Содержание к диссертации
Введение
ГЛАВА 1. Обзор исследований в области автоматизации нормирования трудозатрат и управления трудовыми ресурсами 9
1.1. Тенденции развития современных систем управления промышленным производством 10
1.2. Нормирование труда как компонент системы управления машиностроительным производством 12
1.2.1. Общее описание компонентов системы управления машиностроительным производством 12
1.2.2. Информационная поддержка нормирования трудозатрат в машиностроительном производстве 18
1.3. Роль нормирования трудозатрат для информационной поддержки управления машиностроительным производством 23
1.3.1. Методы нормирования трудовых ресурсов 23
1.3.2. Нормативные материалы для нормирования труда 40
1.3.3. Методы нормирования и их классификация 45
1.4. Проблемы стандартизации информационных систем управления машиностроительным производством 55
1.5. Постановка цели диссертационной работы 63
ГЛАВА 2. Информационно-методическое обеспечение нормирования труда в процессах механической обработки 65
2.1. Типовая схема информационных потоков служб машиностроительного предприятия, участвующих в процессах технологической подготовки производства 65
2.2. Инфологическая модель процесса нормирования труда 75
2.3. Модель технологического процесса 78
2.3.1. Технологическая информация (для нормирования трудозатрат) 78
2.3.2. Справочная информация нормирования трудозатрат 87
2.4. Описание математической модели справочной информации 107
2.5. Выводы по второй главе 111
ГЛАВА 3. Бизнес для поддержки управленческих решений (трудозатраты) 112
3.1. Бизнес-функции как инструмент управления 112
3.2. Бизнес-функция по формированию первичной информации 112
3.3. Бизнес-функция получения интегральных показателей 130
3.4. Бизнес-функция для систем принятия производственных управленческих решений 133
3.5. Выводы по третьей главе і 134
Заключение 135
Список используемых источников 138
Приложения 147
- Общее описание компонентов системы управления машиностроительным производством
- Нормативные материалы для нормирования труда
- Типовая схема информационных потоков служб машиностроительного предприятия, участвующих в процессах технологической подготовки производства
- Бизнес-функция по формированию первичной информации
Введение к работе
В период становления рыночной экономики происходит усложнение процессов управления машиностроительным предприятием. Это связано в первую очередь с возросшими объемами номенклатуры выпускаемых изделий, сложностью их конструкций, высокой точностью изготовления, многообразием технических приемов и процессов, которые не только порождают сложные маршруты межоперационного и межцехового перемещения предметов труда, но и требуют определенного количества высококвалифицированных рабочих для выполнения текущих заказов.
Для эффективного оперативного управления машиностроительным производством необходимо перерабатывать большие потоки информации, получить которые, а также проанализировать и оперативно отреагировать, невозможно без применения информационных систем управления.
В наиболее применяемых в России информационных системах (T-Flex [2, 3, 105], Галактика [38, 61, 76, 92, 93], Парус [47], Solid [36] и т.п.) нормирование трудозатрат на изготовление продукции либо не предусмотрено, либо представлено в виде статистических данных только на отдельные технологические операции или отдельные типовые технологические процессы. Предварительный расчет трудозатрат и необходимого количества работников нужной квалификации ни в одной из данных систем не представлен.
Поэтому решение задачи расчета и анализа трудозатрат является актуальным для машиностроительных предприятий.
Настоящее исследование и разработка автоматизированной системы нормирования трудозатрат в промышленном предприятии базируется на трудах отечественных и зарубежных ученых, в той или иной степени касающихся проблемы совершенствования системы информационной поддержки управления трудовыми ресурсами машиностроительного предприятия: В.Б. Бычина [26, 27], Б.М. Генкина [29], И.М. Разумова [85], С.А. Соколицина [99], E.B. Судова [35, 54, 55, 103, 104], ИЛ. Норенкова [65] и др.
Однако и в их трудах не нашли в полной мере отражения вопросы ч совершенствования информационной системы эффективного предвари тельного расчета трудозатрат в процессе выполнения текущих заказов в машиностроительном производстве.
і Объектом исследования является машиностроительное производство.
«- Предметом исследования являются процессы нормирования трудозатрат.
Целью исследования является повышение эффективности процесса нормирования трудозатрат и системы принятия производственных управленческих решений на машиностроительном предприятии.
В работе поставлены следующие задачи:
1. Провести системный анализ нормирования трудозатрат и его информационного обеспечения в машиностроении.
2. Провести анализ существующих информационных систем в плане автоматизации нормирования трудозатрат.
3. Разработать метод формализации описания расчетной и справочной информации по трудозатратам.
