Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Современное состояние проблемы формирования планов производства и реализации продукции 15
1.1. Обзор отечественных и зарубежных методик планирования производства 15
1.2. Факторы формирования планов производства и реализации продукции в современных экономических условиях России 27
1.3. Актуальность формирования планов производства и реализации продукции при помощи экономико-математических методов 39
1.4. Обзор существующих моделей управления запасами, планирования производства и реализации продукции 42
ГЛАВА 2. Комплексные модели, методики, алгоритмы формирования планов производства и реализации в условиях нечеткого описания факторов среды 66
2.1. Комплексная модель формирования планов производства и реализации однопродуктовой производственной системы в условиях нечеткого описания факторов среды 66
2.2. Комплексная модель формирования планов производства и реализации многопродуктовой производственной системы в условиях нечеткого описания факторов среды 75
2.3. Методика и алгоритмы формирования плана производства и реализации в условиях нечеткого описания факторов среды 82
ГЛАВА 3. Разработка инструментальных средств по обеспечению формирования плана производства и реализации в условиях нечеткого описания факторов среды 89
3.1. Функции системы поддержки принятия решений 89
3.2. Архитектура программного обеспечения. 90
3.3. Интерфейс программного обеспечения 97
ГЛАВА 4. Апробация моделей и инструментальных средств на предприятии оао «горнозаводскцемент» 99
3.1. Описание деятельности и производимой продукции ОАО «Горнозаводскцемент» 99
3.2. Формирование годового плана производства и реализации ОАО «Горнозаводскцемент» в условиях нечеткого описания факторов среды 101
Заключение 112
Библиографический список 114
- Актуальность формирования планов производства и реализации продукции при помощи экономико-математических методов
- Комплексная модель формирования планов производства и реализации многопродуктовой производственной системы в условиях нечеткого описания факторов среды
- Архитектура программного обеспечения.
- Формирование годового плана производства и реализации ОАО «Горнозаводскцемент» в условиях нечеткого описания факторов среды
Введение к работе
Актуальность темы исследования. В современных условиях факторы спроса и предложения являются одними из ключевых предпосылок формирования планов производства и реализации продукции предприятия.
Процесс разработки планов производства и реализации продукции всегда связан с разрешением достаточно сложных задач, таких как прогнозирование спроса и предложения, планирование ресурсов и мощностей предприятия, управление материальными потоками и т.д. Отечественная и зарубежная практика показывает, что совокупный положительный эффект возможен только тогда, когда управление всеми производственными процессами и материальными потоками предприятия рассматривается не как отдельная независимая задача, а как составная часть процессов управления предприятием, подчиненная единой рыночной стратегии компании. Особенно это касается управления запасами, процессов планирования поставок, производства и реализации продукции.
Сегодня на большинстве отечественных и зарубежных предприятий задачи объемного планирования поставок, производства и реализации до сих пор рассматриваются как обособленные задачи, в то время как необходим комплексный подход к объемному планированию производства с учетом возможностей сырьевых рынков, производства и рынков сбыта. Причем, при формировании планов производства и реализации продукции, объемы предложения сырья и цены поставщиков, а также объемы спроса и цены на готовую продукцию не всегда могут быть точно известными. Прогнозы средних величин рыночных факторов не всегда могут быть адекватными реальным тенденциям. Такая ситуация в экономико-математическом моделировании представляет собой ситуацию неопределенности, которая разрешается, ввиду отсутствия необходимого объема статистических данных, путем использования, вместо четких или вероятностных факторов, так называемых, нечетких факторов. Для описания нечетких факторов применяется теория нечетких множеств. Поэтому такие понятия, как объем спроса и предложения на планируемом интервале, цена продажи и т.п. могут быть представлены как нечеткие переменные, широко применяемые в экономико-математическом моделировании.
В диссертационном исследовании показано, что модели объемного оптимального планирования производства и реализации продукции на основе комплексного описания логистической цепочки являются достаточно сложными математическими моделями, особенно в условиях наличия нечетких факторов. При этом получение практически применимого решения является трудоемкой и малоизученной задачей.
Экономическая значимость обозначенной проблемы и отсутствие пригодных для практического использования теоретических и методологических подходов к решению комплексной задачи формирования оптимальных объемных планов производства и реализации продукции в условиях нечеткого описания факторов среды, обусловили актуальность диссертационного исследования, определили цель и логику построения диссертации.
Степень разработанности темы исследования. Решением задач в области планирования производства при помощи экономико-математических методов и моделей занимались и продолжают заниматься в настоящее время в России и за рубежом.
