Разработка функциональных моделей производства при внедрении автоматизированных информационных систем

Производственная система, как любая другая, определяется, прежде всего, классификацией, под которой можно понимать основные понятия, справочники, реестры и др.

Для формирования электронного образа изделия, производственной системы определены следующие условия создания корпоративной базы знаний предприятия:

• –    обеспечение единства классификации, кодирования изделий, процессов, информации;

• –    обеспечение унификации представления знаний;

• –    обеспечение однозначности толкования данных и знаний всех уровней.

1.    Построение системы классификации в области менеджментапри внедрении информационных систем

Классификация позволяет определять структуры системы в рамках изучаемой предметной области. В основе любой классификации лежит основание.

Основание классификации – это правило, которое определяет, какие элементы могут соответствовать заданному классу. Существует множество оснований для классификаций; также существуют общепринятые классификации и классификации для решения отдельных задач менеджмента [5] (рис. 1).

Рассмотрим классификатор для компонентов менеджмента: структура; персонал; финансы; бизнес-процессы; маркетинг; учет; микроэкономика/хозрасчет; логистика.

Класс компонентов менеджмента включает совокупность подклассов (персонал, финансы и т. д.). Подклассы могут быть также продекомпозированы. По аналогии с теорией множеств отношения «класс - подкласс» – это то же, что и отношение «множество - подмножество». Виды классификаторов представлены на рис. 2.

Основание классификации

Внешняя среда - система

Этапы принятия решений

Объект управления(ОУ) - Система управления (СУ)

Компоненты менеджмента

Рис. 1. Иерархия оснований классификации в области менеджмента

Правило классификации, заданное перечнем наименований классов и отношением классифицируемого элемента к одному из классов, называется линейным (одномерным) классифика- тором.

В качестве примера приведем линейный классификатор по основанию «Принятие решений» [5]:

• 1.    Сбор и анализ информации.

• 2.    Разработка альтернативных управленческих решений.

• 3.    Принятие решений.

• 4.    Исполнение решений.

• 5.    Учет результатов использования.

• 6.    Оценка и контроль.

  

  Рис. 2. Виды классификаторов

  
  

• 7.    Анализ и выявление факторов, влияющих на решение.

Для декомпозиции класса и выявления связей между его подклассами существуют иерархи-

Рис. 3. Иерархическая классификация компонентов менеджмента

ческие классификаторы. Классификация по компонентам менеджмента может быть детализирована в виде иерархического классификатора (рис. 3). Для декомпозиции классов используется правило иерархий .

Наиболее простыми классификаторами являются линейные (одномерные). К сложным классификаторам относят классификаторы, построенные на основе линейных и иерархических. Наиболее распространенным методом объединения классификаторов является матричный метод.

Матричные классификаторы позволяют разбить предметную область на классы по двум признакам. Построим матричный классификатор, объединяющий одномерную классификацию компонентов менеджмента и этапов принятия решений.

Таким образом, классификаторы определяют систему координат дискретного пространства для представления конкретных систем, выделяемых из исследуемой предметной области в том или ином срезе (аспекте).

Построим трехмерный классификатор с помощью одномерных классификаторов (рис. 4):

• 1.    Компоненты менеджмента.

• 2.    Этапы принятия решений.

• 3.    Компоненты обеспечения менеджмента.

Матричный классификатор, составленный на основе трех одномерных классификаторов, будет представлять собой трехмерную матрицу.

Управление в социально-экономических системах

Рис. 4. Пример элементов трехмерного классификатора

Трехмерный классификатор может быть интерпретирован как трехмерная ортогональная дискретная система координат, определяющая множество структур (рис. 5).

Способы обеспечения менеджмента

Рис. 5. Трехмерный классификатор

Любая интегрированная информационная система начинается со справочников, так как они определяют набор элементов (подсистем), составляющих конкретную информационную систему управления предприятием.

Рассмотрим пример построения классификатора.

С точки зрения кибернетики существуют различные классификаторы общих функций управления производственными системами.

Эти функции в теории управления представлены следующими классификаторами:

• 1.    Одномерный классификатор по основанию «Общие функции управления» [5]:

  • 1.1.    Прогнозирование.

