- Многообразие технологических схем прохождения заказов в производстве на конкретном предприятии. Наличие на предприятии большого количества технологических цепочек по изготовлению продукции позволяет предприятию выпускать широкую номенклатуру и ассортимент продукции и таким образом способствует увеличению конкурентоспособности предприятия, но вместе с тем значительно усложняет календарно-плановые расчеты производства.
- Количество заказов, одновременно находящихся в производстве. В современных условиях значительное снижение тиражей изделий и применение современных технологий и высокопроизводительного оборудования привело к необходимости увеличения выпуска продукции предприятиями по числу наименований (для обеспечения загрузки производственных мощностей) и в значительной мере усложнило календарно-плановые расчеты.
- Специализация цехов предприятия. В условиях предметной специализации цехов, участков и рабочих мест оперативно-календарные расчеты упрощаются.
- Масштаб производства. В условиях крупных предприятий в задачу оперативно-календарного планирования входит увязка и согласование работ большого количества цехов и графиков движения заказов в производстве, что усложняет формирование обоснованных и взаимоувязанных календарных планов и графиков.
Календарно-плановые расчеты в подсистеме оперативно-календарного планирования составляются на период от одного дня до календарного месяца.
Разработка методических основ формирования оптимальных календарных планов-графиков предполагает выбор математической модели, полностью отражающей производственный процесс на предприятии. В частности, при этом важно учитывать порядок выполнения операций. Построение в этом случае адекватной модели невозможно без сетевого графика.
Использования системы сетевого планирования и управления (СПУ) в качестве математической модели сложного производственного процесса изготовления продукции ведет к переводу экономических расчетов на строгие математические основы. Сеть обеспечивает возможность осуществления взаимоувязки и координации движения всего множества заказов, находящихся в производстве. При этом отдельные заказы (их маршруты) выступают как элементы единой системы, которая может быть подвергнута всестороннему анализу. Сетевой график наглядно отражает существующие между операциями производственного процесса взаимосвязи, позволяет довольно точно определять обязанности между исполнителями.
Сетевая модель трактуется как модель комплекса работ, обязательной составляющей которой является сеть комплекса. Сеть комплекса рассматривается как абстрактное понятие, как ориентированный граф, отображающий отношения предшествования и непосредственного предшествования между работами комплекса. Допускается существование двух равноправных типов сетей, в одном из которых работам комплекса сопоставлены дуги (ветви) графа, а в другом - вершины графа. В отечественной литературе наибольшее распространение получили сетевые модели типа работы-дуги.
Несмотря на их широкую применимость, сетевые модели типа работы-дуги обладают одним очень существенным недостатком. При осуществлении параллельного или параллельно-последовательного вида движения предметов труда по операциям производственного процесса сети типа работы-дуги требуют введения большого количества фиктивных операций. А это значительно усложняет сеть, увеличивает объем требуемой информации при подготовке данных для расчета параметров сети.
Производственный процесс изготовления сложной продукции на предприятии может быть представлен сетевым графом без петель и контуров. Таким образом, выполняется основное требование, предъявляемое к моделируемому процессу в системе СПУ.
Особенность задач календарного планирования заключается в наличии множественности возможных вариантов решений и, следовательно, возможности выбора наилучшего из них.
Возможны два варианта постановки задачи оптимизации. Первая из них предусматривает достижение максимального конечного результата при заданных ресурсах, а вторая - заданного конечного результата при минимальных затратах производственных ресурсов. Задача построения оптимальных планов-графиков рациональной организации производства может быть сведена к первому варианту.
Последовательность решения задачи оптимального управления производством включает в себя постановку задачи; определение цели; выбор критерия оптимальности; математическую формулировку задачи; выбор эффективного экономико-математического метода; разработку алгоритма программы и расчет.
В ходе оперативного управления производством на предприятиях решаются два типа оптимизационных задач. В задачах первого типа определяется оптимальный порядок запуска изделий в производство с целью получения минимальной длительности производственного цикла отдельных изделий. В ходе рассмотрения такой задачи решается проблема оптимальной организации производственного процесса во времени. Для решения этого типа задач используются модели объемно-календарного планирования, а в качестве оптимизационного метода - один из методов теории расписаний.
