Базовая информационная технология в управлении предприятием

Информационная технология в управлении предприятием учитывает сложившиеся информационные потоки и их содержание в его организационной структуре. На любом крупном предприятии, где имеет смысл создавать автоматизированную систему управления предприятием (АСУП), можно выделить типовые блоки организационной структуры, приведенные на рис.7.1.

Рис.7.1. Структура предприятия

Во главе предприятия стоит директор, решения которого реализуются в производстве администрацией. Обычно в администрации состоят заместитель директора по экономике, руководящий планово-экономическим отделом (ПЭО) и бухгалтерией; служба главных специалистов (ГС), включающая и главного инженера, под чьим руководством находится служба технической подготовки производства (СТТП), и заместителя директора по общим вопросам, в функции которого входит решение различных вопросов, не отнесенных к перечисленным службам, а также руководство службой хранения и сбыта продукции. Администрация со своими службами управления организует, планирует и регулирует основное производство, которое состоит из производственных подразделений таких, как производственные бригады, участки, цеха. Именно в подразделениях основного производства модель продукции воплощается в готовый продукт.

В контур автоматизированного организационного управления предприятием может быть включен контур АСУТП - автоматизированной системы управления технологическими процессами, охватывающий основное производство и службы главных специалистов (СА, СЗ, СТПП).

При автоматизированном управлении предприятием выполняется несколько основных фаз управления, позволяющих выдерживать сформулированную в общей математической модели управления (ОММУ) траекторию достижения цели - производства запланированной продукции [39]. Эти фазы в их взаимосвязи показаны на рис.7.2.

Рис 7.2. Фазы управления производством

Производство организуется в соответствии с планом, разработанным в фазе планирования и отражающим модель выпускаемой продукции. В процессе функционирования производства на него оказывают влияние внешние возмущающие воздействия, что приводит к отклонению от параметров, заданных планом.

Фиксация текущего состояния производства производится в фазе учета. На следующей фазе, фазе анализа, определяется степень отклонения производства от заданного плана и вырабатывается стратегия устранения возникшего отклонения. Непосредственное воздействие на производство, регулирование его параметров, осуществляется в фазе регулирования, которая и позволяет вернуть производство на заданную траекторию движения.

На разных фазах управления производством приходится решать многочисленные функциональные задачи управления, которые агрегируются в комплексы функциональных задач (КФЗ) При решении функциональных задач средствами информационной технологии (СИТ), они должны быть преобразованы в вычислительные задачи, алгоритмизированы и введены в ЭВМ. Функциональные задачи формируются на основе информационных моделей управления. Общая математическая модель управления (ОММУ) дает комплексы взаимосвязанных функциональных задач, определяющих проблематику фаз управления. Частные математические модели (ЧММУ), вытекающие из общей, порождают функциональные задачи, выделяемые из комплексов. На основе концептуальной модели решения из функциональной модели формируется вычислительная задача, пригодная к решению средствами информационной технологии. Однако для решения задачи управления на ЭВМ необходимо иметь алгоритм (А) её решения, который разрабатывается на основе логической модели. Эта взаимосвязь моделей и задач управления показана на рис.7.3.

Ошибка! Ошибка связи.

Рис 7.3. Взаимосвязь моделей и задач управления

Таким образом, от концептуальной модели управления, определяющей фазы управления и их содержание, через системы математических и алгоритмических моделей и функциональных задач, составляющих логический уровень управления, переходят к физическому уровню решения задач управления средствами вычислительной техники.

Каждая фаза управления производством включает ряд комплексов задач, описываемых соответствующими математическими моделями и решение которых дает необходимую для данной фазы результатную информацию. На рис.7.4 приведен состав функциональных задач и моделей фазы планирования. На этой фазе управления в различных временных режимах решается несколько комплексов функциональных задач планирования: перспективное планирование (на 3-5 лет), годовое и оперативное (менее года).

Математические модели перспективного планирования призваны описать состояние и стратегию развития производственного предприятия через три-пять лет. Естественно такие планы являются прогнозными и для их создания привлекаются математические методы и модели, позволяющие „проигрывать“ поведение управляемого объекта при различных прогнозируемых параметрах самого объекта и окружающей среды.

Рис 7.4. Комплексы задач и модели фазы планирования

В качестве „внутренних“ параметров прогнозируются ресурсы производства, его организационная структура и т.д. При разработке перспективного плана сильнейшее влияние оказывает прогноз состояния внешней среды: спрос на производимую продукцию, рынки сбыта продукции, состояние конкуренции, политическая и экономическая ситуация в регионе и стране, изменение вкусов и обеспеченности потребителей и т.п. Точно спрогнозировать значение внешних параметров на перспективу в 3-5 лет невозможно, поэтому используются вероятностные методы и методы математической статистики, позволяющие выявить, по крайней мере, предполагаемую тенденцию изменений параметров внешней среды, влияющих на состояние предприятия. При этом широко пользуются производственными функциями как аппаратом моделирования и имитационными моделями.

Комплекс задач годового планирования более конкретен, поэтому для моделирования „образа“ производства предприятия (т.е. плана) используются детерминированные модели, поскольку определить значение производственных параметров и параметров внешней среды на ближайшую перспективу можно с достаточной степенью точности. Для разработки годового плана (фактически - концептуальной модели производства) используются модели производственного баланса и оптимального программирования (как правило, линейного). Стратегической входной информацией этого комплекса является перспективный план. Результатом решения комплекса задач годового планирования является бизнес-план предприятия, в котором должны быть представлены в сбалансированном виде ресурсные, производственные и маркетинговые возможности предприятия, объединенные сквозной целью.

Если комплекс задач перспективного планирования решается в основном для предприятия в целом и оперирует агрегированной информацией, то комплекс задач годового планирования решается в различных модификациях как для предприятия в целом, так и для его производственных подразделений. На оперативном уровне планирования производства используются модели календарного планирования, управления запасами, теории массового обслуживания, сетевые модели, модели оптимального программирования. Результатом решения задач этого комплекса являются планы и графики работ производственных подразделений.

Информация фазы планирования является ориентирующей входной информацией объекта управления (производства) и в соответствие с нею организуется технологический производственный процесс.

Параметры производства, заданные в фазе планирования, неизбежно испытывают возмущающее воздействие окружающей среды и отклоняются от запланированных значений. Для того, чтобы возвратить производство в очерченные планом рамки, необходимо его оперативное регулирование. Заметим, что регулирование возможно лишь при наличии резервов производственных ресурсов. Содержание резервов (запасов) ресурсов приводит к издержкам, увеличивает себестоимость продукции, поэтому точность решения комплексов задач годового и, особенно, оперативного планирования имеет большое значение.

Для эффективного регулирования производства требуется знание направления и степени воздействия на производство, поскольку как недорегулирование, так и перерегулирование приводит к неустойчивости производственного процесса. Поэтому в управлении предприятием важное значение приобретают фазы учета и анализа.

Фаза учета необходима для констатации истинного состояния параметров производства. Фаза анализа позволяет определить размер и направление отклонений значений этих параметров, а также предугадать тенденции изменений.

Комплекс задач, решаемых в фазе учета, относится в основном к задачам бухгалтерского учета и имеет в своем составе такие задачи, как учет основных средств и материальных ценностей, учет труда и его оплаты, учет себестоимости продукции, учет денежных и расчетных операций и т.п. Математические модели здесь достаточно просты, а результатной информацией являются бухгалтерские регистры учета и отчетности, характеризующие состояние производства (рис.7.5).

Рис.7.5. Комплексы задач и модели фазы учета

Выходная информация фазы учета используется фазой анализа, на вход моделей которой поступает также выходная информация фазы планирования как эталон состояния производства.

В фазе анализа решаются задачи по анализу состояния отдельных параметров производственного процесса по отношению к заданным значениям (плану). Это задачи по анализу выпускаемой продукции и её себестоимости, трудовых ресурсов и трудозатрат, состояние материальных и финансовых ресурсов (рис.7.6). На логическом уровне эти задачи описываются математическими моделями одно- и многофакторного анализа, аналитических и оптимизационных расчетов.

В фазе анализа в результате решения функциональных задач получают аналитические таблицы, графики, рекомендации по регулированию производства. Выходная информация этой фазы поступает к ЛПР, которое с учетом дополнительных факторов и принимает решение о размерах и направлениях регулирования производства. В сложных ситуациях в фазе анализа используется информация экспертов, в качестве которых могут выступать как опытные специалисты, так и (при возможности) компьютерные экспертные системы. Использование в фазе анализа моделей представления и формализации знаний существенно повышает обоснованность и корректность принимаемых решений.

Рис. 7.6. Комплексы задач и модели фазы анализа

В фазе регулирования решаются функциональные задачи (рис.7.7) календарного планирования и диспетчерирования производства, то есть в этой фазе на основе информации и принятых решений в фазе анализа происходит оперативное воздействие на параметры производственного процесса. Для формального описания задач регулирования привлекаются методы и модели календарного и сетевого планирования, транспортные модели и модели оперативного управления. Результатной информацией этой фазы являются календарные и сетевые графики производства продукции, маршруты, алгоритмы диспетчерирования.

Рис. 7.7. Комплексы задач и модели фазы регулирования

Комплексы задач различных фаз управления производственным предприятием имеют разную периодичность решений и объемы перерабатываемой информации. В фазе планирования периодичность решений наибольшая, особенно для задач перспективного планирования (3-5 лет), объемы же перерабатываемой информации наименьшие по сравнению с другими фазами. Наибольшая информационная нагрузка ложится на фазу учета, где некоторые задачи решаются ежедневно. Фаза анализа оперирует более агрегированной информацией и с большим периодом решения задач. В фазе регулирования номенклатура функциональных задач существенно меньше, но решаются они ежедневно и на всех уровнях производства.

Математические модели и методы решения функциональных задач тесно переплетаются в различных фазах управления, поэтому естественно, что алгоритмическое и программное обеспечение фаз управления является общим и составляет обобщенную алгоритмическую модель процесса обработки данных.

Целью базовой информационной технологии на предприятии является создание информации, позволяющей определить „образ“ и осуществить управление производством конкурентоспособной сельскохозяйственной продукции. Фазы управления производством реализуются на концептуальном уровне информационной технологии совокупностью базовых информационных процессов (рис.7.8).

В настоящее время все большая часть производственной информации, необходимой для управления предприятием, обрабатывается на уровне данных. Тем не менее, постановка и наполнение информацией функциональных задач (ФЗ₁...ФЗ_n) производится, как правило, на основе документооборота, существующего на предприятии и составляющего базу для обмена производственной информацией между функциональными задача ми. С помощью частных математических моделей функциональные задачи

Рис. 7.8. Взаимодействие процессов информационной технологии на производстве

преобразуются в вычислительные (ВЗ₁...ВЗ_n), и таким образом выполнение информационных функций управления производством переходит на уровень данных. При решении вычислительных задач основным технологическим информационным процессом является процесс обработки данных, управляемый процедурой организации вычислительного процесса (ОВП). Информационное взаимодействие вычислительных задач с другими информационными процессами осуществляется процессом обмена данных. Необходимость такого взаимодействия объясняется тесной связью алгоритмов решения вычислительных задач и общностью внутримашинной информационной базы для всех задач управления. Процесс обработки данных реализуется с помощью процедур организации и планирования вычислительных работ, а необходимое информационное отображение результатов решения задач (РРЗ₁...РРЗ_n)- с помощью процедуры отображения. При обработке из первичных данных получают промежуточные и выходные (результатные) данные, которые с помощью процессов обмена и накопления поступают в базу данных, организуемую процедурой ОИБ - организации информационной базы. Эта процедура позволяет перевести концептуальное представление базы данных через инфологическую модель и логическую схему к ее физическому представлению. Процесс накопления, описываемый на логическом уровне моделями выбора, хранения и актуализации данных, позволяет создать базу данных, необходимых для решения задач управления предприятием.

Особое место среди процессов информационной технологии управления предприятием занимает процесс представления знаний, в силу ряда причин еще не нашедший широкого распространения в ИТ. Но именно в сельскохозяйственном производстве задачи управления характеризуются большим числом взаимосвязанных и трудноформализуемых факторов, позволяющих получить решение либо в достаточно общем, либо весьма приближенном виде. Поэтому при решении задач управления на предприятии часто требуется мнение экспертов, что в ИТ может быть реализовано с помощью экспертных систем, являющихся одной из форм реализации процесса представления знаний.

