14
- описание производственной деятельности как потока взаимосвя-
занных заказов;
- учет ограничения ресурсов при выполнении заказов;
- минимизацию производственных циклов и запасов;
- формирование заказов снабжения и производства на основе зака-
зов реализации и производственных графиков.
Разумеется, есть и другие функции MRP: планирование цикла техноло-
гической обработки, планирование загрузки оборудования и т.д. Следует от-
метить, что системы стандарта MRP решают проблему не столько учета,
сколько управления материальными ресурсами предприятия.
Классическими примерами систем класса B можно считать:
- MES – Manufacturing Execution Systems (системы управления
производством);
- MRP – Material Requirements Planning (системы планирования по-
требностей в материалах);
- MRP II - Manufacturing Resource Planning (системы планирования
ресурсов производства);
- CRP – Resource Planning (система планирования производствен-
ных мощностей);
- CAD – Computing Aided Design (автоматизированные системы
проектирования - САПР);
- CAM – Computing Aided Manufacturing (автоматизированные си-
стемы поддержки производства);
- CAE – Computing Aided Engineering (автоматизированные систе-
мы инженерного проектирования - САПР);
- PDM – Product Data Management (автоматизированные системы
управления данными);
- SRM – Customer Relationship Management (системы управления
взаимоотношениями с клиентами).
15
Наиболее популярным на данный момент новым видом информацион-
ных систем являются системы стандарта ERP – Enterprise Resource Planning -
это системы класса С.
Системы ERP в своей функциональности охватывают не только склад-
ской учет и управление материалами, что в полном объеме предоставляют
вышеописанные системы, но добавляют к этому все остальные ресурсы
предприятия, прежде всего денежные.
Системы ERP должны охватывать все сферы предприятия, непосред-
ственно связанные с его деятельностью. В первую очередь, здесь имеются в
виду производственные предприятия.
Системы данного стандарта поддерживают осуществление основных
как финансовых, так и управленческих функций.
В круг задач решаемых системами (подсистемами) данного класса
можно включить:
- анализ деятельности предприятия (по данным систем класса B);
- планирование деятельности предприятия;
- регулирование глобальных параметров работы предприятия;
- планирование и распределение ресурсов предприятия;
- подготовку производственных заданий и контроль их исполне-
ния.
- наличие взаимодействия с управляющим субъектом (персона-
лом), при выполнении стоящих перед ними задач;
- интерактивность обработки информации.
К классическим системам класса С относятся:
- ERP – Enterprise Resource Planning (Планирование Ресурсов
Предприятия);
- IRP – Intelligent Resource Planning (системами интеллектуального
планирования);
- АСУП;
16
При автоматическом поиске на каждые переходы или группы перехо-
дов разрабатываются блок-схемы поисков инструментов, оснастки, где в за-
висимости от операций, переходов и параметра детали подбираются автома-
тически из базы данных нужные инструменты и оснастки. [11]
К параметрам, связанными с проблемами автоматизации проектирова-
ния, относятся: уровни автоматизации проектно-конструкторские работы и
технологическая подготовка производства; удельный вес продукции, изго-
тавливаемые по документациям, подготовленная средствами автоматическо-
го проектирования, в общем объеме производства, экономии от понижения
себестоимости изготовления и ремонта, сокращение численности работаю-
щих в проектно-конструкторских организациях. Причем под экономией по-
нимается относительное или абсолютное уменьшение затрат на производство
в целом или по отдельным элементам технологического процесса — по сы-
рью, материалам, заработной плате и т.п. [15]
Обоснования экономического эффекта САПР в производстве дает воз-
можность: установить целесообразность автоматизации проектирования и
ремонта, узлы и детали, различных технологических процессов, выбрать ра-
циональные варианты системы и определять оптимальные составы методов и
средств автоматизации проектирования и ремонта, оценивать объемы необ-
ходимых затрат на создание и внедрение САПР, определить показатели, ха-
рактеризующие влияние САПР на качество проектных решений, связанные с
проектно-конструкторской и технологической организацией производства,
рассчитать экономический эффект от внедрения рациональной системы ав-
томатизированного проектирования технологических процессов при по-
стройке и ремонте.[18]
Технологический объект управления (ТОУ) представляет собой сово-
купность, в которую входит технологическое оборудование и реализованное
с его помощью по определенным правилам и алгоритмам технологический
процесс производства [12, с. 5].
17
Технологический процесс (ТП) представляет собой совокупность тех-
нологических воздействий на исходное сырье одного или нескольких обору-
дований в целях получения определенного конечного продукта.
Классификация ИС (Информационной системы) может выполняться по
разным признакам:
1) по признаку структурированности выделяют три типа задач [43]:
структурированные;
неструктурированные;
частично структурированные.