  • 1.2.    Нормирование и планирование.

  • 1.3.    Реализация планов.

  • 1.4.    Учет и анализ выполнения планов.

  • 1.5.    Коррекция и регулирование при выполнении планов.

• 2.    Одномерный классификатор по основанию «Виды деятельности для организации управления» [5]:

  • 2.1.    Производство.

  • 2.2.    Финансирование.

  • 2.3.    Снабжение.

  • 2.4.    Сбыт.

1

2

1.1. Прогнозирование

1.2. Нормирование и планирование

1.3. Реализация планов

1.4. Учет и анализ

1.5. Коррекция при выполнении планов

2.1. Производство

+

+

+

+

+

2.2. Финансирование

2.3. Снабжение

2.4. Сбыт

Введем в рассмотрение матричный классификатор для определения возможных управленческих (кибернетических) структур предприятия (рис. 6).

Рис. 6. Матричный классификатор типовой структуры предприятия

Структура замкнутого контура управления, определенная с помощью матричного классификатора, отражает кибернетический аспект реальной производственной системы (рис. 7).

С помощью матричного классификатора можно также определить структуру для управления финансами, снабжением, сбытом.

Рис. 7. Замкнутый контур управления производством

Рассмотренные выше правила и методика построения сложных классификаторов могут быть распространены на n -мерные классификаторы.

2.    Построение моделей производственных процессов при внедрении информационных систем

Любая АИС является моделью реальной производственной системы. Реальная система при ее отображении – это единство множества структур (моделей) в различных аспектах. К наиболее распространенным аспектам относят объектный (структурный, технологический) и кибернетический .

АИС, являющаяся моделью реальной системы, может иметь свою модель.

Приведем характеристики производственной системы с точки зрения организационного управления на примере производственной системы машиностроительного предприятия (рис. 8) [3].

Управление в социально-экономических системах

План – это модель ожидаемого процесса производства в различных аспектах. Диспетчерский график – это модель реализации плана в конкретных условиях. Основой плана и диспетчерского графика являются модели производственных процессов.

Рис. 8. Мнемосхема организации производственной системы: ПЭО – планово-экономический отдел; ПДО – планово-диспетчерский отдел; ИНО – инструментальный отдел)

Рассмотренные выше понятия и определения производственной системы определили следующую классификацию информации в производственной системе:

• 1.    Информация, связанная с организацией и управлением производством . Данная информация сосредоточена в БД автоматизированной системы управления предприятием. Для реализации функциональности АСУП в настоящее время используются корпоративные информационные системы (КИС).

• 2.    Информация, связанная с конструкторской и технологической подготовкой производства . Эта информация сосредоточена в базах данных (БД) и базах знаний (БЗ) САПР, CAD/CAM-системах, а также PDM-системах.

• 3.    Информация, связанная непосредственно с технологическими процессами и являющаяся характеристикой реальной производственной среды. Эта информация сосредоточена в БД АСУТП.

Данная классификация является естественным отображением модели организации и управления производством на верхнем уровне. Она соответствует информационному аспекту представления производственной системы.

Таким образом, организовать управление производством означает:

• –    организовать конструкторскую и технологическую подготовку производства;

• –    организовать процесс производства.

Так, в основе любого производственного процесса лежит сочетание, прежде всего, ресурсов – материальных, трудовых, технологических и т. д. [1]. Самой большой задачей управления производством является задача обеспечения производства ресурсами, которая классифицируется на следующие виды:

• –    задача планирования ресурсов;

• –    задача обеспечения ресурсами.

3 . Модель производственного документооборота

В обоих случаях процессы характеризуются информационными показателями. В процессах планирования предметы труда, результаты труда относятся полностью к информационной среде. В процессах обеспечения ресурсами информация является вторичной, первичной является материальная сторона [2].

Рассмотрим модель организации производства машиностроительного предприятия, представленной на формализованном предметно-ориентированном языке IDEF0 (рис. 9) [3, 4].

