Введение к работе
Актуальность темы. Активизация развития малого бизнеса является объективной необходимостью для России, идущей по пути инновационного развития. В связи с возрастающей ролью малых инновационных предприятий создание благоприятных условий для их функционирования стало одним из приоритетов Правительства РФ на современном этапе. При существующих тенденциях весьма актуальным является применение методов математического моделирования для оптимизации деятельности малых промышленных предприятий (МП). Также важно вооружить менеджеров МП математическим и программным инструментарием, необходимым для улучшения качества и оперативности принимаемых решений.
Малое предприятие, работая в условиях определенных ограничений, может успешно функционировать в конкурентной среде в основном за счет использования внутренних резервов, выявление которых возможно только с помощью математических моделей и алгоритмов составления оптимальных расписаний и прогнозирования процесса производства.
В нашей стране и за рубежом накоплен достаточный арсенал математических моделей и методов синтеза систем, но, несмотря на это, работу по реализации идей математического моделирования составления оптимальных расписаний в конкретных производственных условиях не следует считать завершенной. Задачи построения производственных расписаний являются NP-трудными с огромной размерностью и наличием большого числа ограничений сложной формы. Для них характерна сильная зависимость уже на уровне математических моделей и представления данных от специфики конкретных производственных условий. Поэтому прямое применение существующих моделей и алгоритмов к задаче составления производственных расписаний на МП не представляется возможным. Особую значимость в связи со сложностью и трудоемкостью решения таких задач принимают информационные технологии. Однако, существует ряд проблем использования на МП современных информационных систем (АPS, MES-систем), позволяющих составлять детальные производственные расписания.
Таким образом, тема диссертационного исследования, направленная на разработку и реализацию адекватной математической модели и алгоритмов составления расписаний и прогнозирования процесса производства на МП является актуальной.
Цель работы. Целью диссертационной работы является разработка и программная реализация адекватной математической модели и алгоритмов составления расписаний и прогнозирования производства на малом предприятии.
Задачи исследования. Для достижения поставленной цели необходимо решить следующие задачи:
исследовать существующие модели и методы составления календарных расписаний;
разработать эвристический алгоритм составления календарных расписаний, отвечающий требованию оперативности;
провести исследование математических моделей и разработать алгоритмы краткосрочного прогнозирования управляющих величин модели и характеристик движения производства;
разработать алгоритм расчета объемных показателей модели;
разработать имитационную модель движения производства, адекватно отражающую специфику малого предприятия;
реализовать разработанные модель и алгоритмы в виде комплекса программ;
провести апробацию результатов работы на реальном производственном объекте.
Методы исследования. Основные результаты диссертационной работы получены с использованием методов математического моделирования, методов исследования операций, теории расписаний, численных методов, теории временных рядов и информационных технологий.
Научная новизна работы заключается в следующем:
разработан эвристический алгоритм составления производственных расписаний, отвечающий требованию оперативности;
разработаны алгоритмы краткосрочного прогнозирования управляющих величин модели и характеристик движения производства;
построена имитационная модель движения производства, адекватно отражающая специфику МП;
разработан комплекс программ для реализации разработанных модели и алгоритмов.
Практическая значимость работы заключается в том, что разработаны и зарегистрированы программы, реализующие представленные в диссертационной работе метод и алгоритмы. Созданный программный комплекс представляет собой гибкий инструмент автоматизированного построения производственных расписаний, прогнозирования и исследования динамики процесса производства на всех стадиях производственного цикла. Программный комплекс внедрен на МП ООО “Новгородский автоагрегатный завод” (ООО “НААЗ”).
На защиту выносятся следующие основные результаты работы:
1) Эвристический алгоритм составления производственных расписаний, отвечающий требованию оперативности.
2) Алгоритмы краткосрочного прогнозирования управляющих величин модели и характеристик динамики процесса производства.
3) Имитационная модель движения производства, отражающая специфику производства на МП.
4) Комплекс программ для реализации разработанных модели и алгоритмов.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы были доложены на XIX международной научно-методической конференции “Математика в ВУЗе” (Псков, 2006 г.); III-м международном форуме молодых ученых (Самара, 2007 г.); V международной научно-методической конференции “Математическое моделирование в образовании, науке и производстве” (Тирасполь, 2007 г.); VI международной научно-методической конференции “Математическое моделирование в образовании, науке и производстве” (Тирасполь, 2009 г.); VIII международной научно-практической конференции “Исследование, разработка и применение высоких технологий в промышленности” (Санкт-Петербург, 2009 г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 10 печатных работ, в том числе три статьи в журналах, рекомендуемых ВАК, и два свидетельства о государственной регистрации программы для ЭВМ.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, пяти глав с выводами, заключения, списка использованных источников и трех приложений. Общий объем работы составляет 169 страниц, из них 136 страниц основного текста, включая 30 рисунков и восемь таблиц. Список литературы содержит 120 наименований.