Для неструктурированных задач ИС не применяются.
Типы ИС, используемые для решения частично структурированных за-
дач:
− ИС, создающие управленческие отчеты. Они ориентированы в ос-
новном на обработку данных (поиск, сортировка, фильтрация), то есть они
обеспечивают информационную поддержку пользователя и частичную обра-
ботку такой информации.
− ИС, разрабатывающие альтернативы решений, (принятие решений
сводится к выбору одной из предложенных альтернатив)
− модельные ИС, которые представляют пользователю математиче-
ские, статистические, финансовые и другие модели, использование которых
облегчает выработку и оценку вариантов решения задачи.
− экспертные ИС, обеспечивают выработку и оценку возможных ва-
риантов решения задачи.
2) по типу выполняемых операций выделяют следующие виды ИС [35]:
− Информационно–поисковые системы – производят вывод, система-
тизирование, хранение, выдачу информации по запросу пользователя, без
сложных преобразований данных (например: информационно – поисковая
система в библиотеке, в железнодорожных и авиакассах продажи билетов);
− Информационно–решающие системы – выполняют все операции
18
переработки информации по определенному алгоритму;
− Управляющие системы: вырабатывают информацию, на основании
которой человек принимает решения. Эти ИС работают с задачами расчетно-
го характера и обработки больших объемов данных (например: системы опе-
ративного планирования выпуска продукции; система бухгалтерского учета);
− Советующие системы: вырабатывают информацию, которая при-
нимается человеком к сведению, а не превращается немедленно в действие.
Такие системы обладают высоким интеллектом, в которых преобладает об-
работка знаний, а не данных (например, медицинские ИС для постановки ди-
агноза и предполагаемого лечения, врач же примет к сведению совет ИС, но
не обязательно выполнит его);
3) по функциональному признаку. Такие информацион6ные системы
тесно связаны с производственными участками, в рамках которых они ис-
пользуются, а также с должностями работников, которые за ними работают
[40].
4) по степени автоматизации различают [27]:
− ручные ИС – все операции в таких системах выполняет человек,
при отсутствии технических средств (например: менеджер без компьютера);
− Автоматические ИС – выполняют все операции без участия челове-
ка;
− Автоматизированные ИС – предполагают участие в процессе обра-
ботки информации человека и компьютерных средств, причем главная роль
отводится компьютеру. И в наше время ИС понимается как автоматизиро-
ванная ИС
Для протекания технологического процесса в нормальном режиме
необходимо:
− проводить контроль, то есть наблюдение за течением ТП;
− управлять ТП, то есть с помощью различных технических
устройств целенаправленно воздействовать на параметры ТП [43, с. 4].
19
Примерами технологических объектов могут служить:
− технологические установки или агрегаты, которые реализуют са-
мостоятельный ТП;
− отдельно взятые цеха, участки производства или производствен-
ный процесс предприятия в целом, если для управления ими свойственен
технологический характер [34, с. 5].
В настоящее время промышленное производство направлено на удо-
влетворение потребностей предприятий и общества в получении промыш-
ленной продукции.
В производственных процессах выпуска продукции на первоначальном
этапе выполняется проектирование продукции, на основе которого формиру-
ется пакет технической документации на продукцию, а также выполняются
исследования для получения необходимого уровня качества.
На основании полученной технической и рабочей документации, на
следующем этапе проектируются технологии, которые будут использоваться
в производственных процессах получения продукции [10, c.40].
После завершения пусконаладочных работ, а также приемо-сдаточных
испытаний непосредственно начинается производство продукции и реализа-
ция готовой продукции потребителям.
Каждый из этапов производственных процессов предусматривает вы-
деление большого количества времени, привлечение значительных капиталь-
ных вложений. При этом необходимо учитывать, что производство может
развиваться только тогда, когда цена реализации готовой продукции выше
затрат на производство и производитель может получить необходимый уро-
вень прибыли [25, c.66].
Для сокращения времени на выпуск продукции производственные
предприятия привлекают дополнительные трудовые и материальные ресурсы
20
или производят интенсификацию технологических процессов на всех этапах
производства.
За счет автоматизации сокращаются временные затраты на проведение
исследований, работ по доведению продукции до необходимого уровня каче-
ства, оптимизация технологических процессов [3, c.22].
Основным направлением повышения эффективности производствен-
ных процессов выступает комплексная автоматизация, основанная на авто-
матизации человеческого труда, а также технологических процессов. При
этом выбранные способы автоматизации производственных процессов опре-
деляются масштабами производства, а также спецификой выпускаемой про-
дукции.
В настоящее время выделяют два основных вида производства – это
многономенклатурное (серийное) и массовое производство.
