Разработка многоуровневых систем управления автоматизированным машиностроительным производством с целью повышения качества технологических процессов

Все более жесткая конкуренция на международном и национальном рынке ставила и ставит перед промышленниками и предпринимателями практически всех стран, в том числе и в России, новые проблемы:

• проблема повышения качества процессов и производствавозможность «долечивания детских болезней» изделий и процессов резко ограничивается как конкурентными факторами, так и законодательством о защите прав потребителя;

• проблема сокращения сроков проектирования изделий и подготовки их производствафактор времени наряду с фактором качества становится одним из важнейших факторов в конкурентной борьбе;

• проблемы, связанные с конкуренцией на рынке эксплуатационного обслуживанияпоскольку качество сервиса рассматривается потребителями как важнейший компонент качества продукта;

• проблемы, связанные с непосредственным снижением затрат (прямые капитальныенакладные, оплата труда в производстве, в подразделениях логистики и т. д.).

В рыночной экономике производитель и потребитель сами находят себя на рынке, мотивация их деятельности основана на финансовом выигрыше и максимизации потребительского эффекта [127, 128]. При этом потребитель имеет выбор между наилучшими товарами различных производителей. Потребитель, приобретая товары и услуги, и являясь главной фигурой, определяет направления развития производства.

В мировой практике конкурентоспособность продукции определяется следующими факторами:

• соответствием качества продукции требованиям рынка и конкретного потребителя;

• совокупными затратами на закупку, доставку и эксплуатацию продукции;

• способностью предприятия выполнять поставки в сроки, удобные для потребителя;

• репутацией предприятия на рынке, наличием аргументов, подтверждающих надежность предприятия как партнера, и способность предоставить эти аргументы.

Способность предприятия достигать цели, обеспечивающие его конкурентоспособность, определяется действующей на нем системой организации производства и управления.

В последние годы в области качества произошла подлинная революция. Именно с помощью современных методов менеджмента качества многие известные зарубежные фирмы добились лидирующих позиций на различных рынках. Российские предприятия пока еще отстают в области применения современных методов управления качеством. Между тем повышение качества имеет поистине колоссальный потенциал. Однако повышение качества невозможно без изменения отношения к качеству на всех уровнях, пока руководители различных уровней не станут относиться к качеству как образу [44].

Между качеством и эффективностью существует прямая зависимость. Повышение качества способствует повышению эффективности производства, приводя к снижению затрат и увеличению доли рынка.

Следует также отметить, что теорию больших систем (к которым относятся технологические и производственные системы), отожествляют с кибернетикой, которая ранее, по Н. Винеру [19], трактовалась более узкокак теория управления и связи. Считается, что понятие сложной системы стало единой концептуальной основой для кибернетики. Выяснилось, что отдельные направления кибернетики, в том числе теории надежности, информации, управления, самоорганизации и т. п., объединение которых в рамках одной науки ранее представлялось конгломеративным, исследуют различные качества одного и того же целостного объекта — сложной системы. Центральным среди этих качеств является способность к управлению, «I 1,1 I1 I I, I I .) и 1 .¦,>,-> характеризующая не столько структуру, сколько поведение системы, возможность существования в ней актов решения, т. е. выбора из альтернативных вариантов действий. Некоторые авторы [125] именно по этому признаку — способности или неспособности систем к процессам принятия решения — делят их на сложные и простые [99]. В свою очередь, в классе сложных целесообразно выделить большие системы, в составе тех или иных подсистем которых функционирует человек. Поведение больших систем направлено на достижение некоторого предпочтительного состояния, называемого целью системы. Естественно, что лишь большие системы обладают целями и только в них реализуются процессы управления, с помощью которых эти цели могут быть достигнуты. Несмотря на наличие обширной литературы, посвященной изучению различных качеств больших систем, закономерности управления ими, вопросы разработки и использования математического аппарата теории управления при проектировании этих систем (в том числе систем автоматизированного производства) и комплексов их программного обеспечения, особенности процессов управления в связи с созданием специального математического обеспечения управления (СМОУ) [34], методы оптимизации функционирования контуров управления, которые образуются в любой большой системе в процессе ее разработки, использования и модернизациивсе эти проблемы исследованы и освещены еще недостаточно.

Исходя из этого, определена основная цель работы, которая заключается в повышении качества изделий и эффективности технологических процессов на основе управления автоматизированными производственными системами.

ОБЩИЕ ВЫВОДЫ И РЕЗУЛЬТАТЫ.

1. Диссертация представляет научно-квалификационную работу, в которой на основании выполненных автором исследований изложены научно обоснованные технические и технологические решения, внедрение которых вносит значительный вклад в развитие страны.

2. Установлены связи между качеством и эффективностью технологического процесса, образующие организационную структуру производственной системы.

3. На основе установленных связей построены модели процесса производства, выполняющие анализ, исследование, проектирование, функционирование, управление, экспертизу и контроль.

4. Разработаны алгоритмы управления автоматизированными производственными системами, особенностью которых является оптимизация циклов управления, выработки решения, выработки варианта комплектации задачи.

5. Построено программно-информационное обеспечение системы поддержки принятия решений для различных этапов жизненного цикла продукции.

6. Показано, что эффективность управления автоматизированными машиностроительными производствами характеризуется внешними и внутренними критериями. Внешние критерии определяют эффективность технологических процессов, внутренние — характеризуют процесс управления, используются для его оптимизации и должны согласовываться с внешними критериями.

7. Оценка оперативности управления должна основываться на определении ожидаемых или гарантированных значений продолжительности выполнения цикла управления с учетом времени работы лиц, принимающих решения (лиц, осуществляющих реализацию) и технических средств, характеристик надежности вычислительных комплексов и каналов связи.

8. В работе доказано, что обоснованность следует измерять вероятностью выбора правильного (оптимального) решения. Сравнительный анализ значений обоснованности лежит в основе применения СМОУ для оптимизации работы органа управления.

9. Установлено, что оптимизация состава подсистем автоматизированных производств реализуются с помощью двухуровневой системы моделей. На нижнем уровне оптимизируется состав подсистем и строятся параметрические зависимости «ресурсы — эффективность» (РЭФ). Зависимости РЭФ интегрально характеризуют подсистему и являются основной информацией для решения задачи сбалансирования на верхнем уровне системы моделей.

10. Оценка качества управления должна производиться на сравнении заданных и фактических (прогнозируемых) значений параметров состояния и целеполагания, а также вероятностей осуществления предусмотренных событий с помощью специально вводимых функций.

11. Проведенные исследования рекомендуется использовать при разработке методик, структуры управления и использования автоматизированных машиностроительных производства также в учебном процессе высших учебных заведений, осуществляющих подготовку инженерных кадров по направлениям 220 700 «Автоматизация технологических процессов и производств» и 221 400 «Управление качеством». t.