Раздел 5. Методы и модели организации производственных процессов.

Тема: Основы моделирования.

Основным средством изучения сложных систем является их моделирование, играющее особую роль в изучении объектов, не поддающихся непосредственному наблюдению или экспериментированию. К ним относятся и производственные системы.

Модель представляет собой отображение определенных характеристик объекта с целью его исследования. Большая доступность модели для исследования по сравнению с объектом определяется тем, что моделирование, как правило, сопровождается упрощением образа объекта и экономичностью.

Моделирование организации производства – это имитация действительных условий, процессов и поведения исполнителей, позволяющая выявить основные факторы их взаимосвязи, их влияние на конечные результаты производства.

Основным классом формализованных моделей являются математические модели - математические отношения, описывающие системы и процессы.

Значительную часть процессов, протекающих в производственных системах, можно отнести к экономическим. Для отражения логических и количественных зависимостей между компонентами производственных систем используются экономико-математические модели., которые должны:

• строиться на базе экономической теории и отражать объективные закономерности процессов;

• правильно отражать функционально структурные характеристики производства;

• удовлетворять математическим условиям (разрешимость, согласованность).

Одним из условий эффективного применения моделей является соблюдение принципов постановки задач принятия решений для производственных систем:

1. Четкое определение цели в конкретном виде.

2. Учет объективных ограничений при принятии решений.

3. рассмотрение перечня конкурентно-способных альтернативных вариантов достижения поставленной цели.

4. Полный учет разнообразных последствий осуществления вариантов принимаемых решений.

5. Отражение взаимосвязанности отдельных показателей и компонентов в производственной системе.

В настоящее время при решении задач организации производственных процессов чаще всего используются графоаналитические, матричные методы, вытекающие из самого содержания организационных задач.

Одной из эффективных моделей для изучения и решения задач организации производственных процессов во времени является матричная модель.

Матричная модель представляет собой клеточную матрицу. С помощью матричной модели в сравнительно простом аналитическом виде ( с последующим построением различных графиков, если это необходимо) можно представить все многообразие структуры производственных процессов и решать разнообразные задачи организации производственных процессов во времени.

При организации производственных процессов часто возникают проблемы упорядочения, к которым относятся: задачи установления порядка выполнения некоторого набора работ; задачи календарного планирования сроков начала и окончания выполнения работ; задачи выбора маршрута перемещения по нескольким пунктам.

Наиболее совершенной формой организации производства во времени является поточная, которая характеризуется дифференциацией процесса производства, постоянным закреплением операций за рабочем местом, специализацией оборудования, размещением рабочих мест по ходу производственного процесса и синхронизацией операций, т.е. совпадением момента окончания предыдущей операции с началом последующей. Поточное производство отличается степенью специализации, формой организации процессов, степенью непрерывности процессов, способом поддержания такта, уровнем механизации и автоматизации процессов.

Тема: Сетевое моделирование.

В основе сетевой модели лежит теория графов. Граф – это геометрическая фигура, состоящая из конечного или бесконечного множества точек и линий, соединяющих эти точки. В графе различают точки, называемые вершинами графа и соединяющие их линии. Если линии имеют направления, то граф называется ориентированным.

Применение сетевых моделей для решения организационных задач вызвано том, что:

1. В линейном графике система производства представлена в статистической схеме и не отражает динамику.

2. В линейном графике отсутствуют наглядно обозначенные взаимосвязи между отдельными операциями (работами).

3. Линейные графики имеют жесткую структуру, не обладают гибкостью, трудно поддаются учету изменившихся ситуаций.

4. С помощью линейных графиков трудно описать всевозможные варианты решения и прогнозировать ход производственного процесса.

Вышеперечисленные недостатки линейных графиков снижают эффективность процесса управления производственным процессом, хотя они просты и наглядны и часто применяются как конечный результат решения задач организации даже при очень сложных объектах управления.

Сетевая модель с рассчитанными параметрами, представленная на плоскости, называется сетевым графиком. Структура сетевой модели, определяющая взаимосвязь и расположение на плоскости работ, событий и связей, называется топологией сетевого графика.

В сетевой модели основными элементами являются понятия «работа» и «событие».

Отношение порядка между работами (событиями) в сетевой модели выражается условиями в сетевой модели выражается условиями предшествования:

• ни одно событие не может наступить до тех пор, пока не будут закончены все входящие в него работы;

• ни одна последующая работа не может начаться, пока не будут закончены предшествующие ей работы;

• ни одна работа, выходящая из данного события, не может начаться раньше, чем наступит это событие.

В зависимости от характера взаимосвязей работ, степени неопределенности технологии и организации решаемых задач применяются детерминированные временные (ресурсные, стоимостные), вероятностные, альтернативные, обобщенные сетевые модели.

Понятия пути, критического пути, критических работ и резервов времени в сетевом графике позволили широко применять сетевое моделирование в планировании и управлении производством, проектировании и анализах ресурсной, экономической и финансовой реализуемости планов и проектов.

Тема: Обзор других методов и моделей при решении задач организации производства.

Существуют модели теории очередей, модели управления запасами и модели линейного программирования.

Моделями теории очередей можно пользоваться в соответствии со спросом на них. Модели управления запасами позволяют синхронизировать размещение заказов на ресурсы и оптимизировать их объемы, а также определять оптимальные параметры поставки ресурсов и готовой продукции. Модели линейного программирования позволяют установить оптимальный способ распределения ограниченных ресурсов между конкурирующими потребностями в них.

В решении задач организации производства могут применяться различные модели, например, такие как имитационное моделирование, экономический анализ, дерево решений, прогнозирование и многое другое. Применение тех или иных моделей зависит от характера решаемых задач, их сложности, условий ограничений и цели, преследуемой решением.

Модель является представлением системы, процесса, идеи или объекта. Модели используются из-за сложности организации, невозможности проводить эксперименты в натуре, необходимости заглядывать в будущее. Этапами построения моделей являются постановка задачи, определение ограничений, проверка на достоверность, реализация полученных результатов и обновление моделей.