Разработка автоматизированного метода оценки ресурсоемкости производственного процесса в условиях мелкосерийного и единичного производства тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.07, кандидат технических наук Шлаин, Борис Михайлович

• Шлаин, Борис Михайлович
• кандидат технических наук
• 1998

Оглавление диссертации кандидат технических наук Шлаин, Борис Михайлович

СОДЕРЖАНИЕ

СОДЕРЖАНИЕ

ВВЕДЕНИЕ

Глава 1. СОВРЕМЕННАЯ КОНЦЕПЦИЯ КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННОГО ИНТЕГРИРОВАННОГО ПРОИЗВОДСТВА. СОСТАВ И ФУНКЦИИ СРЕДСТВ ПРОМЫШЛЕННОЙ АВТОМАТИЗАЦИИ И НАПРАВЛЕНИЯ ИХ РАЗВИТИЯ.

1.1. Влияние управления на эффективность работы предприятия в условиях экономического кризиса

1.2 Состав программных средств современного компьютеризированного интегрированного производства

1.3 Перспективные направления развития средств промышленной автоматизации

1.4. Особенности развития интегрированных автоматизированных систем в России

1.5. Новые требования к отечественному программному обеспечению

Глава 2. ПРОБЛЕМА ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЭКОНОМИЧЕСКИХ КРИТЕРИЕВ ПРИ ОПЕРАТИВНОМ ПЛАНИРОВАНИИ В УСЛОВИЯХ

МЕЛКОСЕРИЙНОГО И ЕДИНИЧНОГО ПРОИЗВОДСТВА

2.1. Влияние автоматизации на процесс планирования. Моделирование задач управленческой деятельности

2.2 Состав современных систем управления предприятием

2.3 Расчет производственного расписания в системе "ФОБОС"

2.4 Значение экономических критериев при построении производственного

расписания в процессе оперативного планирования

Глава 3. ПОСТРОЕНИЕ МОДЕЛИ ПОТРЕБЛЕНИЯ РЕСУРСОВ ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ РАСПИСАНИЯ В ХОДЕ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА

3.1 Задача оценки ресурсоемкости производственного процесса

3.2 Связь модели стоимости и модели ресурсоемкости

3.3 Модель стоимости ресурсов

3.4 Модель ресурсоемкости производственного оборудования

3.5. Методы учета накладных расходов и оценка ресурсоемкости расписания

3.6. Поэтапная технология внедрения автоматизированного метода оценки ресурсоемкости

3.7 Использование опыта проектирования систем автоматизации деловых процедур

3.8 Зависимость состава ресурсов, учитываемых при определении

ресурсоемкости, от методов учета

Глава 4. ПРОГРАММНАЯ РЕАЛИЗАЦИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ РЕСУРСОЕМКОСТИ И СТОИМОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА ПРИ РЕАЛИЗАЦИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО РАСПИСАНИЯ

4.1. Выбор формы реализации автоматизированного метода оценки ресурсоемкости и стоимости производственного расписания

4.2. Информационная модель задачи

4.3. Структура базы данных подсистемы оценки ресурсоемкости

4.4. Принципы организации интерфейса пользователя

4.6 Последовательность работы пользователя при идентификации модели

ресурсоемкости производственного оборудования

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ РЕСУРСОЕМКОСТИ И СТОИМОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО

РАСПИСАНИЯ

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ ПОПУЛЯРНЫХ

систем ты

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка автоматизированного метода оценки ресурсоемкости производственного процесса в условиях мелкосерийного и единичного производства»

ВВЕДЕНИЕ

Разразившийся в 1997-98гг. мировой экономический кризис наиболее сильно ударил по экономикам развивающихся стран, в первую очередь России. В то же время появилась возможность для воссоздания реального сектора российской экономики. Кризисные условия принципиально отличаются от ситуации 1996-начала 1997гг. и предъявляют новые требования к управленческим решениям: вместо стабильных цен необходимо говорить о меняющихся ценах и вариативных планах и сметах; взамен привычных схем работы с поставщиками и заказчиками возникают новые, которые должны обеспечить более устойчивое существование предприятия; большее внимание необходимо уделять потребностям конкретного клиента.

Элементы кризисного управления - это многовариантное планирование и подчинение всех управленческих решений на всех уровнях задачам выживания. Расходы со стороны промышленных предприятий на средства автоматизации будут признаны обоснованными только в том случае, если они смогут реализовать указанные выше задачи [4, 54].

