Проектування функціональних підсистем

Проектування функціональних підсистем

Введення

Розвиток АСУ пішло по шляху створення функціональних підсистем, аналогічно функціональним підрозділам адміністративно-організаційного управління. Цим визначається і структура системи і склад розв'язуються у підсистемах завдань.

У перспективі можна очікувати переходу до принципово іншого підходу, коли в основу побудови підсистем буде покладена структура технологічного процесу, для якого створюється система управління.

У міру руху матеріального потоку будуть послідовно вирішуватися завдання управління його рухом, необхідної технологічної обробки, забезпечення енергією, транспортними операціями і т.д.

Можливість використання на кожному робочому місці вбудованих або локальних обчислювальних засобів з об'єднанням їх у локальну мережу дозволить створити гнучку керуючу систему, легко перебудовується у виробництві.

1. Особливості проектірованіея АСУ

Проектування АСУ повинно грунтуватися на системній методології. Системний підхід у широкому сенсі означає, що перш за все повинні бути сформульовані цілі, критерії ефективності та обмеження для системи в цілому. Структуризація системи та подальше її проектування повинні охоплювати як керуючу, так і керовану частини системи. Взаємозв'язане проектування цих двох основних частин системи в найкращій мірі відповідає встановленим цілям і критеріям. Однак для таких складних систем, якими є підприємства та виробничі об'єднання, зазначений підхід вкрай утруднений і є лише окремі спроби здійснити таке взаємозалежне проектування.

Не існує поки і відпрацьованих методів побудови моделі функціонування підприємства, а на рівні галузі не вдається визначити в кількісних термінах мета і критерії ефективності.

У більш вузькому сенсі під системним проектуванням розуміють проведення системного аналізу об'єкта управління і на цій основі проектування АСУ. Якщо тільки це підприємство не вимагає докорінної реконструкції за його технічного і технологічного рівня, то в основному вважаються заданими як технологія, так і існуюча структура системи управління. Констатація такого стану не означає згоди з тим, що воно є правильним і припустимим. Доводиться визнати, що існуючий у цій галузі розрив між теорією і практикою, надзвичайна складність об'єкта управління, більшості вирішуваних завдань змушують миритися з існуючим підходом до створення АСУ.

Найбільш поширена постановка спільного завдання - забезпечення виробництва продукції в заданому обсязі і асортименті при мінімізації сукупних витрат на її виробництво. Максимізація виробництва окремих найбільш важливих видів виробленої продукції застосовується в тих випадках, коли ресурси обмежені, продукція завідомо ефективна і дефіцитна, а виробництво її рентабельно і прибутково. Якщо попит на продукцію суттєво залежить від прийнятих або перспективних цін, а обсяг і асортимент продукції заздалегідь не задані і повинні бути визначені в процесі виконання завдання, то зазвичай прагнуть максимізувати прибуток.

Зазначені постановки застосовні головним чином до завдань планування. Їх декомпозиція у вигляді дерева цілей по функціональних підсистем може бути виконана лише експертними методами. Тому в більшості випадків проектувальники проводять оптимізацію за окремим завданням у функціональних підсистемах, припускаючи, що це покращує роботу системи в цілому. Якщо розробка ведеться за кількома напрямками - одночасно розробляються завдання функціональних підсистем, інформаційного та технічного забезпечення, то важливо вміти зберегти взаємозв'язок всіх частин розробки, пам'ятати при вирішенні конкретних завдань, що особливо стосуються забезпечують підсистем, про систему в цілому.

Вибір рішень з технічних засобів багато в чому визначає можливості вирішення функціональних завдань і, навпаки, прийняті функціональні завдання у свою чергу висувають вимоги до комплексу технічних засобів. Сказане відноситься повною мірою до інформаційного та інших видів забезпечення.

Для прискорення і зниження витрат на проектування в даний час розроблені пакети прикладних програм (ППП). Побудова ППП за модульним принципом дозволяє набирати з них програмне забезпечення АСУ для конкретного підприємства. При цьому розробники ППП створюють певну функціональну надмірність, що дозволяє вибирати з модулів з ​​однаковим функціональним призначенням той, який найбільш близький до умов, що розробляється. Незалежність модулів дозволяє використовувати їх у будь-яких комбінаціях. Разом з тим розробники системи повинні пам'ятати про необхідність врахування її індивідуальних особливостей. До них відносяться не тільки зовнішні по відношенню до системи чинники, а й такі умови, як вимоги до частоти і точності рішення задач, наявність і доступність вихідної інформації і т.д.

