Сборник технических статей

  • Увеличить размер шрифта
  • Размер шрифта по умолчанию
  • Уменьшить размер шрифта

Основные понятия АСУ

Печать
Индекс материала
Основные понятия АСУ
Основные понятия ИСПиУ
Функции управления
Организация структур управления
Основы концепций MRPII, ERP, APS, CSRP
Общие проблемы автоматизации управления предприятием
Все страницы

Одна из важнейших предпосылок лежит в сфере военного противоборства. Времена, когда управляет боем командир, прошли. Человек уже не в состоянии достаточно быстро оценить обстановку с учетом всех известных данных. В качестве примера можно привести войну Аргентины с Англией за Мальвийские о-ва в 70-х годах. В этой войне был случай когда по флагману Английской эскадры под прикрытием истребителей с самолета была выпущена крылатая ракета которую практически невозможно засечь из-за того что она очень низко летит, а если ее и замечают, то человек в течении секунд которые у него есть не успевает принять решение. Но радары корабля, заметив в последний момент ракету, сообщили об этом в вычислительный центр, и компьютер принял верное решение о развороте судна. Правда двигательная установка на корабле тогда частично отказала, и ракета попала в вычислительный центр. Но этот случай показывает то, что тот, кто имеет лучше компьютеры и систему АСУ в целом, тот и побеждает в войне.

Другая предпосылка лежит в сфере экономического развития страны. Дело в том, что экономическая развитость страны зависит от множества факторов и далеко не последним из них является качество управления. В других странах уже давно все изменения в экономике и переходы между экономическими моделями сначала моделируются, благодаря чему удается избежать грубых ошибок в управлении страной. (Не следует это понимать как то, что внедрение АСУ очень выгодная вещь. Дело в том, что его внедрение может обойтись очень дорого, а существенного увеличения прибыли не будет. Но АСУ всегда внедряется прежде всего потому, что это удобно заказчику).

Еще одна предпосылка внедрения АСУ лежит в сфере культуры. В нашей стране необходимость внедрения АСУ, заметил академик Глушков В.М., и ему удалось добиться постановления съезда о внедрении АСУ. В принципе, он является основателем науки в нашей стране.


Основные понятия ИСПиУ

ИСПиУ — это интегрированные системы проектирования и управления. Разберем эти понятия.

Автоматизированная система — это человеко-машинная система, т.е. человек — соавтор в выборе решений. Данная система создается и внедряется при невозможности иметь в данном случае автоматическую систему. То есть, автоматическая система не может отследить все возможные состояния объекта или присутствуют какие-либо помехи, которые данная система не в состоянии обработать.

Вообще, под системой понимают совокупность взаимосвязанных элементов обладающих некоторыми свойствами единства и целостности. Система всегда существует и при введении или исчезновении хотя бы одного из элементов система умирает или появляется новая система, — в этом заключается свойство единства. А свойство целостности заключается в том, что свойства системы в принципе не сводятся к совокупности свойств объектов.

Под управлением понимают целенаправленное воздействие на объект для достижения им желаемого состояния (характеристик).

Под объектом понимаем все что угодно. Те воздействия, которые заставляют объект менять состояние называют входными, а те переменные, которые характеризуют состояние объекта, называют выходными. Часть воздействий на объект играют роль целенаправленных воздействий, — эту часть называют управлением. Часть воздействий мешают управлению, — их называют возмущающими воздействиями. Часть переменных мы можем наблюдать, — они называются наблюдаемыми. На основании наблюдаемых переменных (Y) и желаемых результатов (Y`) вырабатывается управляющее воздействие (dY = Y`-Y).

Иногда говорят про Интегрированные Системы Автоматизированного Управления (ИСАУ). Здесь нераскрытым словом является интеграция. Под интеграцией понимают взаимосвязанную деятельность разнородных подсистем.

Интеграция производится по вертикали и по горизонтали (уровню). Пример интеграции по вертикали: ОГАС → АСУ Отрасли →  АСУ Производства → АСУ Цеха → АСУ Участка → АСУ Процесса.

Принципы управления

1. Управление по отклонению.