Решение этих задач возможно на фундаменте накопленного опыта автоматизации производства. Вопросами оперативного планирования и управления в интегрированных машиностроительных производствах посвящены работы многих отечественных ученых: Белянкина П.Н. Митрофанова В.Г., Соломенцева Ю.М., Сосонкина В.Л., Султан-Заде Н.М., Третьякова Э.А., Чудакова А.Д. и др. Главный результат этой теоретической и практической работы - создание методологической базы построения автоматизированных систем управления, ориентированных на реальные условия отечественной промышленности.

Одна из основных функций современных систем управления производством - оперативное управление предприятиями и подразделениями. Важнейшей функцией оперативного планирования на уровне цеха является построение производственного расписания. В кризисных условиях особенно важно учитывать при расчете производственного расписания экономические

факторы, в первую очередь - затраты на реализацию расписания, и при этом не испытывать необходимость в постоянной корректировки моделей, на основе которых принимаются решения, в зависимости от меняющихся цен на ресурсы. Таким образом, на современном этапе возникла важная научная и практическая проблема разработки метода оценки ресурсоемкости и стоимости производственного процесса при реализации производственного расписания, которая позволила бы осуществлять оперативное планирование и управление с учетом требования минимизации затрат.

Цель работы состоит в повышении эффективности планирования на уровне цеха в условиях мелкосерийного и единичного производства за счет оценки стоимости и ресурсоемкости реализации производственного расписания на основе экономически и технологически обоснованных значений стоимости часа работы, простоя и ремонта технологического оборудования. Для достижения поставленной цели в работе решены следующие задачи:

1. Разработана и реализована методика оценки ресурсоемкости и стоимости производственного расписания, позволяющая по результатам сравнения различных вариантов производственного расписания для данного цеха с точки зрения стоимости сделать выбор по критерию минимальной себестоимости и в ходе реализации расписания осуществлять управление с учетом этого критерия.

2. Разработан комплекс методик оценки ресурсоемкости производственного оборудования на основе накопленных ранее данных об израсходованных ресурсах и выполненных производственных расписаниях.

3. На основе разработанных методик предложена технология поэтапного внедрения системы стоимостной оценки производственных расписаний на уровне цеха.

4. Разработана и внедрена в эксплуатацию подсистема, предназначенная для оценки ресурсоемкости единицы оборудования и обеспечивающая реализацию метода оценки ресурсоемкости производственного процесса.

Методы исследований, использованные в работе для достижения поставленных целей, базировались на теоретических результатах математической теории систем, численных методов, методов исследования операций и современных методов управленческого и бухгалтерского учета.

В работе решена задача разработки и реализации автоматизированного метода оценки ресурсоемкости и стоимости производственного расписания. К новым результатам, полученным в процессе проведения исследований по диссертационной работе, следует отнести следующие:

1. Проведена систематизация современных средств промышленной автоматизации на этапе их стремительного развития, выделены основные направления их совершенствования и их реализация в конкретных программных продуктах.

2. Разработана методика оценки стоимости производственного процесса на основе моделей стоимости и ресурсоемкости.

3. Разработана и реализована в форме подсистемы в рамках системы оперативного планирования "Фобос" методика и алгоритм идентификации модели ресурсоемкости производственного оборудования.

Практическая ценность состоит в том, что на основании проведенных теоретических исследований создана и внедрена в промышленную эксплуатацию подсистема оценки ресурсоемкости и стоимости производственного процесса в составе системы оперативного планирования "Фобос".

Структура и объем работы: диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы (68 наименований), 2 приложений.

В первой главе проведен анализ существующих программных средств промышленной автоматизации, а также проанализированы основные проблемы и перспективные направления развития компьютеризированного интегрированного производства (КИП, или CIM - Computer Integrated Manufacturing). Проведенные исследования показали, что основными направлениями совершенствования программного обеспечения являются: все

возрастающая интеграция различных задач в области управления, как в рамках самостоятельных программных продуктов, так и за счет поддержки стандартных форматов и интерфейсов; повышение гибкости программного обеспечения и возможностей его адаптации к запросам конкретного пользователя, вплоть до включения средств разработки в стандартную поставку; использование в интегрированных системах управления (ИСУ) систем управления базами данных (СУБД) и графических пакетов других фирм-разработчиков; адаптация ИСУ для использования на различных платформах [1, 32].