НСИ

Портфель заказов

Организовать производство

Информация для организации производства

A0

Точка зрения: информационого специалиста по разработке АИС

Цель: построение функциональной модели организации типового производства (машиностроительного) для изучения и понимания его организационной структуры, документооборота

ОГК

ОГТ

ПЭО

ОАСУП

Рис. 9. Контекстная диаграмма модели организации производства машиностроительного предприятия в аспекте организации документооборота: НСИ – нормативно-справочная информация, ОГК – отдел главного конструктора, ОГТ – отдел главного технолога, ПЭО – планово-экономический отдел, ОАСУП – отдел автоматизированных систем управления производством

Примечание: при моделировании будем учитывать знания из менеджмента, теории принятия решений, системного моделирования, программирования.

Будем рассматривать трехуровневую схему организации производства:

• 1.    На уровне предприятия.

• 2.    На уровне цехов и функциональных служб.

• 3.    На уровне участков.

Модель должна отвечать на следующие вопросы:

• 1.    Что делать (производить)? Это конструкторско-технологическая модель объекта производства.

• 2.    Как и чем делать? Это технологическая модель производства.

• 3.    Где взять ресурсы, в каком объеме, в какое время и куда их поставить? Это оперативная модель производства.

В блоках функциональной модели (рис. 10) представлены функции, определяющие множество деловых процессов для организации производства. С точки зрения организации документооборота, планово-производственная информация – это информация, необходимая для организации ресурсного обеспечения, технической (конструкторско-технологической) подготовки производства, а также для осуществления регулярного производства.

В качестве входа и выхода представлены следующие категории информации: конструкторская информация (документация) – модель объекта производства (что будет изготавливаться?); технологическая информация (документация) – технология производства, изготовления объекта производства (из чего, с помощью какого оборудования и инструмента, кем, в какой последовательности?).

Управление в социально-экономических системах

Рис. 10. Декомпозиция функциональной модели организации производственного документооборота (уровень предприятия)

Примечание : конструкторскую и технологическую подготовку производства объединяют и называют технической подготовкой, конструкторско-технологическим проектом или техническим проектом.

Далее модель с уровнем организации управления предприятием декомпозируется на уровень цехов и уровень участков.

Приведем детализированное описание модели (табл. 1).

Таблица 1

Структура функциональной модели организации производственного документооборота

Метка	Наименование	Вход	Выход	Исполнитель
А 11	Организовать техникоэкономическое планирование	Портфель заказов, оперативная информация по техникоэкономическому планированию	Управленческая информация (бизнес-план, объемно-календарный план, графики производства, учетные документы по выполнению плана и др.)	ПЭО, ОАСУП
А 12	Организовать оперативное управление	Оперативная информация о состоянии производства, оперативные планы	Диспетчерские графики (планы производства), управленческая информация (рапорты, отчеты, ведомости)	ПДО
А 13	Организовать материально-техническое снабжение (МТС), логистическую поддержку	Оперативная информация для планирования и учета МТС	Планы, графики МТС и другие учетные документы	Отдел МТС
А 14	Организовать управление качеством производства и выпуском продукции	Оперативная информация для планирования и учета качества	Планы и графики, необходимые для учета качества	Отдел стандартизации

Окончание табл. 1

Метка	Наименование	Вход	Выход	Исполнитель
А 15	Организовать учет реализации и сбыта готовой продукции	Оперативная информация для реализации	Планы и графики для реализации	Отдел реализации и сбыта
А 16	Организовать управление трудовыми ресурсами	Оперативная информация о трудовых ресурсах	Планы и графики подготовки и переподготовки сотрудников	Отдел труда и зарплаты
А 17	Организовать бухгалтерский учет	Оперативная информация для бухгалтерского учета	Бухгалтерская отчетность (плановая, учетная)	Бухгалтерия
А 18	Осуществить производство	Вся необходимая информация и ресурсы	Готовая продукция, необходимая информация о готовой продукции	Производственные подразделения (цеха)
А 19	Организовать интегрированный сбор, обработку, хранение, распределение, передачу оперативной информации о производстве	Управленческая информация со всех функциональных служб	Оперативная информация	ОАСУП

Приведенную структуру модели можно представить в форме морфологической таблицы (таблицы смежности), представленную на рис. 11.

А ij А ij	A 11		A 19
A 11	B
А 19			B

Рис. 11. Таблица смежности (В – внутренняя связь)