4. Разработать практическую реализацию базы данных по нормированию труда при проектировании технологических процессов.
5. Разработать алгоритм и процедуру автоматического нормирования трудозатрат.
6. Разработать программное обеспечение для автоматизации системы ( ч нормирования технологических процессов и формирования интегрированных показателей в СППУР на машиностроительном предприятии.
Применяются следующие методы исследования: методики нормирования трудозатрат НИИ труда; реляционное исчисление; теория реляционных баз данных; алгебра множеств; алгебра логики предикатов первого порядка. Для практической реализации автоматизации нормирования трудозатрат использовалась система программирования BorlandDelphi, на базе СУБД INTERBASE.
Научная новизна работы состоит в следующем:
1. Разработана методика описания универсальной расчетной и справочной информации для нормирования трудозатрат в условиях машиностроительного производства.
2. Разработана система бизнес-функций, обеспечивающая оперативную информационную поддержку лицам, принимающим решения и управляющим трудовыми ресурсами предприятия.
Практическая ценность работы заключается в том, что полученные теоретические положения позволили разработать и внедрить информационную систему поддержки принятия управленческих решений на ОАО «Костромской судостроительно-судоремонтный завод» (ОАО КССЗ), а также на ЗАО «Костромской завод автоматических линий и специальных станков» (ЗАО КЗАЛ).
В состав программного обеспечения входят модули ввода и редактирования справочной информации; ввода и редактирования технологической информации; расчета нормативных трудозатрат на заказ на основе бизнес-функций; ввода и параллельного с технологическим проектированием автоматического расчета трудозатрат.
Технико-экономическую эффективность разработанного программного комплекса подтвердили результаты его внедрения на ОАО «Костромской судостроительно-судоремонтный завод» и на ЗАО «Костромской завод автоматических линий и специальных станков»: была повышена рентабельность производства без дополнительных трудовых и материальных затрат за счет сокращения сроков освоения и выпуска новой продукции, а также за счет более эффективного использования трудовых ресурсов и оперативного принятия управленческих решений.
Реализация работы. Разработана структура базы данных (модель метаданных) для решения задач нормирования трудовых ресурсов и на ее базе созданы программные модули, которые реализованы в информационной системе предприятия ОАО «Костромской судостроительно-судоремонтный завод» и ЗАО «Костромской завод автоматических линий и специальных станков».
Разработанная система представлена в СУБД INTERBASE для реализации бизнес-функций и поддержки документооборота в процессе решения задач использования и нормирования трудовых ресурсов.
Практическая реализация системы поддержки принятия решений при управлении трудовыми ресурсами в объектно-функциональной системе производства показала повышение эффективности управления машиностроительным предприятием.
Апробация работы. Основные положения диссертационной работы апробированы на межрегиональных научных конференциях Костромского государственного технологического университета (1999 - 2004г.г.); VI межрегиональной научной конференции «Молодежь и экономика» 17—18 апреля 2002г. в г. Ярославле; научно-методических семинарах кафедры вычислительной техники Костромского государственного технологического университета; 56-й межвузовской научно-технической конференции молодых ученых и студентов 20-23 апреля 2004 г. в г. Костроме; XVII международной научной конференции «Математические методы в технике и технологиях» 1-3 июня 2004 г. в г. Костроме.
Положения, выносимые на защиту:
1. Методика универсального описания расчетной и справочной информации для нормирования трудозатрат в условиях машиностроительного производства.
2. Система бизнес-функций, обеспечивающая оперативную информационную поддержку лицам принимающим решения и управляющим трудовыми ресурсами предприятия.
Общее описание компонентов системы управления машиностроительным производством
В настоящее время за рубежом применяются стандарты, регламентирующие процедуры интегрированной логистической поддержки (ИЛП) на всех этапах жизненного цикла (ЖЦ) изделия. Создание системы ИЛП в соответствии с этими стандартами обеспечивает гарантии того, что все требования к поддержке изделия идентифицированы и регламентированы, нацелены на оптимизацию полной совместимости ЖЦ и реализуются путем принятия эффективных решений [6, 8, 46, 54, 55, 103].