Во второй главе приводится общая постановка задачи планирования, и рассматриваются различные подходы к степени участия машинного и человеческого интеллекта в процессе планирования. В процессе планирования выделяются следующие этапы: определение общей цели, формулирование ограничений, генерация альтернатив и критериев, выбор одной из альтернатив. Приводится подробное описание состава типичных современных МНР-систем; приведен перечень критериев, по которым оптимизируются производственные расписания. Ни один из перечисленных критериев непосредственно не учитывает затраты на реализацию производственного расписания актуальность задачи оценки ресурсоемкости производственного процесса при реализации данного варианта производственного расписания состоит в том, что подобная методика позволяет при наличии информации о стоимости единицы каждого ресурса определить стоимость затрат при работе по данному расписанию.

В третьей главе изложена методика оценки ресурсоемкости производственного расписания в мелкосерийном и единичном производстве. Основные этапы решения этой задачи: разделение модели на модель ресурсоемкости и модель стоимости; определение перечня ресурсов, используемых в производстве, и возможности изменения ресурсоемкости каждой единицы оборудования по данному ресурсу; выбор одной из двух

возможных моделей оценки ресурсоемкости производственного оборудования и идентификация модели на основе имеющихся данных.

В четвертой главе приведено описание ряда вопросов, решенных при программной реализации методики оценки ресурсоемкости производственного процесса. При реализации была избрана форма подсистемы, получающей данные об итогах работы по данному расписанию при помощи процедуры импорта и передающей значения ресурсоемкости оборудования в ядро системы посредством экспорта.

Заключение диссертации по теме «Автоматизация технологических процессов и производств (в том числе по отраслям)», Шлаин, Борис Михайлович

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В работе содержатся научно обоснованные разработки, обеспечивающие решение важной практической задачи оценки ресурсоемкости и стоимости производственного процесса при реализации производственного расписания на основе экономически и технологически обоснованных значений ресурсоемкости производственного оборудования и стоимости станкочаса.

На основании выполненных исследований можно сделать следующие выводы:

1. Построена математическая модель и разработан алгоритм оценки стоимости производственного процесса при реализации производственного расписания на уровне цеха, которые позволяют осуществить сравнение различных вариантов производственного расписания для данного цеха с точки зрения стоимости, обоснованно решить вопрос о необходимости перерасчета производственного расписания в случае возникновения сбоев и получить значение себестоимости произведенной продукции для данного варианта расписания.

2. Разработан комплекс методик оценки ресурсоемкости единицы оборудования с целью получения экономически и технологически обоснованных значений стоимости станкочаса.

3. На основе разработанных методик предложена технология поэтапного внедрения системы стоимостной оценки производственных расписаний на уровне цеха, обеспечивающая полное использование накопленной ранее информации о выполнении производственных расписаний и не требующая существенных изменений в системе учета на предприятии.

4. Разработан и внедрен в эксплуатацию модуль, предназначенный для оценки ресурсоемкости единицы оборудования и обеспечивающий внедрение методики оценки ресурсоемкости производственного оборудования и стоимости производственного расписания.

Список литературы диссертационного исследования кандидат технических наук Шлаин, Борис Михайлович, 1998 год

СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ.

1. Aberdeen Group, Inc. Готовые решения для отраслей промышленности, имеющих вертикальную структуру: компания "Ваап" - лидер в области инновационных решения, (www.baan.ru/win/focus/aberdeen-eport/default.htm)

2. Акофф Р., Эмери Ф. О целеустремленных системах. М., "Советское радио", 1974, 272 с.

3. Акофф Р. Планирование будущего корпорации. М., "Прогресс". 1985, 326с.

4. Аншина М.Л. Предприятие как единый объект автоматизации. Размышление на тему. "Сети и системы связи", №1-98

5. Баричев С., Плотников О. О чем думает предприятие?, "Инфобизнес", №47, 1998г.

6. Бахтин А.Е., Колоколов A.A. Декомпозиционный метод решения целочисленных производственно-транспортных задач, Новосибирск, "Наука" 1974

7. Бахтин А.Е., Колоколов A.A., Коробкова З.В. Дискретные задачи производственно -транспортного типа, Новосибирск, "Наука" 1978

8. Бирман И .Я. Методология оптимального планирования. М., "Мысль", 1971

9. Большаков В.А. Планирование сборочного производства. М., "Наука", 1979

Ю.Большаков В. А., Уздемир А.П., Шмелев В.В.Задачи планирования дискретного производства и численные методы решения. Институт проблем управления, 1976

П.Ванинский А.Я. Факторный анализ хозяйственной деятельности. М.,"Финансы и статистика", 1987, 144с.