Управляющее воздействие вырабатывается на основе анализа отклонения от заданной траектории. Различают два вида управления по отклонению, — это так называемые алгоритм мягкой и жесткой посадки. Алгоритм жесткой посадки состоит в том, что при каждом отклонении рассчитывается такое воздействие, чтобы систему вернуть на первоначальную расчетную траекторию. Алгоритм мягкой посадки состоит в том, что при каждом отклонении происходит расчет новой траектории для достижения заданной цели. Применение того или иного алгоритма оправдано в разных случаях. Например, когда корабль движется в море, он естественно откланяется от первоначальной траектории. Применение в таком случае алгоритма жесткой посадки крайне нецелесообразно (смотри рис. справа). Красным цветом на этом рисунке покарана траектория корабля при применении алгоритма жесткой посадки (корабль возвращаясь на траекторию, — проскакивает ее в силу инертности). Синим цветом на том же рисунке показана траектория корабля при применении алгоритма мягкой посадки. Как видно в данном случае применение алгоритма мягкой посадки позволяет сократить время движения, расход топлива и т.п. В другом случае когда самолет заходит на посадку применение алгоритма мягкой посадки (постоянный перерасчет траектории) может привести к тому что самолет должен будет садится по вертикали вниз (смотри рис. слева). В данном случае необходимо использовать алгоритм жесткой посадки.

2. Управление по возмущению.
Иногда, управляя по возмущению, мы выигрываем во времени и можем избежать отклонения. Например, если человека кусает ядовитая змея и дав пострадавшему противоядие (не дожидаясь отклонения), мы тем самым можем избежать этого отклонения.


Функции управления

1. Планирование. Сводится к расчету заданной траектории (плана). Существует два ранее рассмотренных варианта движения объекта к заданной цели. Это алгоритм мягкой и жесткой посадки.
2. Учет. Это измерение фактического состояния объекта управления.
3. Контроль. Сопоставление фактического состояния объекта с заданным и вычисление отклонений.
4. Анализ. Под анализом понимается исследование отклонений в поведении объекта и выработка вариантов управляющих воздействий.
5. Регулирование.

  • выбор управленческого решения;
  • принятие решения;
  • реализация управляющего воздействия.

Автоматизированной системой называется человеко-машинная система, в которой на основе равноправного соавторства человек и компьютер выполняют функции управления.

 


Организация структур управления

 

Выделяют несколько видов связей, которые присутствуют между элементами в структурах управления.

Линейные связи — связи между элементами чисто административные.

Функциональные связи — связи в рамках выполнения определенных функций (гл. бухгалтер — бухгалтер).

Информационные связи — связи по обмену информацией по одному уровню.

Выделяют несколько видов структур управления. Рассмотрим их ниже.

1. Линейная структура управления. Самая простая структура, — когда присутствуют только административные связи (иерархическая структура). У каждого элемента нижнего уровня только один элемент верхнего уровня, а каждый элемент верхнего уровня имеет хотя бы два элемента нижнего уровня, т.е. в этой системе отсутствуют функциональные и информационные связи. Эта структура практически никогда не используется. Пример: построение иерархии церкви, но до какого-то уровня.

«+» Легко решаются вопросы субординации, персональная ответственность каждого за его область деятельности.

«-» Каждый вышестоящий элемент должен полностью быть в курсе всех событий и являться специалистом во всех областях касающихся деятельности.

2. Линейно - штабная структура. Штаб — совет специалистов, по разным узким областям, они всего лишь советники и ответственности не несут. У каждого элемента верхнего уровня появляется советующий орган (штаб).

«+» Возможность принятия более квалифицированного решения.

«+» Вопросы субординации решаются также легко как в линейной структуре.

«-» Советующий орган ни за что ответственности не несет (не перед кем не отчитывается).

—Административные связи —Функциональные связи

3. Линейно - функциональная структура. Это наиболее распространенный вид структуры.

«+» Появилась возможность закрепить персональную ответственность снизу до верху в рамках выполнения каждой функции.

«-» У нижестоящих элементов в рамках разных функций появилось много начальников и вопросы субординации усложнились.

«+» Высокая загрузка персонала и оборудования.

4. Матричная структура. По таблице видно кому чьи услуги требуются на 1 апреля.