Іншим рівнем типізації є типові проектні рішення (ТПР). Їх створення визначається можливістю декомпозиції системи управління на окремі елементи, які для різних систем можуть бути однаковими. Виділення таких елементів, придатних для багаторазового використання, і призвело до концепції типових проектних рішень. У практиці створення АСУ ТПР розроблялися для різних рівнів, аж до створення відповідних програм. Однак на цьому рівні вони виявилися не цілком зручними і замість них вживаються пакети прикладних програм. Застосування ТПР може бути корисним при постановці завдань і розробці математичного забезпечення. Область їх використання визначається, з одного боку, ступенем типізації завдань, а з іншого - близькістю розглянутої задачі до того класу, на який орієнтовано дане ТПР.

Всі ТПР поділяють на класи - Завдання, Техніка, Персонал.

Клас ТПР Завдання призначений для вирішення завдань управління і, в свою чергу, розбивається на підкласи, кожний з яких орієнтований на певну функціональну підсистему. У задачі виділяються її організаційно-економічна сутність, алгоритм рішення, вихідні та вихідні дані.

Клас ТПР Техніка визначає склад, розміщення та порядок використання комплексу технічних засобів.

Клас ТПР Персонал регламентує дії персоналу в умовах функціонування АСУ, визначає права, обов'язки та відповідальність осіб, що працюють в АСУ.

Одним з основних умов створення високоефективної АСУ є орієнтація її на користувача. При функціонуванні АСУ, вирішенні завдань управління діє велика кількість обмежень, які треба врахувати при її розробці. В процесі самого проектування також існує багато обмежень. Це призводить до того, що в пошуках кращого шляху, за який часто приймають найбільш простий, швидкий і дешевий, розробники свідомо чи підсвідомо перекладають частину виникаючих проблем на користувача. Цей шлях чревах згубними наслідками. Користувачі, в свою чергу керовані прагненням мінімізувати обсяг своєї роботи, не виконують інструкції розробника і ігнорують систему, яка не полегшує, а ускладнює їм життя. Слід при цьому враховувати основну особливість АСУ - завдання управління можуть вирішуватися і вирішувалися до її створення "вручну", без використання ЕОМ. В принципі їх можна вирішувати "вручну" і за наявності АСУ. Все питання лише в якості, ефективності рішень. Саме тому зустрічаються випадки, коли АСУ працює сама по собі, без будь-якого впливу на керований об'єкт, а управління об'єктом здійснюється фактично без неї. Неприпустимість створення подібних систем очевидна.

АСУ є інструментом управління, в якому вирішальну роль грає людина. Окрім таких завдань, які регламентовані керівними матеріалами, багато завдань, причому не тільки довідкового характеру, а й оптимізаційні, в певній мірі залежать від особи, яка їх використовує в процесі прийняття рішення. Найбільш індивідуальні і суб'єктивні вимоги щодо частоти та форми подання довідкової та звітної інформації. Але навіть і за основними функціями управління досить часто призначення нового керівника тягне за собою зміну форм і методів управління та відповідної постановки завдань. У цих умовах від досвіду розробника залежить багато чого. Він повинен вирішити, чи треба створювати оригінальні алгоритми і програми, чи можна модифікувати вже використовуються або знайти готові ППП. Практика створення та функціонування багатьох АСУ в нашій країні дозволила виробити і регламентувати не тільки набір функціональних підсистем, а й виділити завдання найбільш загального характеру стосовно АСУ певних класів та призначення. Нижче описані деякі з таких підсистем.

2. Техніко-економічне планування

Техніко-економічне планування АСУ - основа планового управління виробництвом. Звідси виникають задають впливу і вихідні дані іншим функціональним підсистемам. Виділення завдань техніко-економічного планування в функціональну підсистему АСУ дозволяє прискорити розробку планів; підвищити їх економічну і науково-технічну обгрунтованість; забезпечити можливість швидкої корекції планів при виникають відхилення в ході їх виконання, належної послідовності і безперервності планування; встановити методичне єдність техніко-економічного та календарного планування.