Задачи второго типа заключаются в оптимизации использования производственных ресурсов предприятия с целью достижения рациональной организации производственного процесса в пространстве. Такие задачи решаются с использованием модели объемного планирования и методов линейного программирования.
В традиционной постановке задачи календарного планирования минимизируется один из следующих критериев оптимальности:
- общее время обработки всех деталей (длительность совокупного производственного цикла);
- суммарное пролеживание деталей;
- суммарный простой станков;
- суммарное отклонение от плановых сроков окончания обработки заказов;
- средняя длительность пребывания заказа в обработке.
Критерием оптимальности, наиболее полно отражающим требование наилучшего использования производственных ресурсов (при обеспечении минимальных сроков выпуска изделий), основного требования, предъявляемого при решении задач календарного планирования, является минимум длительности совокупного производственного цикла изготовления месячного портфеля заказов.
Чем меньше значение этого показателя, тем плотнее составлено расписание, а значит, лучше используются производственные мощности предприятия, его материальные и трудовые ресурсы.
В свою очередь, длительность совокупного производственного цикла в значительной мере зависит от очередности обработки заказов на отдельных операциях производственного процесса.
Условие обеспечения минимальной длительности производственного цикла отдельных изделий приводит к необходимости решения так называемой «задачи упорядочения» с сохранением очередности обработки заказов на всех операциях производственного процесса постоянной. В этом случае процесс оптимизации заключается в выборе такого порядка запуска изделий в производство, который обеспечил бы минимально возможную длительность совокупного производственного цикла и минимум простоев оборудования.
Модель оптимизации графиков движения изделий в производстве с минимальной длиной расписания в сетевой постановке должна включать целевую функцию, отображающую условия наиболее эффективного выполнения комплекса работ; систему топологических ограничений, вытекающих из структуры графа; систему ограничений на используемые ресурсы .
Зная правила приоритетности запуска изделий в производство и используя в качестве модели производственного процесса на предприятии систему сетевого планирования и управления (СПУ), можно обоснованно осуществлять все календарно-плановые расчеты производства:
- рассчитать сквозной попроцессный (на межцеховом уровне) и пооперационный (на внутрицеховом уровне) графики прохождения конкретного заказа в производстве;
- увязать их сроки с прохождением других заказов;
- провести расчеты по выбору наилучшего варианта плана с позиции минимальной длительности цикла и максимальной загрузки оборудования;
- рассчитать календарный график загрузки оборудования и рабочих мест;
- получить график выпуска полуфабрикатов.
То есть применение системы СПУ и знание правила приоритетности запуска решений в производство позволяет рационально спланировать и скоординировать работу цехов и участков предприятия во времени и пространстве. Выходными документами процесса оперативно-календарного планирования в этом случае будут оперативный план предприятия на месяц, пооперационные графики прохождения изделий в производстве, графики выпуска полуфабрикатов и готовой продукции, графики загрузки оборудования и поточных линий, а также графики плотности работ наборных участков.
Таблица 4.1.
Сравнение стратегического и оперативного управления
| Характеристика | Стратегическое управление | Оперативное управление |
| Миссия, предназначение | Производство товаров и услуг с целью получения дохода от их реализации | Выживание предприятия в долгосрочной перспективе посредством установления динамичного баланса со средой функционирования, позволяющего решать проблемы, заинтересованных в деятельности предприятия, лиц |
| Объект концентрации внимания менеджмента | Взгляд внутрь предприятия, поиск путей более эффективного использования ресурсов | Взгляд вовне предприятия, поиск новых возможностей в конкурентной борьбе, отслеживание и адаптация к изменениям в среде функционирования предприятия |
| Учет фактора времени | Ориентация на краткосрочную перспективу | Ориентация на долгосрочную перспективу |
| Основы построения системы управления | Функции и организационные структуры, процедуры, техника, технология управления производством | Персонал предприятия, системы информационного обеспечения, рынок, методы и подходы стратегического управления производством |
| Подходы к управлению персоналом | Взгляд на работников как на ресурс предприятия, как на исполнителей отдельных работ и функций | Взгляд на работников как на стратегический ресурс предприятия, его главную ценность и источник его благополучия |
| Критерий эффективности управления | Ритмичность, равномерность, и рациональность использования производственного потенциала | Своевременность и точность реакции предприятия на новые запросы рынка и адекватность на изменения в среде функционирования с ориентацией на прибыль |
Таблица 4.2.