В случае массового производства, продукция определенного вида по-
лучается в больших объемах, а серийное производство основано на выпуске
большой номенклатуры продукции или партий [14, c.58].
Автоматизация массового производства предусматривает использова-
ние специализированных средств автоматизации, предназначенных для по-
лучения определенного вида продукции. В качестве примера массового про-
изводства можно привести автоматизацию процессов получения подшипни-
ков качения, выпуска медицинского оборудования.
К основным средствам автоматизации массового производства можно
отнести автоматические линии, имеющие жесткий рабочий цикл и цикловые
автоматы. Технологические автоматы специального назначения применяют
для автоматизации различных технологических процессов. В области метал-
лообработки и машиностроения свое применение получили токарные кулач-
ковые автоматы, позволяющие изготавливать фасонные детали, шлифоваль-
ные станки, копировальные автоматические станки, многошпиндельные
станки автоматы [29, c.37].
21
В случае многоступенчатого производства необходимо учитывать
большие затраты на автоматизацию определенного вида продукции. В этом
случае применяется универсальное технологическое оборудование, посколь-
ку перенастройка технологических процессов должна осуществляться авто-
матически или в автоматизированном режиме.
Следовательно, автоматизация многономенклатурного производства
имеет отличия от автоматизации массового производства и предусматривает
более сложные технологические процессы в сравнении с массовым произ-
водством.
В основе современного автоматизированного производства находится
концепция гибких технологий. Гибкие технологии направлены на получение
высокого уровня автоматизации производственных процессов и позволяют
совершенствовать основные технологические процессы [22, c.69].
Гибкая технология может применяться для производств, имеющих
большую номенклатуру продукции и выполняющих частое ее обновление. В
основе гибкой технологии находится принципы программного управления,
предусматривающие использование управляющей программы.
В развитии автоматизации можно выделить последовательные этапы,
для которых характерно появление новых средств автоматизации, а также
расширение состава объектов автоматизации [1, c.23].
В случае развития массового производства продукции, задачи
повышения производительности труда были одними из первоочередных
задач. В этом случае проблемы создавали значительные затраты на
приобретение средств автоматизации, поскольку для того чтобы получить
единицу продукции необходимо учитывать ее технологические особенности.
Это привело к тому, что для автоматизации производства начали применять
специальные и специализированные технологические автоматы.
Каждый из этих автоматов позволял получать и выполнять одну
технологическую операцию или небольшой ограниченный набор операции
22
по получению определенного вида готовой продукции. Задача настройки
автомата для получения другого вида продукции создавала сложности.
Основной целью автоматизации было ускорение производительности
технологических процессов для получения готовой продукции. В этом случае
технологический процесс получения изделия разбивается на более простые
технологические операции, имеющие небольшую продолжительность. При
этом операции можно выполнять параллельно с привлечением других
технологических автоматов [12, c.48].
С развитием автоматизации на основании технологических автоматов
стали создавать поточные линии, которые выполняют заданную
последовательность технологических операций определенного
производственного процесса. Дальнейшее повышение уровня автоматизации
появлению межоперационных накопителей полуфабрикатов.
В результате комплексной автоматизации процессов стали применяться
автоматические линии. Автоматическая линия позволяет в автоматическом
режиме реализовать определенный технологический процесс по получению
готовой продукции. В состав автоматической линии входит
специализированное и специальное оборудование. За счет внедрения
автоматических линий в производственные процессы повысилась
эффективность массового производства [18, c.44].
Недостатком использования автоматических линий является то, что
они имеют ограниченные возможности в области переналадки и получении
другого вида продукции.
В области многономенклатурного производства, используемое
оборудование должно быть универсальным и создавать возможности
быстрой переналадки и перенастройки для получения различных видов
изделий.
23
Выполнение таких условий создает необходимость использования
гибкой автоматизации, в основе которой находится принцип программного
управления.
Следует отметить, что первые принципы гибкой автоматизации были
реализованы в металлорежущих станках. Это привело к появлению станков с
числовым управлением ЧПУ. Первые модели станков ЧПУ были
несовершенными и создавали необходимость постоянного изменения
рабочего цикла, внесения изменений в управляющую программу [32, c.81].
С течением времени принципы работы станков ЧПУ
совершенствовались и в настоящее время их применяют даже в
индивидуальном производстве. С помощью станков ЧПУ можно
автоматизировать процесс обработки деталей, поскольку они автоматически
перестраиваются и имеют необходимый уровень гибкости. Среди
недостатков станков ЧПУ следует отметить отсутствие автоматизации
вспомогательных технологических операций и ручное обслуживание.
Совместно работающие ТОУ и управляющая ими АСУ ТП формируют
автоматизированный технологический комплекс (АТК).
Рассмотрим функционально-структурную схему АСУ ТП (рисунок 1)
[43, с. 5]: