Главная
страница 1страница 2 ... страница 4страница 5

Иерархическое планирование и управление в сложных системах…

Часть 2
Иерархическое планирование и принятие решений в сетевых системах

Глава 8Трехуровневая модель планирования и принятия решений

8.1Общее описание систем, имеющих сетевое представление технологических процессов и ограниченные ресурсы


Постановкам задач планирования и управления сложными системами и методам их решения в последние десятилетия уде­ля­е­т­ся внимание со стороны многих исследователей [0]. Этот интерес увеличивается естественным образом, поскольку эффективное решение задач планирования обеспечивает увеличение производительности, повышение уровня обслуживания и гибкости, а также снижение затрат. Предполагается, что ука­зан­ные цели могут быть достигнуты с помощью поддержки принятия руководством более разумных решений на разных уровнях иерархии планирования.

Несмотря на привлекательные перспективы, лишь некоторые из недавних результатов исследований введены в ежедневную практику. Хотя достижения в исследовании операций и искусственном интеллекте привели к разработке новых методов моделирования и решения задач, их практическое применение часто требует большего со стороны исследователей – более полных моделей и более эффективных алгоритмов.

Наиболее хорошо изученная область планирования и управления сложными системами – производственное планирование и управление, подходы к которому и полученные результаты также важны для других областей.

Широко распространены производственные системы с сетевым представлением технологических процессов и ограниченными ресурсами: их удельный вес составляет до 80 % всех типов производств не только в Украине, но и во всем мире. К таким производствам, в частности, относятся:



  • производства дискретного типа;

  • производства «под заказ»;

  • рабочий цех;

  • производства по изготовлению партий;

  • строительные производства;

  • системы планирования и управления проектами.

Производства с сетевым представлением технологических процессов и ограниченными ресурсами – это сложные виды производств, приближающиеся по сложности к гибким производствам [0, 0, 0]. Для большинства из них характерны следующие общие особенности [0, 0]:

  • большая и постоянно обновляющаяся номенклатура изделий; их конструктивная сложность, большое количество выполняемых операций;

  • сетевое представление технологического процесса, т .е. наличие отношений предшествования операций;

  • количество наименований деталей и их трудоемкость изменяются на протяжении достаточно коротких интервалов времени;

  • широкое многообразие оборудования для выполнения операций;

  • неравномерность количественного выпуска изделий по плановым периодам;

  • существенная разница в технологических маршрутах разных изделий;

  • широкая унификация деталей и сборочных единиц с разной применяемостью их в изделиях;

  • ограниченность ресурсов, необходимых для выполнения операций, и изменение их доступности во времени;

  • предметная специализация выпускающих цехов, имеющих пересечение по выпускаемой продукции;

  • необходимость оперативного управления изготовлением запасных частей, изделий по кооперации, новой техники;

  • большое количество потребителей, лишь часть которых являются постоянными; срочность выполнения заказов с возможными индивидуальными требованиями, жесткость сроков освоения новой продукции;

  • большой удельный вес этапа планирования технической подготовки производства в общем цикле изготовления продукции, что вызывает необходимость планирования и согласования сроков запуска-выпуска по всей технологической цепочке производства;

  • наличие продолжительных циклов изготовления продукции приводит к необходимости управления структурой заделов по изделиям при переходе в другой плановый период.

Все эти особенности значительно усложняют процесс планирования и управления в современных условиях. Кроме того, в последние годы практически во всех областях промышленности отечественные предприятия встретились со следующими тенденциями [0]:

  • резкое увеличение номенклатуры и модификаций выпускаемой продукции;

  • увеличение количества потребителей продукции и поставщиков сырья, материалов и комплектующих;

  • увеличение количества заказов, изготавливаемых в производстве одновременно;

  • насыщение рыночного спроса и, как следствие, снижение нормы прибыли и балансирование на уровне минимальной рентабельности;

  • приближение уровня загрузки производственных мощностей к предельным значениям;

  • необходимость резкого повышения качества выпускаемой продукции и одновременно снижение ее себестоимости для поддержания рыночной конкуренции, в первую очередь со стороны заграничных производителей.