Теоретической основой планирования производства служат теории организации и внутрифирменного планирования производства, систематизированных и развиваемых в трудах отечественных и зарубежных ученых и экономистов М.И. Бухалкова, А.И. Ильина, Н.Л. Зайцева, В.И. Титова, Г.Б. Клейнера, В.В. Царева, О.М. Горелика, В.Я. Горфинкеля, В.И. Захарченко, О.Г. Туровца, В.К. Скляренко, В.М. Прудникова, Х.З. Бадаш, Н.С. Сачко, А.Д. Шеремет, М. Мескона, М. Альберта, Ф. Хедоури, Дж. Стивенсона, Р.Б. Чейза и многих других.
Исследования в области управления запасами на основе экономико-математических методов и моделей проводились в работах отечественных и зарубежных ученых А.А. Первозванского, В.А. Саковича, Ю.И. Рыжикова, М.В. Лычагина, А.Н. Стерлиговой, Г.Л. Бродецкого, В.С. Лукинского, Ф. Харриса, Р. Уилсона, Г. Вагнера, Т. Уайтина, Е. Гафта, Р. Феттера, Д. Дж. Бауэрсокса, Д.Дж. Клосса, Дж. Букана, Ф. Хэнсменна, Дж. Хедли, А.С. Манне, Д. Уотерса, Дж. Ф. Шапиро и многих других.
Исследования в области управления и планирования производства на основе экономико-математических методов и моделей проводились в работах отечественных и зарубежных ученых Л.В. Канторовича, А.А. Первозванского, К.В. Инютиной, М.В. Лычагина, В.Н. Ярославцева, М.Г. Завельского, Н.Б. Мироносецкого, К.А. Багриновского, В.М. Матюшок, Б.И. Кузина, В.Н. Юрьева, Г.М. Шахдинарова, А.В. Пархоменко, Б.И. Герасимова, А.В. Мищенко, В.Ф. Сытника, С.А. Ашманова, О.Б. Низамутдинова, Р.А. Файзрахманова, А.В. Архипова, Е.В. Долговой, Г.Г. Куликова, Б.Г. Ильясова, Л.А. Исмагиловой, И.Г. Сергеевой, Г. Вагнера, Т. Уайтина и многих других.
Исследования в области теории нечетких множеств и нечеткого математического программирования в планировании производства проводились в работах отечественных и зарубежных ученых С.А. Орловского, Ю.П. Зайченко, А.О. Недосекина, А. Овсянко, П.В. Севастьянова, А.Е. Алтунина, М.В. Семухина, Г.Э. Яхъевой, Л.А. Заде, Р.Е. Беллмана, Д. Дюбуа, Г. Праде, Г. Циммермана, Я. Ли, П. Пэя, К. Халима, С. Чанга.
Анализ оптимизационных моделей показывает, что каждая модель решает определенную задачу либо управление запасами, либо планирование производства, либо планирование реализации. Большинство моделей не позволяют учесть нечетко заданные параметры объемов спроса, предложения, цен продажи и т.д. Данная ситуация свидетельствует о необходимости исследований по разработке комплексных моделей, объединяющих задачи управления запасами, планирования производства и реализации в условиях нечеткого описания факторов среды. Модели комплексного планирования рассматривались в работах ученых школы кафедры ИТАС ПНИПУ О.Б. Низамутдинова, Р.А. Файзрахманова, Е.В. Долговой, А.В. Архипова. Данное диссертационное исследование является развитием подходов, изложенных в работах этих ученых, в условиях нечеткого описания факторов среды.
Важность и актуальность указанных задач определили направление настоящего исследования.
Цель и задачи исследования. Целью диссертационного исследования является разработка моделей и инструментальных средств формирования планов производства и реализации продукции в условиях нечеткого описания факторов среды, способствующих повышению эффективности функционирования производственно-экономической системы.
Реализация поставленной цели требует решения следующих задач:
-
Разработать экономико-математическую модель формирования планов производства и реализации продукции на основе комплексного подхода к управлению запасами, планированию производства и реализации продукции в условиях нечеткого описания факторов среды.
-
Разработать методику и алгоритмы формирования планов производства и реализации продукции в условиях нечеткого описания факторов среды.
-
Разработать программное обеспечение для поддержки принятия решений по планированию производства, реализации продукции и управлению запасами в условиях нечеткого описания факторов среды.
Объект исследования. Объектом диссертационного исследования являются процессы планирования основной деятельности и управления запасами в производственно-экономической системе.
Предмет исследования. Предметом диссертационного исследования являются методы и модели планирования производства и реализации в условиях нечеткого описания факторов среды.
Научная новизна исследования. Научная новизна заключается в разработке моделей, методик, алгоритмов и программного обеспечения для формирования планов производства и реализации продукции, отличающихся комплексным описанием процессов управления запасами, планирования производства и реализации продукции в условиях нечеткого описания факторов среды.
Наиболее существенные результаты диссертационного исследования, имеющие научную новизну:
-
Разработана экономико-математическая модель формирования планов производства и реализации продукции, отличающаяся комплексным описанием процессов управления запасами, планирования производства и реализации продукции в условиях нечеткого описания факторов среды, позволяющая оптимизировать план поставок сырья, уровень необходимых запасов, планы производства и реализации продукции по критерию максимума валовой прибыли, обеспечить согласованность этих планов (п.п. 1.1, 1.2, 1.4 паспорта научной специальности 08.00.13).
-
Разработана методика и алгоритмы формирования планов производства и реализации продукции с использованием теории нечетких множеств для описания динамики изменения неопределенных факторов среды, позволяющие, с учетом базовых стратегий управления запасами, сформировать эффективные решения по комплексному планированию процессов производства, реализации и управления запасами с целью обеспечения прибыльности производственно-экономической системы (п. 1.2 паспорта научной специальности 08.00.13).
-
Разработано программное обеспечение для поддержки принятия решений по планированию производства, реализации продукции и управлению запасами, отличающееся от существующих программ наличием инструментария для формирования эффективных планов производства в условиях наличия неопределенных факторов с использованием теории нечетких множеств, для описания которых используются треугольные функции принадлежности. На программное обеспечение получено свидетельство о государственной регистрации. Программное обеспечение допускает интегрирование с информационной системой предприятия (п. 2.3 паспорта научной специальности 08.00.13).
Теоретическая и практическая значимость исследования. Теоретическая значимость исследований заключается в разработке экономико-математических моделей формирования планов производства и реализации продукции предприятия в условиях нечеткого описания факторов среды. Полученные модели могут быть использованы в качестве основы для дальнейших исследований с целью получения новых теоретических и практических выводов.
Практическая значимость полученных результатов состоит в том, что предложенные модели и инструментальные средства способствуют разработке и принятию научно обоснованных и рациональных решений при планировании производства и управлении запасами в условиях недостаточных данных о рыночном спросе и предложении. Предложенные модели позволяют выполнить расчет необходимых производственных запасов, а также планов производства и реализации продукции с учетом выбранной стратегии управления запасами в условиях нечеткого описания факторов среды по критерию максимизации ожидаемой прибыли.
Результаты исследования могут быть использованы на промышленных предприятиях при решении задач планирования производства и управления запасами с целью максимизации ожидаемой прибыли предприятия. Полученные модели и методики рекомендуется использовать в учебном процессе при обучении специалистов в области математических методов и инструментальных средств в экономике.
Методология и методы исследования. Диссертационное исследование базируется на теоретических и методологических публикациях отечественных и зарубежных ученых. В процессе исследования применялись общенаучные методы исследования, методы математического, экономического и системного анализа.
При исследовании теоретических аспектов формирования планов производства и реализации использовались выводы теории стратегического и внутрифирменного планирования, теории организации производства, теории экономики предприятия и управления производством, теории управления запасами.
При разработке моделей, методик, алгоритмов использовались выводы теории экономико-математического моделирования, теории нечетких множеств и экспертных оценок, теории вероятностей и математической статистики, теории принятия решений, методы математического программирования и теории игр, методы принятия решений.
При проектировании и разработке программного обеспечения для поддержки принятии решений использовалась методология SADT, технология объектно-ориентированного программирования.
Положения, выносимые на защиту:
-
Экономико-математическая модель формирования планов производства и реализации продукции на основе комплексного подхода к управлению запасами, планированию производства и реализации продукции в условиях нечеткого описания факторов среды.
-
Методика и алгоритмы формирования планов производства и реализации продукции в условиях нечеткого описания факторов среды.
-
Программное обеспечение для поддержки принятия решений по планированию производства, реализации продукции и управлению запасами в условиях нечеткого описания факторов среды.
Степень достоверности и апробация результатов. Достоверность полученных результатов исследования основана на использовании признанных положений отечественной и зарубежной науки в области планирования и организации производства на предприятии, управления запасами, корректном применении методов теории экономико-математического моделирования, теории нечетких множеств, теории математического программирования, подтверждена апробацией разработанных моделей и инструментальных средств в условиях производства.
Результаты исследований докладывались и обсуждались на научно-технических конференциях «Автоматизированные системы управления и информационные технологии» (г. Пермь, 2010, 2011, 2012, 2013); на Всероссийской научно-практической конференции «Инвестиционная экономика: проблемы, поиски, решения» (г. Санкт-Петербург, 2012); на научно-практической конференции с Международным участием «Инновационная модель экономики и развитие промышленности (ИНПРОМ-2013)» (г. Санкт-Петербург, 2013); на III Международной заочной научно-практической конференции «Решение проблем развития предприятий: роль научных исследований» (г. Краснодар, 2013); на XIII Международной заочной научно-практической конференции «Научная дискуссия: вопросы экономики и управления» (г. Москва, 2013); на научных семинарах кафедры ИТАС ПНИПУ (г. Пермь, 2012, 2013). Основные результаты исследований обсуждались также на научно-методических советах производственных предприятий ООО «Производство керамического кирпича на Закаменной» (г. Пермь, 2012) и ОАО «Горнозаводскцемент» (г. Горнозаводск, 2012).
Ряд положений диссертации нашли практическое применение в учебном процессе в Пермском национальном исследовательском политехническом университете при подготовке и проведении дисциплин «Математические модели в организации производственных процессов», «Теоретические основы экономической статистики», «Нечеткие множества и отношения».
Публикации. Основные положения диссертационного исследования опубликованы в 14 научных работах, из них 4 в научных журналах, рекомендованных ВАК при Минобрнауки России. Получено свидетельство о государственной регистрации программного обеспечения «Система поддержки принятия решений по планированию производства и управлению запасами» (№2013616516), основанного на результатах диссертационного исследования.
Объем и структура работы. Диссертация состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы из 102 наименований и приложений. Работа изложена на 124 страницах печатного текста, содержит 12 таблиц, 24 рисунка.
Актуальность формирования планов производства и реализации продукции при помощи экономико-математических методов
В современных российских экономических условиях, характеризующихся высокой неопределенностью и нестабильностью, существенно повышается роль планирования как одной из важных функций управления производственно-экономической системой предприятия.
Планирование – это, прежде всего, процесс принятия решений, позволяющих обеспечить эффективную деятельность и развитие организации, уменьшить неопределенность. По мнению Рассела Акоффа [1], планирование – это процесс проектирования желаемого будущего предприятия и определение наиболее эффективных путей его достижения. Итогом этого процесса является выработка системы научно обоснованных планов.
При планировании в современных экономических условиях России весьма полезен зарубежный опыт западных стран. Копирования западного опыта, в принципе, не должно быть, так как здесь имеются отличия экономического, политического, социального и даже демографического или национального характера. Вместе с тем целесообразно учитывать зарубежный опыт, использовать применяемые в других странах методы экономического анализа и управления, адаптируя их к специфике российской экономики [28].
Процесс внутрифирменного планирования представляет собой процесс разработки планов текущей работы и развития предприятия, предусматривающих обеспечение запланированного уровня эффективности производства на основе привлечения и рационального использования средств производства и рабочей силы [20]. Результатом процесса внутрифирменного планирования является система планов. План может рассматриваться как проект для достижения некоторой цели, в котором отражаются прогнозы будущего развития организации, промежуточные задачи, стоящие перед компанией в целом и ее структурными подразделениями, механизмы координации текущей деятельности и распределения ресурсов, а также меры на случай чрезвычайных обстоятельств [28]. Советский Союз располагал передовой школой экономического планирования, что неоднократно признавалось во всем мире. Типовая методика составления техпромфинплана была создана на 20 лет раньше аналогичных западных методик. Переход отечественной экономики к рынку привел к внедрению западных методик управления и производственного планирования. В то же время многие предприятия продолжают успешно использовать традиционную отечественную методику планирования [14].
Традиционная отечественная методика планирования [9], [12], [14], [17], [18], [21], [23], [32], [59], [60], [69] включает в себя три взаимосвязанных уровня: стратегическое (долгосрочное), тактическое (среднесрочное), оперативное (краткосрочное) планирование.
Стратегическое планирование, как правило, ориентировано на долгосрочную перспективу 5-10 лет и определяет основные направления развития предприятия [23]. Целью стратегического планирования является формирование стратегического плана. Благодаря стратегическому планированию предприятие может с необходимой точностью оценить свои потенциальные возможности, определить цели и стратегии производственной деятельности.
Потому основными задачами на этом уровне являются: анализ внешней и внутренней среды предприятия, постановка целей, миссии, разработка и анализ стратегических альтернатив, определение стратегии, прогноз ситуации. Хотя стратегический план не имеет жесткой структуры можно, исходя из задач, выделить основные этапы (рис. 1.1):
В условиях плановой экономики, когда внешняя среда, в которой функционировало предприятие, не отличалась динамизмом, стратегическое планирование не получило должного развития. На современном этапе лишь некоторые российские предприятия применяют стратегическое планирование, однако с каждым годом все больше руководителей осознают важность этого вида планирования.
Тактическое планирование является связующим звеном стратегических и оперативных планов. Тактическое планирование осуществляется на период 1 -5 лет. Целью этого этапа является разработка планов и программ по реализации решений принятых на стратегическом уровне. Тактический план включает в себя следующие основные разделы (рис. 1.1): качество продукции для производства в плановом периоде. План производства разрабатывается в натуральном и стоимостном выражении. Объем производства в натуральном выражении характеризуется номенклатурой и ассортиментом выпускаемой продукции в физических единицах соответствующих их потребительским свойствам (меры веса, длины, объема). Основой для определения объема продукции в стоимостном выражении служит план производства продукции в натуральном выражении [55]. На основе сформированного плана производства окончательно определяется ассортимент выпускаемой продукции, ее объемы и формируются остальные планы: план материально-технического обеспечения, план продаж, план по персоналу, финансовый план и т.д.
В зависимости от специфики производства, размеров предприятия могут применяться другие виды планов, например план повышения эффективности производства, план модернизации производства, план результатов и т.д.
Оперативное планирование является завершающим этапом в планировании деятельности предприятия. Периодом, на который осуществляется оперативное планирование, являются малые интервалы времени (час, смена).
Основной задачей оперативного планирования является распределение и детализация тактических планов с целью организации планомерной и ритмичной работы предприятия и его структурных подразделений.
Комплексная модель формирования планов производства и реализации многопродуктовой производственной системы в условиях нечеткого описания факторов среды
В современных экономических условиях России планы производства и реализации целесообразно формировать таким образом, чтобы обеспечить эффективное и стабильное производство в соответствии со стратегическими планами при действии внешних и внутренних факторов. Влияние как внешних, так и внутренних факторов на формирование планов производства и реализации может носить как стимулирующий, так и сдерживающий характер.
Факторы внешней среды – это все те факторы, которые находятся за пределами предприятия и могут на него воздействовать. Внешние факторы являются относительно менее управляемыми и вынуждают предприятия приспосабливаться к их воздействию. Такие факторы в основном связаны с действующей экономической системой, и их влияние носит более долгосрочный характер [45].
В свою очередь, внутренние факторы формирования планов производства и реализации описывают те внутрифирменные ограничения и возможности, которые позволяют предприятиям реализовывать интересующие задачи в рамках текущих и стратегических целей. Они являются относительно управляемыми, а их изменение под влиянием решений предприятия может проходить быстрее, чем изменение рыночных факторов [45].
К внешним факторам (рис. 1.4) можно отнести: макроэкономические факторы, политические и правовые факторы, демографические и социально-культурные факторы, научно-технические факторы, природно-климатические факторы, экологические факторы.
Макроэкономические факторы определяются в основном особенностями развития экономической системы: влиянием государства на производственную сферу (налоги, инвестиции), макроэкономическими показателями (темпы роста, инфляции, курс обмена валют и т.д.), конкуренцией, степенью определенности и стабильности основных показателей (спроса, предложения, цен), развитием сырьевых рынков, действием поставщиков и посредников.
Политические и правовые факторы определяются факторами
законодательного и государственного характера. К таким факторам могут быть отнесены изменения в налоговом законодательстве, расстановка политических сил, отношения между деловыми кругами и правительством, патентное законодательство, денежно-кредитная политика и так далее [40].
Демографические и социально-культурные факторы определяются динамикой численности населения, культурными ценностями, предпочтениями потребителей к продукции, что оказывает влияние на численность потребителей, возможности подбора квалифицированных кадров, структуру спроса.
Научно-технические факторы определяются развитием, применением новых технологий и научных достижений в сферах производства.
К природно-климатическим факторам относятся: наличие энергоресурсов, транспортных коммуникаций, климатические условия, которые оказывают прямое воздействие на размещение предприятия, а, следовательно, на издержки предприятия, связанные с транспортировкой материально-сырьевых ресурсов [22].
Экологические факторы выступают в качестве ограничений с точки зрения возможностей использования природного сырья и загрязнения окружающей среды отходами, образующимися в процессе производства [22].
Наиболее значительное влияние из внешних факторов на формирование планов производства и реализации продукции оказывают колебания и степень определенности спроса. Колебания могут быть вызваны сезонностью продукции, изменчивостью предпочтений потребителей, повторяющимися и случайными событиями. В данном исследовании автор присоединяется к выводам, сделанными в работе [5], о том, что наиболее гибкими и эффективными подходами к устранению негативного влияния сезонных колебаний являются создание запасов и диверсификация производства. Также необходимо учитывать, что создание запасов напрямую зависит от степени естественной убыли продукции, а диверсификация производства от возможностей предприятия.