В соответствии с общими методическими принципами CALS функции и возможности современной системы ИЛП определяются наличием интегрированной информационной системы (ИИС), посредством которой осуществляется информационный обмен между всеми участниками поддержки ЖЦ. ИИС, представляющая собой совокупность распределенных БД, построенных на основе единой информационной модели, содержит хронологическую информацию как о конкретном экземпляре изделия, так и обо всем парке таких изделий. Основные процессы ИЛП, их связь с процессами разработки и производства, возможное распределение ролей, выполняемых разработчиком, производителем и заказчиком (эксплуатантом), представлены на функциональной схеме (рис. 1.1). Схема составлена с использованием нотации IDEFO, согласно которой стрелки, присоединенные к левым сторонам блоков, означают входы в соответствующий процесс, к правым сторонам - выходы, к верхним сторонам - управляющие воздействия, к нижним - «механизмы», с помощью которых (или силами которых) выполняется процесс. В качестве таковых на диаграмме обозначены: разработчик (Р), производитель (П), заказчик (3), субподрябчик (СП), сервисная служба (обслуживающее подразделение) (СС). Метки, связанные со стрелками диаграммы, укрупненно отображают входные и выходные информационные и материальные потоки соответствующих процессов. На основе этой диаграммы разработана структура информационной модели. Согласно схеме в процессе разработки изделия формируется структура изделия, т.е. его покомпонентный (поэлементный) состав, и отношения видимости, указывающие, какие элементы (системы, агрегаты, узлы, детали) входят в состав изделия непосредственно, а какие - в составе других элементов. Иными словами, формируется древовидный граф (дерево), описывающий структуру изделия. Элементами структуры приводятся в соответствие расчетные (проектные) характеристики, определяющие свойства изделия в целом и его элементов. Структура изделия и характеристики служат исходным материалом для АЛЛ. Стандартом DEF STAN 00-60 предусмотрено решение нескольких десятков задач, разбитых на шесть групп [ 103]: анализ видов, последствий и критичности отказов (АВПКО); анализ уровней ремонта (АУР); анализ видов обслуживания, обеспечивающего надежность (ООН); расчет стоимости ЖЦ; расчет потребности в запасных частях и расходных материалах; расчет потребности в обслуживающем и ремонтном персонале. Подробная структура функциональной схемы интегрированной На основе ЭСИ, руководствуясь требованиями стандартов, разработчик силами специальных подразделений и сотрудников разрабатывает типовые регламенты и технологии технического обслуживания и ремонта (ТОиР) изделия, включающие в себя, в частности, типовые нормативы (потребная трудоемкость, специальности и уровни квалификации персонала, потребность в запчастях и расходных материалах для выполнения регламентных работ). На рис. 1.2. показана схема информационного взаимодействия компонентов системы управления машиностроительным предприятием, на которой показаны компоненты системы управления, их взаимодействие друг с другом, а также их взаимодействие с разными базами данных.
Нормативные материалы для нормирования труда
Производственные и трудовые процессы отличаются большим многообразием. Соответственно и нормы труда должны учитывать: -технические факторы (характеристики оборудования и предметов труда, технологию производства); - организационные факторы (формы разделения и кооперации труда, совмещения профессий, организации рабочего места и его обслуживания, методы и приемы труда); -психофизиологические факторы, зависящие прежде всего от исполнителя работ (пол, возраст, антропологические данные (рост, длина рук, ног), сила, ловкость, эмоциональная уравновешенность, выносливость и др); - социальные факторы, зависящие также прежде всего от исполнителя работы (культурно-технический уровень, стаж работы); - характеристики работы - содержательность, привлекательность труда и др.; -стоимость исходных материалов, инструмента, изготовляемой продукции, а также их качество и др. Многообразие факторов, влияющих на величину затрат труда, обобщено в классификации, разработанной НИИ труда. В то же время при наличии большого разнообразия выполняемых работ они могут быть расчленены на отдельные элементы (приемы, трудовые действия, движения), повторяющиеся в большинстве работ. На основе такой дифференциации построены типовые проекты организации рабочих мест, карты организации труда, а также создана база для нормирования труда на типовой основе в виде нормативных материалов. Обширная нормативная база для нормирования труда была создана в нашей стране в 70-80-е годы в централизованном порядке НИИ труда и отраслевыми НИИ для типичных или стандартных условий труда. Нормативные материалы для нормирования труда представляют собой совокупность нормативов и единых или типовых норм. «Разрабатываются они применительно к различным вариантам усредненных или типизированных организационно-технических условий выполнения работы для многократного использования при расчете норм затрат труда» [57]. И служат «строительным материалом» и исходными величинами для разработки норм труда в конкретных условиях производства. «Кроме того, нормативные материалы разрабатываются специальными нормативно-исследовательскими организациями (за исключением местных нормативных материалов), а нормы - предприятием» [68]. По сфере применения существуют нормативы межотраслевые (общепромышленные), отраслевые и местные. Межотраслевые нормативы устанавливаются на работы, однотипные по содержанию и выполняемые в различных отраслях экономики (например, станочные, сварочные, кузнечные, слесарные и др.). Оптимальный уровень охвата межотраслевыми нормативами составляет 85% [57].
Отраслевые нормативы разрабатываются на работы, выполняемые в определенной области промышленности с учетом ее технико-экономических особенностей (например, часовая, инструментальная, автомобильная и др.). Местные нормативы устанавливаются на работы, не отраженные межотраслевыми и отраслевыми нормативами, характерные для данного предприятия. По видам регламентирования величин различают нормативы режимов оборудования, нормативы затрат труда, нормативы регламентированных перерывов в работе. Нормативы режимов оборудования - регламентированные величины режимов работы оборудования, направленные на наиболее целесообразное его использование и зависящее от вида и мощности оборудования, характеристики применяемых материалов, инструмента, класса точности, чистоты обработки, технологии изготовления продукции и др. Так, нормативы режимов обработки деталей на токарных станках с учетом выше названных факторов содержат значения глубины резания, скорости подачи инструмента, скорости вращения шпинделя станка. Нормативы режимов оборудования разрабатываются на основе выявления его технологических возможностей при проведении исследований. По этим нормативам в соответствии с выбранным режимом работы определяют машинно-автоматическое и машинное время выполнения работы. Нормативы затрат труда подразделяются на нормативы времени и нормативы численности. Нормативы времени - это регламентированные затраты времени на выполнение отдельных элементов операции на трудовые движения, трудовые действия и приемы (дифференцированные нормативы) и на комплекс трудовых приемов (укрупненные нормативы). По видам затрат рабочего времени различают нормативы основного, вспомогательного, оперативного времени, времени обслуживания рабочего места. Нормативы времени устанавливаются для типичных, часто повторяющихся элементов операции (например, установка, крепление, снятие детали при работе на станке). В этом случае в качестве факторов, влияющих на норму времени, приняты вес детали, способы ее установки и крепления. Нормативы вспомогательного времени на приемы управления токарным станком в условиях массового производства (включение и выключение вращения шпинделя, изменение числа оборотов, числа подачи, поворот резцовой головки и др.) установлены в зависимости от способа их выполнения, расстояния перемещения, диаметра изделия.
Типовая схема информационных потоков служб машиностроительного предприятия, участвующих в процессах технологической подготовки производства
Для эффективного оперативного управления машиностроительным производством необходимо оперативно реагировать на возникающие проблемы рационального использования трудовых ресурсов, что практически невозможно эффективно осуществить без применения информационных систем управления.
В связи с этим решение задач информационной поддержки процессов управления трудовыми ресурсами легло с основу исследования и определило его цель, состоящую в разработке модулей информационной поддержки принятия управленческих решений по управлению трудозатратами в условиях оперативного планирования и прогнозирования плановых показателей. Для достижения поставленной цели в ходе исследования были решены следующие задачи: 1. Проведен системный анализ нормирования трудозатрат и его информационного обеспечения в машиностроении. 2. Проведен анализ существующих информационных систем в плане автоматизации нормирования трудозатрат. 3. Разработан метод формализации описания расчетной и справочной информации по трудозатратам. 4. Разработана практическая реализация базы данных по нормированию труда при проектировании технологических процессов. 5. Разработан алгоритм и процедура автоматического нормирования трудозатрат. 6. Разработано программное обеспечение для автоматизации системы нормирования технологических процессов и формирования интегрированных показателей в СППУР на машиностроительном предприятии. Для практической реализации автоматизации нормирования трудозатрат использовался язык программирования BorlandDelphi, на базе СУБД INTERBASE. В ходе решения поставленных исследовательских задач была разработана модель реляционной базы данных универсального описания расчетной и справочной информации для нормирования труда в условиях машиностроительного производства. Данная модель была реализована в следующих узловых направлениях: - в разработке методики создания универсальной структуры справочной информации и связанной с ней технологической информации для автоматического нормирования труда в машиностроительном производстве; - в разработке метода автоматического определения норм трудозатрат на основе разработанной модели реляционной базы данных; - в разработке универсального алгоритма автоматического расчета норм трудозатрат. Полученные теоретические положения позволили разработать и внедрить информационную систему поддержки принятия управленческих решений на ОАО «Костромской судо строительно-судоремонтный завод и на ЗАО «Костромской завод автоматических линий и специальных станков». В состав программного комплекса были включены модули: ввода и редактирования справочной информации; ввода и редактирования технологической информации; расчета нормативных трудозатрат на заказ на основе бизнес-функций; ввода и параллельного автоматического расчета трудозатрат на технологический процесс, обеспечивающих автоматическое формирование информации для принятия бизнес-решений по управлению трудовыми ресурсами в единой информационной среде предприятия.