Апрель, 1 Машинистка Копировальщик Конструктор Расчетчик
Руководитель А +
Руководитель Б + + +
Руководитель В +
Руководитель Г +

Иногда специалистов объединяют в бюро (бюро машинисток, бюро копировальщиков и т.п.) в бюро свой начальник. Знаком "+" отмечены те руководители, кому требуется услуги специалистов на данное число.

«+» Позволяет максимально загрузить, использовать трудовые ресурсы.

«-» Чрезвычайно сложны вопросы субординации.

Особенность: система может существовать только в высокоорганизованных структурах НИИ, конструкторских бюро и т.п.


Основы концепций MRPII, ERP, APS, CSRP

В конкурентной борьбе побеждает тот, кто быстрее других реагирует на изменения в бизнесе и принимает более верные решения. Именно информационные технологии помогают руководителям промышленных предприятий в решении этих сложных задач. Страны рыночной экономики имеют большой опыт создания и развития информационных технологий для промышленных предприятий. В этом разделе мы рассмотрим некоторые из концепций построения современных систем управления предприятием, пришедших к нам с Запада.

Концепция MRPII

Одним из наиболее распространенных методов управления производством и дистрибуции в мире является стандарт MRPII (Manufacturing Resource Planning) — планирование производственных ресурсов, разработанный в США и поддерживаемый американским обществом по контролю за производством и запасами — American Production and Inventory Control Society (APICS).

MRPII представляет собой методологию, направленную на управление ресурсами Предприятия. Упрощенно говоря, она предлагает ряд способов решения задач управления производством (формирование плана предприятия, планирование продаж, планирование производства, планирование потребностей в материальных ресурсах и производственных мощностей, оперативное управление производством).

MRPII — это набор проверенных на практике разумных принципов, моделей и процедур управления и контроля, служащих повышению показателей экономической деятельности предприятия. Идея MRPII опирается на несколько простых принципов. например, разделение спроса на зависимый и независимый.

В основу MRPII положена иерархия планов. Планы нижних уровней зависят от планов более высоких уровней, т.е. план высшего уровня предоставляет входные данные, намечаемые показатели и/или какие-то ограничительные рамки для планов низшего уровня. Кроме того, эти планы связаны между собой таким образом, что результаты планов нижнего уровня оказывают обратное воздействие на планы высшего уровня.

Концепция ERP

По мере внедрения стандарта MRPII были выявлены его определенные недостатки, в результате устранения которых появилась новая методология ERP (Enterprise Resource Planning) — планирование ресурсов предприятия. Основным отличием этой концепции от MRPII является ориентация на работу с финансовой информацией и возможность планирования не только производственных, но и иных ресурсов предприятия. В частности, дополнительно к функциям MRPII в концепции ERP появляются следующие:

  • прогнозирование спроса;
  • управление проектами;
  • ведение технологической информации;
  • управление затратами;
  • управление финансами;
  • управление кадрами.

 

По сути ERP является более совершенной модификацией MRPII. Однако следует отметить, что расширение функционала системы за счет возможности комплексного управления не только материальными, но и другими ресурсами предприятия значительно увеличивает ее стоимость и усложняет работы по внедрению подобных систем.

Концепция APS

Концепция APS (Advanced Planning and Scheduling) — расширенное управление производственными графиками — является развитием фундаментальных основ, на которых построена ERP. Возникновение этой концепции связано с повышением динамизма современных производственных систем, определяющего важность таких за¬дач, как, например, обеспечение максимально точного срока выполнения заказов одновременно с минимальной длительностью выполнения соответствующих работ в условиях ограниченности имеющихся ресурсов. Особенностью этой концепции является, в частности, возможность решать такие задачи, как «проталкивание» срочного заказа в производственные графики и распределение заданий с учетом приоритетов и ограничений. В системах, реализующих концепции APS, при построении вариантов планирования и распределения ресурсов широко используются современные методы оптимизации (от строгих математических до эвристических). Отметим, что концепции APS в настоящее время часто используются при создании специализированных модулей в ERP-системах.