На физическом уровне информационная технология реализуется с помощью программно-аппаратных средств информационной технологии (СИТ), объединенных в соответствующие подсистемы: управления, обмена, накопления, обработки, представления знаний (см. рис. 2.3). Широкое распространение персональных компьютеров, быстрое увеличение их функциональных возможностей, стремительное улучшение их основных параметров (производительности, емкости оперативной и внешней памяти), заметно снизившаяся стоимость сетевого ПО и оборудования, позволяют организовать на предприятии распределенные системы обработки и накопления данных. В этом случае решение частных функциональных задач управления возлагается на автоматизированные рабочие места (АРМ) специалистов. Под АРМ понимают рабочие места специалиста-управленца (обычно письменный стол), укомплектованное персональным компьютером с программным обеспечением (ПО), позволяющим в автоматизированном режиме решать возложенные на специалиста задачи. Естественно, специалист должен быть обучен работе с установленным на компьютере ПО.

Для повышения эффективности и степени автоматизации информационной технологии, реализуемой с помощью АРМ, последние должны быть объединены в локальные сети с выходом в корпоративную и глобальную сеть. Физическая реализация информационной технологии в управлении предприятием, как правило, содержит в себе черты организационной структуры (рис. 7.1) и для административного здания может представлять собой шинную „клиент-серверную“ сеть, разбитую на сегменты, обмен между которыми осуществляется через устройство коммутации - мост.

Сегмент администрации содержит АРМы директора и главных специалистов. К шине этого сегмента подключен сервер, на котором хранится основное функциональное программное обеспечение и банк данных предприятия. Шинная технология сегмента позволяет обмениваться данными между главными специалистами предприятия и директором, а через мост связываться с АРМ служб главных специалистов (ПЭО, бухгалтерия, СГС и т.д.). В этом сегменте подготавливаются и принимаются решения по управлению. Службы главных специалистов выделены в сегменты и через мост могут взаимодействовать между собой и АРМ главных специалистов. На компьютерах этого сегмента вычислительной сети предприятия разрабатываются производственные планы, ведется учет и анализ производственных параметров, подготавливается агрегированная информация и рекомендации по управлению производством для сегмента администрации. Производственная информация, характеризующая динамику производственного процесса на предприятии, собирается и проходит первичную обработку в сегментах производственных подразделений. Сервер вычислительной сети предприятия для расширения функций информационной технологии в управлении предприятием должен быть через устройство сопряжения (УС) подсоединен к магистральному каналу, дающему выход в корпоративные сети и сеть Internet.

Для крупных предприятий и корпораций характерна удаленность производственных подразделений от административного здания, что требует использования каналов связи для подключения удаленных сегментов. Для этой цели может быть использована коммутируемая телефонная сеть (ТС), для передачи данных по которой применяют модемы (МДМ). В этом случае сегменты производственных подразделений подключаются через удаленные мосты (Мст) и модемы к телефонной сети.

К ней же через модем подключается либо административный сегмент, либо мост вычислительной сети административного здания. Вариант топологии компьютерной сети крупного предприятия или корпорации приведен на рис.7.9.

Передача данных по телефонной сети общего пользования отличается низкими качеством и скоростью. Поэтому для надежного подключения сегментов производственных подразделений к сети администрации предприятия желательно иметь выделенные телефонные линии. Правда, это стоит дороже.

Устойчивая и бесперебойная работа сложной вычислительной сети не возможна без управления. Функции управления сетью должны быть возложены на специалиста-администратора сети. В его функции входит физическая и программная организация работы сети, управление трафиком, поддержание в рабочем состоянии сетевого программного обеспечения и оборудования.

Процесс накопления данных на предприятии может быть реализован путем организации банка данных предприятия на сервере и локальных баз данных на АРМах. В банке данных должны хранится данные стратегического и тактического характера, в локальных базах - данные оперативного, промежуточного и информационного характера.

Рис.7.9 Вариант топологии компьютерной сети крупного предприятия

Современные персональные компьютеры и серверы с каждым годом позволяют накапливать и обрабатывать все большие объемы данных, благодаря чему мощность и производительность информационных технологий на предприятиях возрастает, внося весомый вклад в рост эффективности управления производством.

Полной автоматизации информационных процессов в управлении крупным предприятием позволяет, например, достигнуть наиболее известная в мире система R/3, кратко описанная в главе 8 в разделе корпоративных систем.