12.Вейлл П., Искусство менеджмента, М.,"Новости", 1993, 224с.

13.Визгунов Н.П., Португал В.М. Исследование ветвящихся алгоритмов решения задач теории расписаний. Анализ и моделирование экономических процессов, Горький, Изд-во ГГУ, 1974

14.Волконский В. А. Принципы оптимального планирования, Москва, Экономика, 1973

15.Гайдар Е.Т., Кошкин В.И. Хозрасчет и развитие хозяйственной самостоятельности предприятий. М.,Экономика, 1984

16. Давыдов Э.Г. Исследование операций. М.,"Высшая школа", 1991, 383с.

17. Демидович Б. П., Марон И. А. Основы вычислительной математики. - М.: Наука, 1966, 664 стр.

18..DePompa. Рынок программных средств. Основные тенденции развития информационных хранилищ. Computer Weekly, №16, 1996

19.Дмитров В.И., Макаренков Ю.М. "CALS-стандарты", Автоматизация Проектирования, №2, 1997

20.Друри К. Введение в управленческий и производственный учет. Пер. с англ., Москва, "Аудит", Издательское объединение "ЮНИТИ", 1998

21.Дубова H. Системы управления производственной информации. "Открытые системы", №3(17), 1996

22.Дубовский C.B., Уздемир А.П. Критерии оптимальности и вариационные подходы в динамических моделях экономики.Автоматика и телемеханика, 6/74

23.Ефимова О. Искусство управлять - искусство побеждать. "Электронный офис", март/апрель 1997

24.Жаданов O.K. Составление расписаний на сетевом графике при ограничениях на ресурсы. Системы распределения ресурсов на графах., М., ВЦ АН СССР, 1970

25.3индер Я.А. Эффективные итеративные алгоритмы теории расписаний. Кибернетика, 1/85

26.Иванов Ю.Н., Токарев В.В., Уздемир А.П.Методологические основы экономического планирования и прогнозирования. Москва, МФТИ, 1988

27.Илютович А.Е. Декомпозиция по времени процедуры выбора возможного направления в задаче линейного динамического программирования. Москва, ВНИИСИД988, вып 2

28. International Data Corp./Avante. Перспективы сетевого ПО для WorkFlow.. Computer Weekly, №10, 1994

29.Иньков Ю.И. Информационные системы в промышленных фирмах. М., "Наука", 1976

ЗО.Каганович М.И. Математические модели скользящего планирования, Таллинн, Валтерс,1983

31.Калянов Г.Н. Консалтинг при автоматизации предприятий. Подходы, методы, средства. Серия "Информатизация России на пороге XXI века". Москва, СИНТЕГ, 1997

32.Карпачев И. Классификация компьютерных систем управления предприятием, www.pcweek.ru/kis/win/reviews/klass.html ("Планета КИС")

33. Калиткин H.H. Численные методы. М.,"Наука", 1978, 542с.

34.Карпова Т.П. Основы управленческого учета. М., Инфра-М, 1997, 392 с.

35.Конвей Р.В., Максвелл B.JL, Миллер Л.В. Теория расписаний. М., Наука, 1975

36.Коробкин А. Д., Мироносецкий Н.Б. Оптимизация производственного планирования на предприятии. Новосибирск, Наука, 1978

37.Крейсберг М.М. США. Системный подход в управлении: практика промышленных корпораций. М.,"Наука", 1974, 215с.

38. Под ред. Милана Кубра. Управленческое консультирование. В2-х т. М.."Интерэксперт", 1992, 350с - Т. 1, 319с - Т.2.

39.Кузнецов А.Д., Миловский В.М. Руководитель: проблемы выработки оптимальных решений.М.,"Знание",1991, 64 с.

40.Лахтин Г.А. Экономика научного учреждения. М., "Экономика", 1979, 207 с.

41.Майника Э. Алгоритмы оптимизации на сетях и графах. М.,"Мир", 1981

42.Марка Д.А., МакГоуэн К. Методология структурного анализа и проектирования. Пер. с англ., Москва, МетаТехнология, 1993

43.МетаТехнология. Методология IDEF0. Стандарт. Русская версия. - М.: МетаТехнология, 1993, 117 с.

44.МетаТехнология. Методология IDEF1X. Стандарт. Русская версия. - М.: МетаТехнология, 1993, 108 с.

45.Под ред. Мильнера Б.З. США. Современные методы управления. АН СССР.М, "Наука", 1971,333с.