Концепция CSRP

Последняя (по сроку разработки) из концепций управления производственными ресурсами — CSRP (Customer Synchronized Resource Planning) — планирование ресурсов, синхронизированное с потребителем, была предложена компанией SYMIX. Сущность данной концепции состоит в том, что при планировании и управлении компанией можно и нужно учитывать не только основные производственные и материальные ресурсы предприятия, но и все те ресурсы, которые обычно рассматриваются как «вспомогательные», или «накладные». Это все ресурсы, потребляемые во время маркетинговой и «текущей» работы с клиентом, послепродажного обслуживания продан¬ных товаров, перевалочных и обслуживающих операций, а также внутрицеховые ресурсы, т.е. элементы всего жизненного цикла товара.

Действительно, чтобы правильно управлять стоимостью товара, чтобы понимать, сколько стоит продвижение, производство и обслуживание товара данного типа, нужно учитывать все элементы его функционального жизненного цикла. Обратите внимание, что затраты на сервис, логистику и на маркетинг очень часто рассматриваются как накладные расходы. С точки зрения бухгалтерии это может быть и хорошо, но с точки зрения управления себестоимостью и оценки реальных затрат плохо, потому что в этой ситуации вы не имеете реальных затрат по конкретному виду товара, а сейчас это очень существенный компонент.

Реализация концепции CSRP на конкретном предприятии позволяет управлять заказами клиентов и в целом всей работой с ними на порядок «тоньше», чем это было с применением ранее рассмотренных методологий. Например, можно учесть возможные вариации спецификации изделия или технологической цепочки, что, как показывает практика, требуется достаточно часто. При расчете себестоимости можно учесть даже дополнительные операции по тестированию и административному обслуживанию заказа, не говоря уже о послепродажном обслуживании, что практически невозможно в MRP/ERP-системах, где данные расходы анализируются только «постфактум».

Концепции построения систем управления служат сегодня основой для разработки автоматизированных систем управления предприятиями. В литературе, периодике и рекламных проспектах вы можете, например, встретить такие слова, как «система класса MRPII», «система класса MRP/ERP» и т.п. Мы с сожалением должны отметить, что практически столкнуться с использованием таких систем придется, вероятно, очень немногим из вас. На сегодняшний день это зарубежные и весьма дорогостоящие системы. Позволить себе внедрить такую систему может только очень крупное предприятие, обладающее свободными финансовым ресурсами и необходимым персоналом.


 

Общие проблемы автоматизации управления предприятием

Во-первых, хотим предупредить тех, кто свято верит в безграничные возможности компьютеров. Не обольщайтесь! В действительности даже самые современные системы автоматизации управления предприятием управленческих решений сегодня самостоятельно не принимают. Дело в том, что для автоматизации принятия управленческих решений на верхнем уровне необходимо учитывать очень большое число трудно формализуемых факторов. Далеко не все из них могут быть выражены количественно. Поэтому автоматизация управления сегодня — это, в основном, автоматизация различных областей учета, документооборота и др. с целью оперативной подготовки информации для принятия руководителями различных уровней обоснованных управленческих решений. Таким образом, основным результатом внедрения автоматизированной системы управления для вас явится возможность получения необходимой информации. А поскольку информация эта необходима именно вам, следует принять самое непосредственное участие в процессе автоматизации.

Вам придется руководить работами по крайней мере в следующих направлениях:

  • выбор подхода к построению автоматизированной системы управления на вашем предприятии;
  • выбор конкретной базовой программной системы управления из имеющихся на рынке;
  • построение модели системы управления вида «как есть» и, возможно, ее реорганизация на базе модели «как должно быть»;
  • внедрение системы автоматизации управления;
  • анализ плановой эксплуатации системы и определение направлений ее развития в соответствии с направлениями развития вашего бизнеса.

На каждом из перечисленных этапов вас могут подстерегать подводные камни, на которых "корабль автоматизации" может получить пробоину или просто затонуть. Нелишне также иметь в виду то обстоятельство, что внедренная система постепенно морально устареет и потребует обновления. В этом смысле нам очень понравилось сравнение автоматизации управления с ремонтом, встретившееся в одной из статей: автоматизацию, как и ремонт, нельзя завершить, ее можно только прекратить! Утешением от всех этих напастей для вас может служить перспектива успешного развития бизнеса с использованием новых возможностей управления за счет внедрения автоматизированной системы.