Эти тенденции приводят к кризису управления и уже не позволяют эффективно планировать и управлять старыми «ручными» методами. Требование рынка «вырабатывать только то, что нужно, тогда, когда нужно, и столько, сколько нужно» [0] служит причиной необходимости более эффективного планирования и управления производством.

Эффективное управление промышленными предприятиями в данных условиях требует применения современных концепций управления, быстрого реагирования на изменчивую ситуацию, что, в свою очередь, невозможно без точной и исчерпывающей информации о состоянии производственной, финансовой деятельности и ресурсах предприятия, без налаженных бизнес-процессов и грамотного управленческого менеджмента.

Основным средством преодоления кризиса является применение современных информационных технологий планирования и управления. К таким системам предъявляются следующие основные требования.

8.2Требования к созданию систем производственного планирования и управления системами управления, имеющими сетевое представление технологических процессов и ограниченные ресурсы


1. Реализация прогрессивной организации производства, позволяющей снизить уровень незавершенного производства, сократить производственный цикл изготовления изделий, время отладки и подготовки производства, упростить планирование, маршрутирование и составление расписаний, повысить производительность, эффективность поставок и суммарную гибкость. Примерами прогрессивной организации производства являются групповая технология, ячеечное производство, гибкие производственные системы и др.

2. Иерархичность планирования. Система должна решать задачу планирования в комплексе, т .е. иметь в своем составе средства предварительного (стратегического), согласованного (тактического) и точного (операционного) планирования. Это подразумевает иерархичность модели планирования и реализацию взаимосвязи решений (решения нижнего уровня иерархии должны быть согласованы с решениями более высоких уровней с помощью обратной связи). В иерархическом подходе к планированию производства и управления детальная монолитная формулировка задачи, требующая интегрированного решения для всех уровней управления одновременно, заменяется последовательностью моделей, совместимых с иерархией решений, которые должны быть приняты [0].



3. Агрегация и дезагрегация как реализация иерархического планирования, т .е. обеспечение возможности работы с данными реальных размеров посредством укрупнения и последующего разукрупнения. Дискретные организационно-производственные системы, такие как мелкосерийное производство, являются сложными системами управления, трудно поддающимися автоматизации из-за огромных размерностей решаемых задач. Реальные производственные конструкторские массивы часто достигают размерности в сотни тысяч детале-операций, связанных между собой технологическими связями. Невозможно осуществить решение какой-либо оптимизационной задачи на графах такой размерности. Поэтому в состав системы необходимо включить процедуры агрегации и дезагрегации. Сначала принимаются агрегированные (стратегические и тактические) решения, они налагают ограничения, в пределах которых принимаются более детальные (эксплуатационные, операционные) решения. В свою очередь, детальные решения обеспечивают обратную связь для оценки качества агрегированных решений. Решения на более высоких уровнях иерархии базируются на агрегированной информации. Успех иерархического подхода в большой степени зависит от устойчивости между процедурами агрегации и дезагрегации и от взаимодействия между моделями на различных уровнях. Требования к агрегации/дезагрегации таковы:

  • должны учитываться основные временны'е ограничения (например, директивные сроки и отношения предшествования), ограничения на ресурсы;

  • процедура агрегации должна быть допустимой (дезагрегация должна давать исходную информацию);

  • агрегация должна уменьшать трудоемкость задачи планирования так, чтобы стало возможным получение близкого к оптимальному решения задачи за разумное время;

  • агрегация должна обеспечить возможность реализации стратегии поиска глобального оптимума;

  • агрегация и дезагрегация может выполняться автоматически, но желательно с участием экспертов в эргатическом режиме, что обеспечит более эффективную реализацию стратегии поиска глобального оптимума.

4. Многокритериальность – наличие различных критериев оптимизации расписаний. В условиях жесткой рыночной конкуренции система должна предоставлять возможность планирования по различным критериям оптимальности с выбором критерия согласно текущим рыночным потребностям, причем важное значение приобретают экономические и производственные критерии, связанные с максимизацией прибыли, минимизацией затрат, минимизацией штрафов за опережение и запаздывание относительно директивных сроков, выполнения заказов «точно в срок», с учетом различных ограничений, таких как предшествование и доступность ресурсов. Разработанное алгоритмическое обеспечение должно позволить в условиях жесткой рыночной конкуренции максимизировать прибыль предприятий, обеспечивая наиболее полную загрузку оборудования, экономию энергоресурсов за счет эффективного использования оборудования, максимальное сокращение производственного цикла изготовления изделий.

Основные критерии планирования в условиях рынка следующие:



  • выполнение заказов точно в срок;

  • минимизация суммарного взвешенного запаздывания заданий относительно директивных сроков;

  • минимизация суммарного взвешенного момента выполнения заданий;

  • минимизация суммарного штрафа как за опережение, так и за запаздывание заданий относительно директивных сроков;

  • минимизация длины расписания (момента окончания выполнения последнего задания).

5. Модульность алгоритмического обеспечения – выделение общих алгоритмических блоков базовых алгоритмов для решения различных задач и их комби­ни­рование на основе очевидного конструктивного анализа для эффективного системного проектирования алгоритмов.

6. Универсальность алгоритмического обеспечения, т .е. возможность легко перестраиваться с одного критерия на другой, включать дополнительные ограничения, адаптироваться к планированию различных систем управления. Реализация планирования функционирования сложных систем посредством создания системы новых высокоэффективных взаимосвязанных алгоритмов на основе единой логики решения задач по различным критериям оптимальности, что позволит эффективно решать задачи планирования в комплексе.

7. Использование эффективных точных и приближенных методов решения оптимизационных задач планирования, модели которых являются различного вида труднорешаемыми задачами комбинаторной оптимизации. Математическое обеспечение системы должно включать современные теоретические достижения в области решения рассматриваемых труднорешаемых комбинаторных задач планирования.

8. Адекватность реальному производству в его сложности и многообразии. Модель планирования должна отражать ограниченность ресурсов, фактическую загрузку оборудования, взаимосвязь между операциями в технологическом процессе, большое количество разнообразных производственных связей, конструкторскую сложность продукции, неравномерность количественного выпуска изделий по плановым периодам, неодновременность поступления заданий на выполнение и др. особенности производства.

Далее приведены краткие обзоры особенностей построения моделей планирования сложных систем в современных условиях и известных методов составления расписаний.


следующая страница >>
Смотрите также:
Трехуровневая модель планирования и принятия решений
586.19kb.
5 стр.
Технология принятия управленческих решений
1188.33kb.
7 стр.
Теоретические особенности принятия управленческого решения 2 1 Роль и место принятия решений в процессе управления 2
441.69kb.
2 стр.
Справка по результатам обощения судебной практики принятия мировыми судьями владимирской области решений по материалам, поступающих из органов
64.3kb.
1 стр.
Диссертация посвящена вопросу оперативного многомерного анализа данных (olap) в системах поддержки принятия решений (сппр). Рассматривается класс систем, учитывающих для формирования оптимальных решений изменяемые с течением времени факторы
945.67kb.
7 стр.
На выполнение работ по созданию информационной системы поддержки оперативного принятия решений на основе цифровых ситуационных карт шельфовых проектов
115.71kb.
1 стр.
Перспективы создания информационной системы поддержки принятия решений абитуриентами Г. И. Болтунов, А. Л. Лымарь
30.16kb.
1 стр.
Программа «Методы анализа и синтеза проектных решений»
26.32kb.
1 стр.
Программа дисциплины финансовый анализ проектов для слушателей подготовительного отделения магистратуры для направления 080500. 68 «Менеджмент»
100.27kb.
1 стр.
Решением единственного акционера №4 зао кб «руснарбанк»
96.78kb.
1 стр.
Маркетинговое управление процессом принятия решений потребителями легковых автомобилей
488.77kb.
3 стр.
Программа дисциплины «Основы принятия решений при проектировании технических систем»
139.61kb.
1 стр.