

48. Чудаков А.Д. Системы управления гибким производственным комплексом механической обработки // Автомобильная промышленность, 1987, N3, 35-36.

49. Чудаков А.Д. Система управления гибкими комплексами механообработки. М.: Машиностроение, 1990, - 240 с.

50. Шаров В.Ф., Фролов Е.Б. Управляемые процессы. Принцип максимума. М.: МИЭМ, 1989.- 104 с.

51. Шкурба В.В., Белецкий С.А., Ефетова К.Ф. Планирование и управление в автоматизированном производстве. Киев: Наукова думка, 1984, -224с.

52. Шонбергер Р. Японские методы управления производством: Девять простых уроков. М.: Экономика, 1988. - 252 с.

53. Axsater S. On the dynamics of inventory control systems. // Int. J. Prod. Res., 1974, 12, N2, 289-298.

54. Buzacott J. Optimal operating rules for automated manufacturing systems //Proc. of the 19-th IEEE Conf. on Decision and Control, 1980, Mexico, 707-714.

55. Buzacott J.,Shanthikumar J. Models for Understanding Flexible Manufacturing Systems.//AJJE Transactions, 1980, 2, N4,339-350.

56. Fox K. A hybrid analytical-simulation method for stochastic scheduling. //Proc. of TLMS/ORSA Joint National Meeting, US, Chicago, 1983.

57. Gershwin S., Hildebrant R., Suri R., Mitter S. A control perspective on recent trends in manufacturing systems. // IEEE Control Systems Magazine, 1986, 6, N2 , 3-15.

58. Gupta Т., Chosh B. A survey of expert systems in manufacturing. // Computers in Industry, 1989, 11, N2, 195-204.

59. Spur G., Selinger G. Simulations proceeding-scheduling concept for flexible manufacturing systems //Annals of the CIRP, 1983, 32, N1, 385•4388.

60. Stecke K., Solberg J. Loading and control policies for a flexible manufacturing systems. // Int. J. Prod. Res., 1981, 19, N5, 481-490.

61. Suri R., Hildebrant R., Modeling flexible manufacturing systems using mean value analysis. //J. Manuf. Systems, 1984, 3, N1, 246-252.63. www.ifsab.com64. www.esitech.com65. www.cals.ru66. www.iso9000.ru67. www.baan.ru