46.Михалевич B.C., Кукса А.И. Методы последовательной оптимизации в дискретных сетевых задачах оптимального распределения ресурсов. Москва, Наука, 1983

47.Под ред. Кофмана Э.Г. Теория расписаний и вычислительные машины. Москва, Наука, 1984

48.Мордухович Б.Ш. Методы апроксимаций в задачах оптимизации и управления.Моква, Наука, 1988

49.0тоцкий Л., Савин А. Тернистый путь к современной технологии управления. "Открытые системы", №2, 1998

50.Павловский Ю.Н. Имитационные системы и модели. 6/90.Москва, "Знание".

51.Робсон М., Уллах Ф. Практическое руководство по реинженирингу бизнес-процессов / пер. с англ. под ред. Н.Д.Эриашвили - М.: Аудит, ЮНИТИ, 1997, 224 с.

52.Пятибратова В.Н., Пронина З.Г., Суворова В.М. Интегрированная обработка данных на машиностроительном предприятии. М, Финансы и статистика, 1981

53.Саати Т.,Керне К. Аналитическое планирование. Организация систем. М.,"Раидо и связь", 1991, 224с.

54. Смилянский Г.Л. Какая АСУ эффективна? М.,1988, "Экономика", 304с.

55.Спиди К., Браун Р., Гудвин Дж. Теория управления., М., Мир, 1973, 248 с.

56.Танаев B.C. Алгоритмы и программы решения задач оптимизации. Сб. научных трудов, Минск, 1980

57.Танаев B.C. Теория расписаний. М., Знание, 1988

58.Танаев B.C. Методы, алгоритмы и программы решения экстремальных задач.Минск, Ин-т техн. кибернетики., 1985

59.Танаев B.C., Шкурба В.В. Введение в теорию расписаний. Москва, Наука, 1975

бО.Уздемир А.П.Динамические целостные задачи оптимизации в экономике.М., "Физ.-мат. литература", 1995

61.Уздемир А.П., Большаков В.А.Система планирования дискретного производства ВНИИСИ, Препринт, Москва, 1983

62.Уздемир А.П., Иванов Ю.Н. и др. Методологические основы экономического планирования и прогнозирования. Проблемы описания. М., Московский физ-мат. институт, 1988

63.Хоргрен Т., Фостер Дж. Бухгалтерский учет: управленческий аспект. Под ред. Я.В.Соколова. М, Финансы и статистика, 1995

64.Под общ. ред. Шклярского Л.Ф., Колобова А.А. Совершенствование структур управления машиностроительным производством в условиях АСУ. Москва, "Машиностроение", 1991

65.Лили Цзян, Е. Фролов, К. Адамия, С. Высочин. Система оперативного планирования и диспетчерского контроля «ФОБОС» -важный элемент в схеме CAD/CAM/PPS. "САПР и графика", №5, 1998

бб.Черчмен Ч.У., Акофф Р.,.Арнофф Э. Введение в исследование операций, М., "Наука", 488с.

67.www.cals.ru (Сервер НИЦ CALS-технологии "Прикладная логистика").

68.www.ankey.ru/Tech/scada "Системы диспетчерского контроля и сбора данных (SCADA-системы). (Сервер ИЦ "Анкей").

69. www.intra.ru/soft/mrp/mrp.htm. MRP II (Manufacturing Resourse Planning)

ПРИЛОЖЕНИЕ 1. ПРИМЕНЕНИЕ МЕТОДА АНАЛИЗА ИЕРАРХИЙ ПРИ РАЗРАБОТКЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО МЕТОДА ОЦЕНКИ РЕСУРСОЕМКОСТИ И СТОИМОСТИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО

РАСПИСАНИЯ.

0. Основные принципы метода анализа иерархий.

Метод анализа иерархий (МАИ) является систематической процедурой для иерархического представления элементов, отображающих проблемную ситуацию как систему [53]. Метод состоит в декомпозиции проблемы на все более простые составные части и в дальнейшей обработке суждений экспертов по парным сравнениям. В результате численно может быть оценена относительная интенсивность взаимодействия элементов в иерархии. Метод анализа иерархий по сути представляет собой метод многокритериального выбора, при реализации которого определяются критерии, их относительная важность (вес) и значение. В терминологии планирования речь идет об оценке вероятности того или иного сценария. При анализе "эффект-затраты" рассматривается составляющие понятий "эффект" и "затраты" и степень влияния на них различных факторов. Метод анализа иерархий включает процедуры синтеза множественных суждений, получения приоритетности критериев и нахождения альтернативных суждений.