До числа першочергових завдань техніко-економічного планування відносять розрахунок виробничої програми; нормативної собівартості товарного випуску продукції; нормативних калькуляцій на деталь, вузол, готовий виріб; нормативної трудомісткості виробничої програми;, планової чисельності виробничих робітників; планового фонду заробітної плати виробничих робітників.

Розрахунок виробничої програми. Як правило, розрахунок виробничої програми суміщають з її оптимізацією; при цьому зазвичай використовують один з двох критеріїв: досягнення екстремальних значень одного чи декількох техніко-економічних показників, таких, як максимізація обсягу виробництва, прибутку, фондовіддачі, при заданих ресурсах і обмеженнях або мінімізація використання ресурсів при обмеженнях на техніко-економічні показники.

Наприклад, в якості критеріїв можливо використовувати вирази

а обмеження можуть мати наступний вигляд:

по обладнанню

за професіями

по ресурсах

кількість виробів j-го виду визначено завданнями та обмежено тільки знизу або знизу і зверху:

Тут аij - норма витрат робочого часу обладнання i-го типу на випуск одиниці вироби j-го виду; Xj - плановане кількість виробів j-го виду; Ai - фонди часу роботи обладнання i-го типу; т1 - кількість одиниць обладнання i-го типу; bkj - норма трудомісткості для k-ї групи професій при випуску одиниці вироби j-го виду; Вk - фонди робочого часу за k-й групі професій; т2 - кількість груп професій; сlj - норма витрат ресурсів l-й групи на випуск одиниці виробу j-го виду; Сl - фонди ресурсів l-ї групи; т3 - кількість груп ресурсів; Xj, - Відповідно нижня і верхня межі виробничої програми з -Му виду виробів. Для вирішення завдання зазвичай використовують апарат лінійного програмування.

У більшості випадків виробнича програма до остаточного затвердження багаторазово узгоджується і коригується, в тому числі по неформальних міркувань. У зв'язку з цим рішення, отримані на ЕОМ, можуть бути використані як рекомендаційні або вихідні для подальшої обробки.

Розрахунок нормативної собівартості. Собівартість продукції є одним з найважливіших економічних показників, які характеризують ефективність виробничо-господарської діяльності підприємства. В основі визначення собівартості лежить величина витрат на виробництво продукції; на неї безпосередньо впливають такі фактори, як продуктивність праці, витрати матеріальних і трудових ресурсів, обсяг виробництва і його зміни. Собівартість товарної продукції, розраховану на підставі нормативних калькуляцій, називають нормативною. Як правило, розрахунок нормативної собівартості товарного випуску виконують щоквартально. Розрахунок ведеться на один виріб і на весь товарний випуск. Вихідними даними є відомості про планове кількості даного типу виробів, вартості основних матеріалів за вирахуванням відходів, вартості зворотних відходів, покупних і комплектуючих виробів, основної та додаткової заробітної плати, відрахування на соцстрах, витрати на утримання та експлуатацію обладнання, освоєння та підготовку виробництва, інших виробничих і невиробничих витрат. Більша частина вихідних даних виходить в результаті розрахунку нормативних калькуляцій (див. нижче).

Нормативна собівартість продукції по підприємству в цілому визначається на підставі відомостей про план випуску виробів по заводу. Спочатку визначається нормативна собівартість за прямими витратами як сума вартості матеріалів та комплектуючих виробів і основної заробітної плати, що припадають згідно з нормативною калькуляцією на одне готовий виріб. Потім, підсумовуючи додаткові нормативні витрати, визначають повну нормативну собівартість. Множачи нормативну собівартість кожного виробу на планову кількість випуску цього виробу і потім підсумовуючи по всіх виробах, отримують нормативну собівартість товарного випуску.

Розрахунок нормативної калькуляції. Суму виробничих витрат на виготовлення деталей, вузлів і готового виробу, розраховану на основі діючих норм витрат матеріальних і трудових ресурсів, називають нормативною калькуляцією.

Спочатку визначають нормативну калькуляцію по прямих витратах на деталь на підставі наступних вихідних даних: нормативи витрат матеріалів і комплектуючих виробів на одну деталь; нормативи відходів; поопераційні трудові нормативи, ціни і розцінки.

