Проектирование изделий и процессов производства

Определение DSS (СППР)

Системы поддержки принятия решений (СППР, DSS, Decision Support System) возникли в начале 70-х 20 столетия благодаря развитию управленческих информационных систем и успехам в создании систем искусственного интеллекта..

СППР- Представляют собой системы, разработанные для поддержки процессов принятия решений в сложных мало структурированных ситуациях, связанных с разработкой и принятием решений. Главной особенностью информационной технологии поддержки принятия решений является качественно новый метод организации взаимодействия человека и компьютера. Выработка решения, что является основной целью этой технологии, происходит в результате итерационного процесса, изображенного на рисунке, в котором участвуют:

система поддержки принятия решений в роли вычислительного звена и объекта управления;

человек как управляющее звено, задающее входные данные и оценивающее полученный результат вычислений на компьютере.

Информационная технология поддержки принятия решений как интеграционный процесс

Окончание итерационного процесса происходит по воле человека. В этом случае можно говорить о способности информационной системы совместно с пользователем создавать новую информацию для принятия решений.

СППР могут включать в себя ситуационные центры, средства многомерного анализа данных и прочие инструменты аналитической, позволяют моделировать правила и стратегии бизнеса и иметь интеллектуальный доступ к неструктурированной информации. Используемые на этом уровне специальные математические методы позволяют прогнозировать динамику различных показателей, анализировать затраты по разным видам деятельности, уяснять их детальную структуру, формировать подробные бюджеты по разным схемам.

До сих пор нет единого определения СППР, в качестве примера можно привести следующие:

Это наиболее мощный представитель класса аналитических систем ориентированный на:

Анализа больших массивов данных,

на выполнение более сложных запросов,

моделирование процессов предметной области,

прогнозирование,

нахождение зависимостей между данными

для проведения анализа "что если"

Это интерактивная прикладная система, которая обеспечивает конечным пользователям, принимающим решение, легкий и удобный доступ к данным и моделям с целью принятия решений в слабоструктурированных и неструктурированных ситуациях в разных областях человеческой деятельности

Это такие системы, которые основываются на использовании моделей и процедур обработки данных и мыслей, которые помогают принимать решение

это интерактивные автоматизированные системы, которые помогают лицам, принимающим решение, использовать данные и модели для решения неструктурованных и слабоструктурованых проблем

это компьютерная информационная система, используемая для поддержки разных видов деятельности во время принятия решений в ситуациях, когда невозможно или нежелательно иметь автоматическую систему, полностью выполняющую весь процесс решений

это многоуровневая многофункциональная автоматизированная система выработки и реализации решений, которая формируется на основе:

синтеза функциональных и структурных схем отдельных звеньев объекта;

сквозных моделей и задач по стадиям жизненного цикла изделия и самого объекта;

объединения разрозненных локальных подсистем в единую систему управления;

создания взаимосвязанных контуров управления и усиления роли оперативного управления (для изучения логики и диагностики их течения);

углубления системного и программно-целевого подхода к планированию и автоматического анализа работы объекта;

развития единых сквозных норм и нормативов;

создания разветвленной АРМ (как интеллектуальных терминалов), обеспечения программных взаимосвязей, согласования информации и диалога.

DSS - СППР

DSS – это человеко-машинный вычислительный комплекс, ориентированный на анализ данных и обеспечивающий получение информации, необходимой для принятия решений в сфере управления. Такое разнообразие определений отображает широкий диапазон разных типов СППР. Но практически все виды этих компьютерных систем характеризуются четкой структурой, которая содержит три главных компонента, которые составляют основу классической структуры СППР, отличающей ее от других типов ИС:

3 компонента - основа классической структуры СППР

интерфейса пользователя, который дает возможность лицу, которое имеет право принимать решения, проводить диалог с системой, используя разные программы ввода, форматы и технологии вывода;

подсистемы, предназначенной для сохранения, управления, выбора, отображения и анализа данных;

подсистемы, которая содержит набор моделей для обеспечения ответов на множество запросов пользователей, для аналитических задач.

Характеристики сппр

Специфические особенности и компонентов обеспечивают в СППР реализацию таких характеристик ИС:

Интерактивность СППР

Означает, что система откликается на разного рода действия, какими человек намеревается повлиять на вычислительный процесс, в частности в диалоговом режиме. Человек и система обмениваются информацией в темпе, который сравнимый с темпом обработки информации человеком. Тем не менее, практика показывает, что очень много руководителей желают и умеют вести прямой диалог с компьютером. Многие из них понимают преимущество взаимодействия с системой через посредника или в режиме косвенного доступа, когда возможная пакетная обработка информации. Вместе с тем свойство интерактивности необходимо для исследования новых проблем и ситуаций, во время адаптивного проектирования прикладных СППР