Так при малой степени естественной убыли можно производить дополнительные объемы продукции для удовлетворения потребностей в будущем. При большой степени естественной убыли продукции целесообразно диверсифицировать производство, либо использовать дополнительное оборудование для увеличения срока годности. Таким образом, использование этих подходов при формировании планов производства и реализации является актуальным направлением развития систем производства в современных экономических условиях.
Что касается определенности спроса, то различают три степени: полная определенность, частичная и полная неопределенность. Ситуация полной неопределенности характеризуется тем, что спрос может принять любые значения из фиксированного множества, но вероятности, что будет принято то или иное значение неизвестны. Выделяют два случая: а) вероятности не известны в силу отсутствия необходимой статистической информации; б) ситуация не статистическая и об объективных вероятностях говорить вообще не имеет смысла (это ситуация чистой неопределенности в узком смысле) [68].
Ситуацию полной неопределенности следует отличать от частичной неопределенности или ситуации риска. Под риском понимают ситуацию, в которой неизвестно точно, что случится, но представляют вероятность каждого из этих исходов. Неопределенность же означает недостаток информации о вероятных будущих событиях. Необходимо отметить, что неопределенность не есть что-то отрицательное для фирмы, и она не должна обязательно снижать ее уровень. Неопределенность затрудняет принятие решений фирмой, но она мешает и принятию решений конкурентам [68].
К внутренним факторам (рис. 1.4) можно отнести: производственно-технические факторы, факторы кадрового оснащения, факторы финансового положения, факторы инновационной деятельности, маркетинговые факторы, управленческие факторы.
Производственно-технические факторы определяются техническими возможностями предприятия, их резервами. Технический уровень производственного процесса определяет возможность модернизации оборудования, быстрой переналадки оборудования и другие действия, связанные с вероятными изменениями в покупательском спросе. От технического уровня производственного процесса зависит гибкость производственной программы в краткосрочном и среднесрочном периодах [45].
На основе технических возможностей предприятия определяется один из важных показателей предприятия – производственная мощность.
Отметим, что понятие производственной мощности имеет неоднозначную трактовку. Так в работе [26] российские ученые Кривякин А.С. и Попов В.Н. рассматривают эволюцию понятия производственной мощности, анализируют влияние различных факторов.
Ученые Кривякин А.С. и Попов В.Н. заключают, что в условиях современной экономики нестабильность и изменчивость внешней среды обуславливает необходимость рассмотрения содержания производственной мощности с учетом характеристик производственных ресурсов, участвующих в процессах производства, которые целесообразно делить на две части: постоянная (производственное оборудование, приспособления, площади), обусловленные применением технологии и переменная – трудовые, материальные, информационные ресурсы. Выявлено, что для эффективного использования производственной мощности предприятия необходимо наличие следующих условий: экономически обоснованного объема выпуска продукции с учетом выявленных требований потребителя по качеству, рассчитанного при полном соблюдении реальных режимов работы оборудования и полном использовании площадей, соответствующей квалификации занятых работников, реализацией намеченных мероприятий по совершенствованию технологии, организации производства и труда [26].
В заключении авторы определяют производственную мощность как максимальный объем выпуска продукции, который может быть получен при средних нормальных режимах работы предприятия с учетом оптимальных условий эксплуатации основных производственных фондов. [26]. Этого определения будем придерживаться в дальнейшем исследовании.
Архитектура программного обеспечения.
Полученная модель является задачей нечеткого математического программирования, критерием оптимизации которой является величина валовой прибыли, складываемая из компонент доходов от продаж и затрат на производство продукции, закупки и поставки сырья.
В систему ограничений входят требования в максимальном удовлетворении спроса (2.16) и обеспечении производства сырьем (2.17), ограничения по доступной производственной мощности (2.14), доступным объемам сырья (2.20) и объемам складов (2.19), (2.20). Учет данных ограничений позволяет формировать оптимальный план производства и реализации даже в случае не полного удовлетворения спроса, а также при наличии сезонных колебаний спроса.
В результате решения оптимизационной задачи (2.13) - (2.20) определяются нечеткие множества объемов поставок Yu сырья вида /, объемов Хгот производства готовой продукции, объемов реализации R-от готовой продукции, объемов запасов Zcu, Zгот сырья вида /, готовой продукции вида к, а также прибыли П. Единственное решение уи, хгот, г-от, ід, zгот определяется с помощью методов дефаззификации (метод центра тяжести, метод максимума и т.д.), поиска компромиссного решения с использованием критериев принятия решений (Гурвица, Байеса и т.д.), метода - среза.
При наличии накопленной статистики исходными данными для модели (2.13) - (2.20) являются прогнозные значения, доверительные интервалы, получаемые путем прогнозирования по определенному методу (классический анализ временных рядов, экспоненциальное сглаживание, построение уравнения регрессии и т.д.), либо полученные из закона распределения случайной величины при заданной вероятности. В этом случае модели сводятся к решению задач интервального программирования.