Для оценки экономической эффективности предложенной системы использовалась методика А.В. Кострова, с помощью которой была подтверждена экономическая целесообразность внедрения и апробации модуля информационной поддержки управления трудовыми ресурсами.
Разработанная структура базы данных (модель метаданных) для решения задач нормирования трудовых ресурсов и созданные на ее базе программные модули были реализованы в информационной системе предприятия ОАО «Костромской судостроительно-судоремонтный завод». Разработанная система была представлена в СУБД INTERBASE для реализации бизнес-функций и поддержки документооборота в процессе решения задач использования и нормирования трудовых ресурсов.
Технико-экономическую эффективность разработанного программного комплекса подтвердили результаты его внедрения на ОАО «Костромской судостроительно-судоремонтный завод» и на ЗАО «Костромской завод автоматических линий и специальных станков»: была повышена рентабельность производства без дополнительных трудовых и материальных затрат за счет сокращения сроков освоения и выпуска новой продукции, а также более эффективного использования трудовых ресурсов и принятия оперативных управленческих решений.
Бизнес-функция по формированию первичной информации
Многообразие факторов, влияющих на величину затрат труда, обобщено в классификации, разработанной НИИ труда. В то же время при наличии большого разнообразия выполняемых работ они могут быть расчленены на отдельные элементы (приемы, трудовые действия, движения), повторяющиеся в большинстве работ. На основе такой дифференциации построены типовые проекты организации рабочих мест, карты организации труда, а также создана база для нормирования труда на типовой основе в виде нормативных материалов. Обширная нормативная база для нормирования труда была создана в нашей стране в 70-80-е годы в централизованном порядке НИИ труда и отраслевыми НИИ для типичных или стандартных условий труда. Нормативные материалы для нормирования труда представляют собой совокупность нормативов и единых или типовых норм. «Разрабатываются они применительно к различным вариантам усредненных или типизированных организационно-технических условий выполнения работы для многократного использования при расчете норм затрат труда» [57]. И служат «строительным материалом» и исходными величинами для разработки норм труда в конкретных условиях производства. «Кроме того, нормативные материалы разрабатываются специальными нормативно-исследовательскими организациями (за исключением местных нормативных материалов), а нормы - предприятием» [68]. По сфере применения существуют нормативы межотраслевые (общепромышленные), отраслевые и местные. Межотраслевые нормативы устанавливаются на работы, однотипные по содержанию и выполняемые в различных отраслях экономики (например, станочные, сварочные, кузнечные, слесарные и др.). Оптимальный уровень охвата межотраслевыми нормативами составляет 85% [57].
Отраслевые нормативы разрабатываются на работы, выполняемые в определенной области промышленности с учетом ее технико-экономических особенностей (например, часовая, инструментальная, автомобильная и др.). Местные нормативы устанавливаются на работы, не отраженные межотраслевыми и отраслевыми нормативами, характерные для данного предприятия. По видам регламентирования величин различают нормативы режимов оборудования, нормативы затрат труда, нормативы регламентированных перерывов в работе. Нормативы режимов оборудования - регламентированные величины режимов работы оборудования, направленные на наиболее целесообразное его использование и зависящее от вида и мощности оборудования, характеристики применяемых материалов, инструмента, класса точности, чистоты обработки, технологии изготовления продукции и др. Так, нормативы режимов обработки деталей на токарных станках с учетом выше названных факторов содержат значения глубины резания, скорости подачи инструмента, скорости вращения шпинделя станка. Нормативы режимов оборудования разрабатываются на основе выявления его технологических возможностей при проведении исследований. По этим нормативам в соответствии с выбранным режимом работы определяют машинно-автоматическое и машинное время выполнения работы. Нормативы затрат труда подразделяются на нормативы времени и нормативы численности. Нормативы времени - это регламентированные затраты времени на выполнение отдельных элементов операции на трудовые движения, трудовые действия и приемы (дифференцированные нормативы) и на комплекс трудовых приемов (укрупненные нормативы). По видам затрат рабочего времени различают нормативы основного, вспомогательного, оперативного времени, времени обслуживания рабочего места. Нормативы времени устанавливаются для типичных, часто повторяющихся элементов операции (например, установка, крепление, снятие детали при работе на станке). В этом случае в качестве факторов, влияющих на норму времени, приняты вес детали, способы ее установки и крепления. Нормативы вспомогательного времени на приемы управления токарным станком в условиях массового производства (включение и выключение вращения шпинделя, изменение числа оборотов, числа подачи, поворот резцовой головки и др.) установлены в зависимости от способа их выполнения, расстояния перемещения, диаметра изделия.