Основными принципами МАИ являются принцип идентичности и декомпозиции, принцип дискриминации, сравнительного суждения и синтезирования.

1. Принцип идентичности и декомпозиции.

Принцип идентичности и декомпозиции предусматривает структурирование проблемы в виде иерархии (сети). Иерархия, как правило, строится с вершины (целей - в понимании задачи управления или суммарного эффекта либо затрат) через промежуточные уровни к самому низкому (обычно это перечень альтернатив или факторы, влияющие на соотношение затраченных ресурсов и полученного результата). Каждый элемент заданного уровня является критерием для некоторых или всех элементов нижестоящего уровня. Закон иерархической непрерывности требует, чтобы все элементы нижнего уровня

иерархии были сравнимы попарно по отношению к элементам более высокого уровня.

2. Принцип дискриминации и сравнительных суждений.

В МАИ элементы задачи сравниваются попарно по критерию интенсивности их

воздействия на общую для них характеристику. Для множества из п элементов Л1,Л2,...,Л„ с заданными весами м;1,м>2,...,м>п можно получить матрицу размером п*п, сравнив вес каждого элемента с весом любого другого элемента множества по отношению к общему для них свойству или цели.:

А

А

А_

А А ■ - А

УУ, к

Ъ,

IV, к

31 м>п

п

Для построения матрицы необходимы не сами значения весов, а их отношения. Если веса неизвестны заранее, то они находятся после построения матрицы сравнений на основе суждений экспертов. Значения элементов матрицы сравнений при сравнении более важного элемента иерархии с менее важным могут изменяться от 1 (при равной важности) до 9 при крайней форме превосходства; при обратном сравнении элементов используют величины, обратные указанным выше числам (например, если ьый элемент умеренно превосходит ]-ый, т.е. интенсивность 2, то для ,)'-ого соответствующее значение 1/2).

3. Локальные приоритеты.

Из группы матриц парных сравнений формируется набор локальных приоритетов, которые отражают относительное влияние множества элементов на элемент более высокого уровня. Рейтинг каждого конкретного объекта можно найти, вычислив множество собственных векторов для каждой матрицы сравнения и нормализовав затем результат к единице. На практике вместо вычисления собственных векторов матрицы используются другие методы. Один из способов заключается в вычислении геометрического среднего для

каждой строки; полученный в результате столбец приоритетов нормализуется делением каждого его элемента на сумму всех элементов. Для п элементов для

1-ой строки матрицы получим P¡=»|Г1~- элемент столбца приоритетов и

р

Р* = —— - элемент взвешенного столбца. Последний способ был использован в

и

м

настоящей работе при вычислении рейтинга факторов. 4. Согласованность локальных приоритетов.

Проверка согласованности осуществляется с целью исключить возможность обработки данных (оценок экспертов), которые получены при различном понимании экспертами критериев сравнения. Это позволяет избежать ситуации, когда по одному из критериев объект А, превосходящий (т.е. имеющий больший рейтинг, рассчитанный в соответствии с изложенным выше способом) объект В, уступает объекту С, который в свою очередь превосходит В. Чтобы приблизительно оценить согласованность матрицы, вводится индекс согласованности ИС:

/

ИС =Цпт-п)/(п- 1),1аХ=Е Т^Г-Р]

У=1 V '=1 У1

После вычисления ИС полученная величина сравнивается с той, которая получилась бы при случайном выборе суждений из используемой шкалы 1/9,...,1,...,9 при сохранении правила обратносимметричности матрицы. В приведенной ниже таблице даны средние согласованности для случайных матриц разного порядка:

Размер матрицы 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

Случайная согласованность 0 0 0.58 0.90 1.12 1.24 1.32 1.41 1.45 1.49

При делении ИС на число, соответствующее случайной согласованности матрицы того же порядка, получается отношение согласованности ОС, величина которого не должна превышать 20%. В ином случае проверить матрицу сравнений с точки зрения предметной задачи.

5. Синтез.

После того как определены локальные приоритеты на всех уровнях иерархии, применяется принцип синтеза. Приоритеты синтезируются со второго уровня вниз иерархии. Локальные приоритеты умножаются на приоритет соответствующего критерия на вышестоящем уровне и суммируются по каждому элементу в соответствии с критериями, на которые воздействует этот элемент. Таким образом получают глобальный приоритет каждого элемента данного уровня иерархии, который в свою очередь используется для взвешивания локальных приоритетов элементов, сравниваемых по отношению к нему как к критерию и находящихся на уровень ниже в иерархии. Процедура повторяется для всех уровней вплоть до последнего. Вес вершины иерархии принимается равным 1. Таким образом глобальные приоритет каждого

элемента может быть вычислен как

к

Р'} = ^Р,) * Р]:, где к - количество элементов более высокого уровня иерархии, а

7=1

Р*. - локальный приоритет ьго элемента при сравнении потому критерию.