При стратегии управления запасами с фиксированным размером заказа объемы закупок можно вычислить по основной формуле из теории делимости [11] Xi-Zl NM-Zl, где величины Nu, 1 = й,і = й нечеткие множества, выражающие число закупок сырья партиями фиксированного размера q, l = l,r. Преобразуя выражение, получаем ограничение (2.17), в котором Yu = Nuq,. Отсюда следует, что модель (2.13) -(2.20) может быть применена при использовании стратегии управления запасами с фиксированным размером заказа.
Таким образом, автором данного исследования получена комплексная одно продуктовая модель формирования оптимального плана производства и реализации. Полученная модель позволяет получить оптимальные объемы производства, при которых достигается максимальная прибыль, а также объемы закупок сырья, запасы сырья и готовой продукции на каждом этапе, что решает поставленную задачу. Модель может быть модифицирована с учетом особенностей того или иного производства, потому построенная модель может быть принята в качестве базовой. В отличие от известных моделей, разработанная модель (2.13) – (2.20) позволяет формировать планы производства и реализации в условиях нечеткого описания факторов среды, что представляет собой определенную научную новизну. Учет процессов в рамках единой модели позволит обеспечить согласованность получаемых планов, сократить число итераций и время при расчете планов, а также учитывать новые ограничения. Модель (2.13) – (2.20) позволяет оперативно пересчитывать результаты при изменении (уточнении) исходных данных, что обеспечивает гибкость и повышает точность планирования. Это особенно актуально в условиях неопределенности.
Комплексная модель формирования планов производства и реализации многопродуктовой производственной системы в условиях нечеткого описания факторов среды Постановка задачи
Рассматривается производственно-экономическая система предприятия, взаимодействующая с системами рынка сырья и рынка сбыта (рис. 2.4).
Схема производственно-экономической системы предприятия Предприятие производит продукцию нескольких видов, для которой требуется несколько видов сырья. При этом производство может быть многостадийным, при котором сначала изготавливаются полуфабрикаты, а затем готовая продукция. Также возможны ситуации производства нескольких видов продукции на одном и том же оборудовании (производственной линии), совместное потребление сырья или полуфабрикатов одного вида.
Для обеспечения производства предприятие располагает производственными помещениями, складами сырья, полуфабрикатов и готовой продукции ограниченной вместимости. Сырье поставляется от одного или нескольких поставщиков и отгружается на соответствующий склад. При этом поставка каждого вида сырья осуществляется согласно одной из базовых стратегий управления запасами (стратегия с фиксированным интервалом, стратегия с фиксированным размером заказа).
В процессе производства сырье поступает со склада сырья и по известной технологии с учетом норм потребления, производственных мощностей (оборудования и трудовых ресурсов), имеющихся в наличии запасов сырья изготавливаются полуфабрикаты, необходимые для производства готовой продукции. Затем полуфабрикаты поступают в качестве сырья для производства готовой продукции, либо поставляются потребителям. В процессе производства готовая продукция отгружается на склад готовой продукции, откуда реализуется потребителям.
Формирование годового плана производства и реализации ОАО «Горнозаводскцемент» в условиях нечеткого описания факторов среды
Процесс работы с программным обеспечением начинается с главного окна, в котором размещено навигационное меню. Навигационное меню содержит пункты «Модель», «Ведение данных», «Справка». Пункт «Модель» содержит подпункты «Создать модель», «Открыть модель». «Ведение данных» содержит подпункты, предоставляющие доступ к редактированию таблиц данных.
При создании новой модели создается отдельный расчетный лист. На каждом расчетном листе помещается панель параметров для модели (рис. 3.4) с кнопкой «Расчет».
После выполнения расчета модели, план производства и реализации представляется в виде таблицы и диаграммы (рис. 3.4), также рассчитывается и отображается значение планируемой прибыли. Повторный расчет (при тех же или иных параметрах) приведет к созданию еще одного расчетного листа. Такая организация позволяет анализировать и сравнивать рассчитанные оптимальные планы производства и реализации. Любой результат можно сохранить нажатием на кнопку «Сохранить» и далее в пункте «Открыть модель» открыть рассчитанную модель. Также любой результат можно экспортировать в пакет MS Excel нажатием кнопки «Экспорт в Excel».
Раздел «Ведение данных» (рис. 3.5) предоставляет пользователю возможность актуализировать имеющиеся данные по основным показателям: ценам, объемам, затратам и так далее.
