ИНТЕГРИРОВАННЫЕ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ КАК РЕШЕНИЕ ПРОБЛЕМЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗВОДСТВА КОНСТРУКТИВНО СЛОЖНОЙ ПРОДУКЦИИ

Полный текст

Введение Успешная реализация программ по подъему и развитию машиностроения зависит от решения многих достаточно сложных общепризнанных проблем, стоящих сегодня перед машиностро- ительными предприятиями, основные из них: устаревшие технологии, изношенное оборудова- ние, дефицит квалифицированных кадров, дей- ствующие системы управления [1; 3; 5-7]. В последние годы в рамках реализации задач, поставленных в национальном проекте «Повышение производительности», активно ведутся работы по замене устаревших технологий и обо- рудования, что позволяет существенно повысить производительность труда на предприятиях. Наиболее сложными в решении проблем, на- правленных на повышение производительности труда не на отдельных предприятиях, а на подъ- ём и развитие машиностроительной отрасли в це- лом, являются действующие системы управления производством и сложившийся дефицит кадров на машиностроительных предприятиях, в вузах, «Infokommunikacionnye tehnologii» 2021, Vol. 19, No. 2, pp. 249-256 колледжах, для решения которых требуются про- должительное время и серьезные инвестиции. Наполняемость рынка информационных тех- нологий (ИТ) системами управления производ- ством, обеспечивающими повышение эффек- тивности производства, слабая. Предлагаемые сегодня на рынке ИТ отечественные и зарубеж- ные системы управления ориентированы в ос- новном на непрерывное поточное массовое, на дискретное крупносерийное, серийное произ- водство [2; 3; 8]. Разработка систем управления мелкосерийным дискретным производством для предприятий, выпускающих конструктивно сложную продукцию, отложено на перспективу. В то же время в стране до начала перестрой- ки работы по повышению эффективности про- изводства активно и результативно велись отрас- левыми НИИ, проектными институтами, вузами. В результате был создан научно-технический по- тенциал, накоплен практический опыт комплекс- ного подхода к решению проблемы повышения эффективности производства. Одно из лидиру- ющих мест в этих работах занимал Самарский (Куйбышевский) регион. На большинстве куйбышевских заводов отде- лы НОТ были преобразованы в отделы НОТПУ (отделы научной организации труда, производ- ства и управления). В КПТИ (Куйбышевский политехнический институт) на базе кафедры «Технология машиностроения» была откры- та специализация «Технология, организация и управление производством» с организацией учебного процесса подготовки специалистов по системе «Завод-втуз», являющейся наибо- лее эффективной формой интеграции процесса обучения с производством. С целью углубления сближения образования, науки и производства был организован и успешно функционировал УНПК, в структуру которого входили: профиль- ные кафедры и отраслевые лаборатории авиаци- онного и политехнического институтов, филиал отраслевого НИИД, заводы: авиационный, ги- дроавтоматики, авиаагрегатный, аэродромного оборудования. Разработанные в рамках УНПК системы ор- ганизации и оперативно-календарного управ- ления производством прошли промышленную апробацию в цехах базовых предприятий, кото- рая показала их высокую эффективность: объём производства с тех же мощностей увеличился на 30-43 %, длительность производственного цикла сократилась на 24-32 %, себестоимость деталей уменьшилась на 28-36 %. Разработки получили высокую оценку и рекомендации для их широко- го распространения в авиационном производстве. Возобновление прерванных научных, про- ектных, внедренческих работ по повышению эффективности производства, изучение, анализ накопленного теоретического и практического опыта, его логическое развитие с ориентацией на изменившиеся условия функционирования предприятий, существенно возросший уровень современных компьютеров, операционных си- стем, информационных, цифровых технологий позволяют с уверенностью прогнозировать воз- можность создания различных модификаций отечественных систем организации и управления производством, которые станут отправной базой успешной реализации задач, поставленных в на- циональных проектах: «Повышение производи- тельности», «Цифровая экономика», «Наука». Проблемы организации и управления производством конструктивно сложной