Нормативна собівартість за прямими витратами на одну деталь i-го типу визначається формулою

де ail - норма витрати матеріалів j-го виду на одну деталь i-го типу; Sj - вартість одиниці матеріалу j-го виду; aik - норма витрат комплектуючих і покупних виробів k-го виду на одну деталь i-го типу; Sk - вартість комплектуючих і покупних виробів k-го виду; аil - штучно-калькуляционное час на l-ту операцію по деталі i-го типу; Sl - штучно-калькуляційна розцінка на l-ту операцію.

При цьому

де а'il - "штучне" час - технологічний час на l-ту операцію; - Підготовчо-заключний час на l-ту операцію; ri - розмір партії деталей i-го типу. Значення Sl визначається, аналогічно аil, на основі розцінок на робочі та підготовчо-заключні операції.

На основі матеріальних і трудових витрат визначають непрямі витрати. Для цього використовують спеціальний довідник розподілу накладних витрат по калькуляційних статтях, в якому містяться дані про додаткову заробітну плату, відрахування на соцстрах, транспортно-заготівельних витрат, витрати по утриманню та експлуатації обладнання, цехових витратах і відсотку непрямих витрат. Підсумовуючи прямі і коссвенние витрати, одержують нормативну калькуляцію на деталь.

Використовуючи донні про входження деталей у вузли і вузлів в готові вироби, за структурою виробу визначають нормативну калькуляцію на вузол і на готовий виріб як добуток нормативної калькуляції деталі на число деталей у вузлі (або вузлів у готовому виробі) плюс вартість збірки і додаткових витрат на транспорт , зберігання тощо

Розрахунок нормативної трудомісткості виробничої програми. Змістом завдання є розрахунок витрат робочого часу за нормами на виконання виробничої програми. Одночасно можна вести розрахунок нормативного фонду прямої заробітної плати. Розрахунок ведеться по основних цехах, а підсумовування результатів дає нормативну трудомісткість виробничої програми по підприємству. Вихідними даними є відомості про виробничу програму - кількість готових виробів з найменувань, поопераційні норми часу і розцінки на деталі, вузли, вироби. Розрахунок полягає в раздеталіровке виробів відповідно до заданої структурі вироби, визначенні норм витрат робочого часу і розцінок по деталях і подальшої згортки цих даних до рівня готових виробів з урахуванням трудових і грошових витрат на складання, транспортні та інші проміжні операції. У результаті розрахунку видаються відомості про витрати нормованого часу (у нормо-годинах) на одиницю виробу і на всю виробничу програму на рік з розбивкою по кварталах. Аналогічно видаються дані про фонд прямої зарплати на виробничу програму за нормами на виріб і на всю програму на рік з розбивкою по кварталах.

Інші показники техніко-економічного планування. Розрахунок планової чисельності виробничих робітників дозволяє отримати значення цього показника як по підприємству в цілому, так і по цехах з розбивкою за професіями. Це дозволяє планувати додаткову потребу в робочих різної спеціальності, підготовку та підвищення кваліфікації робітників, проводити екноміческій аналіз показників з праці і заробітної плати. Крім інформації про нормативну трудомісткості виробничої програми вихідними даними є: завдання по зниженню трудомісткості, планові відсотки виконання норм виробітку по цехах і ділянках, планові відсотки втрат робочого часу, планові витрати на іншу продукцію, план випуску іншої продукції, відхилення по трудомісткості виробничої програми, фонд корисного робочого часу одного робітника. У результаті розрахунку видаються відомості про планової чисельності виробничих робітників, а також планові дані по перерахованих вище показниками на рік по підприємству, цехам і дільницям.

Наявність відомостей про чисельність робітників за професіями дозволяє розрахувати плановий фонд прямої зарплати виробничих робітників і на цій основі - плановий фонд заробітної плати виробничих робітників. Для цього використовується інформація про планові відсотках премії; доплати за роботу в нічний час, незвільнення бригадирам, за навчання учнів та ін; додаткової заробітної плати за чергові та навчальні відпустки, за виконання державних обов'язків та ін; про підвищення питомої ваги технічно обгрунтованих норм .

Крім перерахованих вище розрахунків можуть бути визначені планова і фактична вартості основних фондів; планові і фактичні суми амортизаційних відрахувань; планові і фактичні суми плати за фонди; зведені відомості про плановані преміях по фонду зарплати, доплати різних видів, додаткової зарплати і інші на рік по підприємству , цехах і дільницях.