Таким образом, разработана система поддержки принятия решений по формированию оптимальной производственной программы с учетом нечетко заданных производственных и рыночных ограничений. Данная система позволяет рассчитать оптимальную производственную программу, произвести ее анализ и предоставить результаты в удобном виде пользователю для принятия научно обоснованного решения. Рисунок 3.4 – Интерфейс программного обеспечения Интерфейс ведения данных программного обеспечения
Программное обеспечение для поддержки принятия решений может использоваться промышленными предприятиями для планирования и анализа производственной деятельности в условиях неопределенности. ГЛАВА 4. АПРОБАЦИЯ МОДЕЛЕЙ И ИНСТРУМЕНТАЛЬНЫХ СРЕДСТВ НА ПРЕДПРИЯТИИ ОАО «ГОРНОЗАВОДСКЦЕМЕНТ» В данной главе представлены результаты моделирования плана производства и реализации продукции в программном обеспечении для поддержки принятия решений на данных предприятия ОАО «Горнозаводскцемент». Произведен анализ результатов, доказана эффективность.
ОАО «Горнозаводскцемент» является одним из крупных современных предприятий по производству цемента в России. Ежегодный объем выпускаемой продукции достигает 2 млн. тонн. Благодаря своеобразию исходного сырья, горнозаводские цементы обладают повышенной скоростью затвердевания - по сравнению с аналогичными марками цемента других производителей. По результатам испытаний независимой сертификационной фирмы «Technodes», уже на третьи сутки портландцементы ОАО «Горнозаводскцемент» набирают свыше 60% прочности, что существенно сокращает сроки строительства несущих железобетонных конструкций [35]. По желанию потребителей ОАО «Горнозаводскцемент« может обеспечить выпуск специальных цементов с напрягающими, безусадочными, сульфатостойкими свойствами. Близость месторождения сырья благоприятствует более оперативному проведению всего производственного процесса от добычи сырья до поставки конечным потребителям.
Клиентами завода являются тысячи компаний, основными из которых являются: ОАО «Пермтрансжелезобетон», ОАО «ЖБК-1», ЗАО «Сентябрь», ОАО «Уралхиммонтаж», ОАО «Пермский завод силикатных панелей», ОАО «Стройпанелькомплект» [35].
В настоящее время при формировании плана производства и реализации практически не применяются математические модели, нечеткие множества. Используются традиционные методы разработки плана производства, позволяющие формировать лишь один вариант производства и не учитывающие нарастающую с ходом развития экономики неопределенность и нестабильность.
Применение нечетких множеств и формирование плана производства и реализации на основе этих множеств поможет сформировать несколько вариантов производства с разной степенью уверенности, оценкой прибыли. Применение комплексных моделей помогает сформировать оптимальный план производства с учетом возможностей поставок, производства и реализации продукции.
В данной диссертационной работе рассматривается моделирование производственной деятельности на основе данных 2007 года. В 2007 году предприятие выпускало: портландцемент с 20% минеральными добавками марок ПЦ-400-Д20; бездобавочный портландцемент марки ПЦ-500-Д0. Цементы с 20% минеральными добавками марки ПЦ-500-Д20; с нормируемыми добавками марок ПЦ-400-Д20Н, ПЦ-500-Д0Н; тампонажный бездобавочный марки ПЦТ-I-50; тампонажный с добавками марки ПЦТ-II-50 сняты с производства и в расчете производственной программы не участвуют. Каждый вид цемента имеет свою рецептуру, особенности производства и сферу применения при строительстве.
В строительстве, для производства сборного железобетона,
фундаментов, стеновых панелей и др. применяется цемент марки ПЦ-400-Д20, обладающий хорошей водостойкостью и морозостойкостью. Цемент марки ПЦ-500-Д20 применяется в строительстве промышленных, жилых зданий для производства железобетонных изделий, фундаментов, для приготовления бетонных и строительных растворов. В сравнении с портландцементом, цемент этой марки обладает повышенной водо и морозостойкостью, сопротивляемостью коррозии.
Цемент марки ПЦ-500-Д0 - бетон высокой начальной прочности, область его применения: промышленное строительство, аварийные ремонтные и восстановительные работы, где к продукту предъявляются высокие требования к водостойкости, морозоустойчивости, долговечности. Тампонажный цемент применяют для цементирования нефтяных и газовых скважин.
Нормированный цемент используется для дорожных и аэродромных покрытий, железобетонных напорных и безнапорных труб, железобетонных шпал, стоек опор линий электропередач, контактной сети железнодорожного транспорта. ПЦ 400-Д0-Н подходит для всех изделий. ПЦ 400-Д20-Н, ПЦ 500-Д20-Н при добавлении гранулированного шлака используется для приготовления бетонных дорожных покрытий.