продукции Стремление к удовлетворению запросов рын- ка, переход от «рынка продавца» к «рынку поку- пателя» привели к резкому росту номенклатуры выпускаемой продукции, к увеличению числа предприятий машиностроения с мелкосерийным (позаказным) типом производства [6; 7; 10]. Прогнозируется дальнейший рост их численно- сти до 65 % в общей численности машиностро- ительных предприятий с одновременным ростом доли производства конструктивно сложной про- дукции (КСП), сложность управления которыми раскрывается в их общих характерных для этих типов производства особенностях, к которым от- носятся следующие. Большая и разнообразная номенклатура вы- пускаемой КСП (самолетов, ракет, двигателей, станков, судов, реакторов и др.) с многоступенча- тостью конструкций изделий, с большой номен- клатурой входящих в изделия узлов, деталей соб- ственного производства и покупных (от десятков до нескольких тысяч). Большое многообразие используемых в производстве материалов и комплектующих с большим количеством поставщиков, требу- ющее организации сложных производственных взаимосвязей, налаженной координации работы машиностроительного завода с предприятиями- поставщиками. Большое разнообразие и сложность тех- нологических процессов на всех стадиях про- изводства (заготовительная, обрабатывающая, сборка) обуславливают производственную струк- туру завода, включающую большое количество цехов и производственных участков разной спе- Рисунок 1. Управление производством на цеховом уровне циализации с высокой степенью взаимосвязей и взаимозависимости между ними, требующих четкой организации производственного процесса в пространстве и времени. Широкий диапазон длительности произ- водственных циклов изготовления деталей, уз- лов, несовпадение в планировании очередности их запуска - выпуска (и даже противоречия) для обеспечения комплектации сборки и сокращения числа и продолжительности переналадок обору- дования при смене обрабатываемых партий де- талей. Простои оборудования, связанные с про- ведением переналадок, и по организационным причинам составляют 30-40 %. Сложность управления производством связа- на с переработкой больших объемов информации в сжатые сроки с достаточно высокими требова- ниями к достоверности получаемых результатов как при решении задач объёмного планирования на уровне предприятия, цеха, производственного участка, так и при оперативно-календарном пла- нировании производства на межцеховом и вну- трицеховом уровнях [4; 6]. Базовые положения, принципы построения ИСУП КСП Базовые положения, принципы построения, структура ИСУП КСП сформировались на основании изучения и анализа существующих про- блем управления мелкосерийным производством КСП, накопленного теоретического и практиче- ского опыта работ по повышению эффективно- сти производства по ключевым показателям: по- вышению производительности труда; увеличению объёмов, сокращению сроков производства; сни- жению затрат на производство (бережливое про- изводство) [1; 5-7; 10]. Объектом управления в ИСУП КСП яв- ляется производственная деятельность предпри- ятия во взаимосвязи с материально-техническим обеспечением, охватывающая весь производ- ственный цикл от получения заказа до отгрузки готовой продукции по всем стадиям: заготови- тельная, обрабатывающая, сборочная - и уровням: завод, цех, участок, рабочее место (см. рисунок 1). Модульное (блочное) построение систе- мы в виде базовой модели и библиотеки разно- функциональных сменных модулей позволяет: поэтапно проектировать, вводить в эксплуата- цию, совершенствовать и развивать систему пу- тем наращивания или замены отдельных моду- лей; конструировать различные модификации систем управления под специфические особен- ности различных предприятий, цехов, участков; сократить сроки адаптации к условиям конкрет- ных предприятий. Функционирование ИСУП КСП в едином информационном пространстве с системой управления предприятием: с системами САПР, бухгалтерским учетом, управлением персоналом и др., обеспечивая оптимизацию информацион- ных потоков (одноразовый ввод оперативной ин- формации, исключая дублирование), сокращение документооборота. Включение в систему управления новых логистических и оптимизационных задач, та- ких как расчет и оптимизация партии запуска, формирование календарных планов-графиков на базе моделирования и оптимизации