6. Использование МАИ при анализе "Стоимость-эффективность".

При выборе одного из нескольких возможных вариантов с учетом множества

критериев важнейшими этапами являются формулирование альтернатив и их сравнение. При этом важную роль играют критерии сравнения и степень их важности относительно друг друга. Наиболее общий принцип "затраты-эффект" при оценке альтернатив заключается в следующем: для каждого варианта определяются выгоды и издержки, связанные с его реализацией, и их соотношение. В наиболее простом случае, когда и выгоды, и издержки измеряются в одних и тех же единицах (например, денежных), трудностей не , как правило, не возникает, поскольку подобные задачи хорошо формализуются (речь может идти, например, о норме прибыли). При оценке сложных многоаспектных проектов традиционно возникают проблемы, связанные с измерением затрат и эффекта. Вопросы автоматизации управления относятся именно к такому типу проектов.

В этом случае целесообразно использовать метод МАИ. При этом необходимо построить две иерархические структуры, схематичный вид которых приведен на рисунке ниже.

Эффект от реализации варианта

Выго 1Ы от I еализации ал

ьтернг

тив

Затра

гы на

Затраты на

реализацию

варианта

эеализ ацию:

льтер

1атив

После этого строится таблица выгод и издержек:

рианты

Вариант 1 Вариант N

Выгоды (эффект) В1

Издержки (затраты) т • • • Ш

На последнем шаге для каждого варианта определяется соотношения Выгоды/Издержки, после чего и делается заключение об эффективности каждой из альтернатив.

7. Использование МАИ при выборе вида математической модели.

При построении математической модели ресурсоемкости производственного оборудования были рассмотрены два варианта модели (глава 3): с использованием функций, потребляющих ресурсы и без использования функций, с непосредственным потреблением ресурсов станками. Элементы эффекта от использования методики - адекватность модели реальной системе, быстрота внедрения методики и возможности автоматизации всех этапов методики. Элементы затрат - проблемы программной реализации,

необходимость дополнительных измерений и изменения методики учета. Ниже приведены таблицы со сравнительными суждениями экспертов.

адекватность модели

Эффект от реализации варианта

Автоматизация всех этапов методики

Быстрота внедрения

Трудности программной реализации

Необходимость дополнительных измерений

Затраты на реализацию варианта

Изменение методики учета

Без использования функций

(^использованием функций

Без использования функций

С

использованием функций

Критерий "Адекватность модели"

Вес

С использованием функций 1 3 0.75

Без использования функций 1/3 1 0.25

Критерий "Автоматизация всех этапов"

Вес

С использованием функций 1 1/3 0.25

Без использования функций 3 1 0.75

Критерий "Быстрота внедрения"

Вес

С использованием функций 1 1/5 0.17

Без использования функций 5 1 0.83

Критерий "Общий эффект"

Вес

Адекватность модели 1 1/2 1 0.25

Автоматизация всех этапов методики 2 1 2 0.5

Быстрота внедрения 1 1/2 1 0.25

Критерий "Проблемы программной реализации"

Вес

С использованием функций 1 2 0.66

Без использования функций 1/2 1 0.34

Критерий "Дополнительные измерения"

Вес

С использованием функций 1 5 0.83

Без использования функций 1/5 1 0.17

Критерий "Изменения методики учета"

Вес

С использованием функций 1 5 0.83

Без использования функций 1/5 1 0.17

Критерий "Общие затраты"

Вес

Трудности программной реализации 1 1/5 1/7 0.08

Необходимость дополнительных измерений 5 1 1/2 0.33

Изменение методики учета 7 2 1 0.59

Оценка вариантов

Эффект Затраты Эффект/Затраты

С использованием функций 0.35 0.82 0.43

Без использования функций 0.65 0.18 3.61

Выбран вариант без использования понятия функции, потребляющей ресурсы; в качестве базы для распределения затрат используется понятие станкочаса.

8. Использование МАИ при выборе способа реализации.