загрузки обо- рудования и др., даёт руководителям всех уров- ней возможность моделировать, анализировать и оценивать возможные варианты управленческих решений в различных складывающихся произ- водственных ситуациях с выбором оптимального варианта управленческого воздействия: коллективной формой организации труда, в которые объединяются основные и вспомога- тельные рабочие участка всех профессий с не- прерывным посменным планированием работ по всей технологической цепочке, что обеспечивает увеличение объемов производства готовой про- дукции; дифференцированная система оценки и оплаты труда каждого рабочего, каждого подраз- деления и руководителя на базе введения более оперативной и объективной оценки результатов труда существенно повышает мотивацию к про- изводительному, качественному коллективному и индивидуальному труду, к экономному расхо- дованию материальных и других используемых в производстве ресурсов (бережливое производ- ство). Ориентация ИСУП КСП на прогрес- сивные формы и методы организации про- изводства и труда, поскольку «автоматизация управления без коренной реорганизации само- го производства (по высказыванию академика В.М. Глушкова) равносильна установке ракеты на телегу» [4; 6]: методы групповой технологии и органи- зации производства основаны на объединении конструктивно однородных деталей в группы, на унификацию технологии производства, что позво- ляет условно повысить серийность производства, перейти на высокопроизводительные методы об- работки, обеспечивая существенное повышение производительности труда; система планово-предупредительного об- служивания рабочих мест ППОРМ обеспечивает рабочие места до начала смены всем необходимым для выполнения сменных заданий: материа- лами, заготовками, инструментом, что позволяет сократить простои оборудования на переналадки, по организационным причинам, увеличить съём продукции с тех же мощностей; комплексные сквозные бригады являются наиболее эффективной формой организации кол- лективного труда Слагаемые экономического эффекта ИСУП КСП, совокупностью действий которых обеспечивается эффективность производства предприятия по всем ключевым показателям [6; 9], представленны на рисунке 2. Функцией профильных кафедр и научных подразделений вузов при этом может быть про- ведение научно-исследовательских и проектных работ по изысканию и разработке с апробацией на базовых предприятиях эффективных методов, форм, систем организации производства, труда и управления. Создание УМПК для повышения эффективности производства машиностроительных предприятий Организация и ведение комплекса работ по повышению эффективности машиностроитель- ных предприятий включают: разработку пилотного проекта ИСУП КСП; организацию его продвижения на машиностро- ительные предприятия России; повышение ком- петентности специалистов предприятий, науч- но-педагогического состава специалистов вузов; совершенствование процессов подготовки мо- лодых специалистов, углублённую интеграцию производства, науки и образования, что реализу- ется в рамках УНПК на базе объединения про- фильных кафедр и научных подразделений вузов, якорных (базовых) предприятий; развитие проекта ИСУП КСП, обеспечива- ющего рост эффективности производства машино- строительных предприятий по ключевым показа- телям, с его апробацией на базовых предприятиях комплекса с привлечением к работам студентов старших курсов и молодых специалистов; проведение семинаров, стажировок, курсов для специалистов и руководителей машиностро- ительных предприятий разных уровней с целью повышения их компетенции и ускорения внедре- ния результатов НИР в производство на машино- строительных предприятиях России; проведение стажировок, курсов для научно- педагогического состава специалистов вузов в целях изучения теоретического и практического опыта повышения эффективности производства на базовых предприятиях с последующим ис- Рисунок 2. Слагаемые экономического эффекта от внедрения ИСУП КСП пользованием в учебных процессах подготовки молодых специалистов (на тренингах, в курсо- вых, дипломных работах). Функции якорных (базовых) предприятий при этом следующие: активное участие руководителей и специ- алистов предприятий на всех этапах создания пи- лотного проекта ИСУП КСП: в проектировании, в отладке в процессе опытно-промышленного внедрения, в анализе и расчётах фактических по- казателей эффективности разработанной систе- мы управления; создание на площадях базовых предпри- ятий учебных центров для проведения курсов, стажировок руководителей и специалистов ма- шиностроительных предприятий, научно-педа- гогического состава специалистов вузов с целью повышения их компетенции, успешного освоения и ускорения продвижения передовых эффектив- ных способов организации производства, труда и управления на предприятия страны, в перспекти- ве и СНГ. Этапы и сроки разработки пилотного проекта ИСУП КСП Весь комплекс работ по разработке пилотного проекта ИСУП КСП до запуска в промышленную эксплуатацию включает следующие этапы [6; 9]. Этап I. Разработка технического зада- ния (ТЗ) ведется по результатам консалтинга существующих на базовых предприятиях систем организации и управления производством. ТЗ включает следующие разделы: предпосылки, цель, основные требования и принципы постро- ения создаваемой системы управления; состав функциональных базовых и сменных блоков и входящих в блоки задач; требования к средствам реализации системы (техническому, информаци- онному, программному, организационному обе- спечению); укрупнённый график выполнения работ (содержание, последовательность и сроки). Этап II. Разработка функционально-инфор- мационной модели (ФИМ) проектируемой си- стемы управления в виде альбома схем и поясни- тельной записки, отражающих функциональные и информационные связи между функциональными блоками и задачами внутри блоков. Создание ФИМ проектируемой системы - наиболее сложный и ответственный этап работ, её создание позволяет: описать, «увидеть», скор- ректировать будущую систему до того, как она будет реализована физически; подключить к реа- лизации проекта нескольких разработчиков, обес- печивая при этом их информационную увязку. Этап III. Разработка технического про- екта, в котором содержатся: алгоритмы реше- ния входящих задач, виды настроек, логическая структура базы данных, регламент работы под- разделений, описание технологии работы поль- зователей в системе (меню, последовательность работ, описание экранных форм и отчетов). Тща- тельно проработанный технический проект по- зволяет существенно сократить время на написа- ние программ и свести к минимуму их доработки в процессе тестирования и внедрения. Этап IV. Разработка рабочего проекта (про- граммного обеспечения в строгом соответствии с техническим проектом). После проведения те- стирования программ, разработки временных инструкций для пользователей программное обеспечение сдается в опытно-промышленную эксплуатацию. Этап V. Опытно-промышленное внедрение включает следующие работы: заполнение баз данных, опытно-промышленную эксплуатацию системы пользователями в реальных производ- ственных условиях под методическим сопро- вождением разработчиков, отладку системы, программного обеспечения, инструкций пользо- вателям и другой технической документации по результатам опытно-промышленной эксплуата- ции системы. Заключение В современных условиях, когда наполняемость рынка ИТ-системами управления дискретным мелкосерийным производством, обеспечивающи- ми повышение эффективности их производ- ственной деятельности, слабая, своевременность создания отечественной эффективной системы управления производством, превосходящей и опережающей зарубежные разработки, её акту- альность и прогнозируемая востребованность машиностроительными предприятиями разной производственной направленности не вызывает сомнений. Организационным началом активного возоб- новления научно-технических и проектных ра- бот, имеющих высокую значимость для подъёма и развития машиностроительной промышленно- сти в региональном и в национальном масштабе, может стать создание УНПК. Накопленный опыт по проектированию эффективных систем орга- низации и управления производством и их вне- дрению на самарских заводах позволяет прогно- зировать успешность работ в реализации целей и задач, поставленных в национальных проектах: «Повышение производительности», «Цифровая экономика», «Наука».

Об авторах

Е. А Матвеева

Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Email: helen_matveeva@mail.ru
Самара, РФ

Д. В Иванов

Поволжский государственный университет телекоммуникаций и информатики

Email: 555ivanov777@gmail.com
Самара, РФ

Список литературы

Дополнительные файлы