При определении формы программной реализации рассматривается два варианта (глава 4): подсистема, полностью интегрированная в систему оперативного управления, и подсистема, связанная с ядром при помощи функций экспорта-импорта. Элементы эффекта от использования подсистемы -

возможность работы аналитика с моделью ресурсоемкости без вмешательства в работу ядра системы, быстрота внедрения подсистемы и потенциальные дополнительные возможности, связанные с экономическими расчетами. Элементы затрат - проблемы программной реализации и проблемы внедрения. Ниже приведены таблицы со сравнительными суждениями экспертов.

Критерий "Быстрота внедрения"

Вес

Полная интеграция 1 1/7 0.13

Связь через экспорт-импорт 7 1 0.87

Критерий "Возможность работы аналитика"

Вес

Полная интеграция 1 1/2 0.34

Связь через экспорт-импорт 2 1 0.66

Критерий "Дополнительные возможности экономических расчетов"

Вес

Полная интеграция 1 5 0.83

Связь через экспорт-импорт 1/5 1 0.17

Критерий "Общий эффект"

Вес

Быстрота внедрения 1 2 3 0.54

Возможность работы аналитика 1/2 1 2 0.30

Дополнительные возможности 1/3 1/2 1 0.16

Критерий "Проблемы внедрения"

Вес

Полная интеграция 1 3 0.75

Связь через экспорт-импорт 1/3 1 0.25

Критерий "Проблемы программной реализации"

Вес

Полная интеграция 1 5 0.83

Связь через экспорт-импорт 1/5 1 0.17

Критерий "Общие затраты"

Вес

Проблемы программной реализации 1 1 0.5

Проблемы внедрения 1 1 0.5

Оценка вариантов

Эффект Затраты Эффект/Затраты

Полная интеграция 0.305 0.79 0.39

Связь через экспорт-импорт 0.695 0.21 3.31

Выбран вариант реализации в виде отдельной подсистемы со связью с ядром с помощью функций экспорта-импорта.

ПРИЛОЖЕНИЕ 2. ХАРАКТЕРИСТИКИ НАИБОЛЕЕ ПОПУЛЯРНЫХ СИСТЕМ PDM.

Наименование системы Optegra WorkManager Ме1ар11азе 2.0 Matrix САБШ/ЕОВ

Фирма-разработчик Сотри^егаБЮп (СУ) Hewlett-Packard Ме1ар11а8е Компания Adra Systems Eigner+Partner

Общая характеристика системы Законченное приложение, состоящее из отдельных модулей Законченное приложение Законченное приложение Набор инструменталь ных средств для создания PDM-систем на основе объектно-ориентированн ой СУБД Законченное приложение на языке 4-го поколения, полностью открытое для пользователя

Управление хранением данных и документов Функциональный модуль управления хранением данных - ядро системы, включает электронную почту, распределенное по сети хранение и управление файлами, функции защиты/доступа, функции архивации и резервного копирования. Поддерживает управление версиями прикладного ПО, т.е. гарантирует согласованное применение инструментальн ых средств. Поддержка множества прав и привилегий пользователя на данные и команды. Основа управления документами -понятие "объект", которое включает несколько файлов и ссылки на бумажные документы.

Наименование Optegra WorkManager Metaphase 2.0 Matrix CADIM/EDB

системы

Управление Функциональный модуль Не обеспечивает Обладает Процесс -

потоками Optegra Workflow - приложения для значительной множество

заданий и настольная среда; для формального гибкостью. состояний и

процессами хранения данных и автоматического переходов с

заданий используются определения дополнительными

папки. Используется потоков заданий функциями и

несколько различных и процессов; правилами,

типов заранее определение настраивающееся

определенных заданий. возможно в виде на нужды

Пользователь может дополнительных пользователя, но

представить поток разработок на стабильное во

заданий и процессов в языке время

графической форме. макропрограмми выполнения.

рования. Поток -

Система временный

поддерживает процесс,

концепцию определяемый

потоков заданий конечным

ad hoc, без пользователем

строгого (аналогично

формализованно функции потоков

го определения ad hoc в

вариантов WorkManager)

перехода (плюс

для поддержки

ислледовательск

их задач).

Наименование системы Optegra WorkManager Metaphase 2.0 Matrix CADIM/EDB

Управление структурой продукта Мощные графические средства представления структуры продукта, независимые от конкретной CAD-системы. Хорошая возможность разработки интерфейса с MRP-системами. Мощные графические средства представления структуры продукта Хорошая возможность разработки интерфейса с MRP-системами Есть средства построения структуры продукта, но нет предварительно определенных элементов и отношений.