Интегрированность СППР

Обеспечивает совместимость составных систем относительно управления данными и средствами общения с пользователями в процессе поддержки принятия решений

Мощность СППР

Означает способность системы отвечать на самые важные вопросы

Доступность СППР

Это способность обеспечивать выдачу ответов на запросы пользователя в нужной форме и в необходимое время

Гибкость СППР

Характеризует возможность системы адаптироваться к изменениям потребностей и ситуаций

Надежность СППР

Означает способность системы выполнять нужные функции на протяжении заданного периода времени

Робастность (robustness) СППР

Это степень способности системы восстанавливаться в случае возникновения ошибочных ситуаций как внешнего, так и внутреннего происхождения. Например, в робастной системе допускаются ошибки в входной информации или неисправности аппаратных средств. Хотя между надежностью и робастностью может существовать определенную связь, эти две характеристики системы разные: система, которая никогда не будет возобновляться в случае наступления ошибочных ситуаций, может быть надежной, не будучи робастной, а система с высоким уровнем робастности, которая может восстанавливаться и продолжать работу в многих ошибочных ситуациях, может быть вместе с тем отнесенная к ненадежных, поскольку она не способна заранее, выполнить необходимые служебные процедуры при повреждениях

Управляемость СППР

Означает, что пользователь может контролировать действия системы, вмешиваясь в ход решения задачи.

Эффективность операций

ФФЕКТИВНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ

ЭФФЕКТИВНОСТЬ ОПЕРАЦИЙ — это рыночная стоимость произведенных выходов, деленная на общую величину затрат организации на израсходованные входы.

Рыночная стоимость выходов определяется как количеством единиц произведенных выходов, так и целым рядом других факторов. Например, такими:

1. Соответствие ассортимента выпускаемой продукции или предоставляемых услуг существующему на них спросу.

2. Качество выходов системы.

3. Своевременность производства выхода, учет характера спроса и обязательств по доставке потребителям.

4. Гибкость производственной системы при удовлетворении различных требований индивидуальных потребителей.

Общие затраты потребленных организацией входов аналогичным образом определяются не только их количеством, но и рядом других факторов. Например, при анализе материальных затрат мы должны учитывать:

1. По каким ценам приобретались материалы?

2. Каковы затраты на хранение материалов в составе запасов до момента их использования?

3. Во что обошлись заказ и приемка материалов?

4. Каков размер издержек, возникших в результате недостатка материалов?

5. Какие затраты появились в результате проблем с качеством материалов?

Применительно к такому входу, как человеческий труд, мы должны задать себе следующие вопросы:

1. Какая часть работы выполнялась в сверхурочное, а не в нормальное рабочее время, какова стоимость сверхурочных работ?

2. Использовался ли персонал в соответствии с уровнем квалификации или работникам пришлось платить по тарифам более высокой квалификации, чем та, которая им требовалась для работы?

3. Какими оказались затраты, связанные с текучестью кадров, вызванной изменением нагрузки в системе?

4. Какими оказались затраты, связанные с ошибками персонала из-за недостаточного уровня подготовки или плохим руководством со стороны мастеров?

Можно назвать и другие аналогичные факторы, влияющие на общие затраты организации через другие виды ресурсов, потребляемых операционной системой.

Эта концепция эффективности операций иллюстрирует многогранность задач, стоящих перед операционными менеджерами. Некоторые из этих задач противоречат друг другу. Так, например, можно своевременно выпускать продукцию, но только за счет увеличения объема сверхурочного труда. В примере 20.1. показан возможный конфликт между техническим творчеством и эффективностью производства и необходимые при этом компромиссы. Управляющий операциями должен постоянно учитывать взаимосвязь многих факторов, влияющих на общую эффективность работы системы.

Классификация операционных систем

Операционные системы можно классифицировать разными способами. В табл. 20.1. приведена двухмерная классификация, основанная на характере выхода и типе используемого процесса переработки ресурсов . В соответствии с этой структурой можно проанализировать фактически любую операционную систему. Четыре типа процессов переработки описаны ниже.

Отличительными характеристиками систем, ориентированных на проекты, является то, что каждая единица конечной продукции уникальна по конструкции, выполняемым задачам, местоположению или по каким-либо другим важным признакам. Процесс производства при этом имеет единичный, неповторяющийся характер2. На выпуск каждой единицы продукции затрачивается относительно продолжительное время: обычно несколько недель, месяцев или даже лет. Все ресурсы операционной системы в данный момент времени направляются на реализацию одного или лишь нескольких проектов.

В МЕЛКОСЕРИЙНОЙ СИСТЕМЕ ПРОИЗВОДСТВА отдельные подразделения, цеха или участки специализированы на выполнении различных операций. Объекты переработки, представленные, например, обрабатываемыми изделиями или обслуживаемыми клиентами, проходят через систему единицами или небольшими группами. Поскольку требования к обработке каждого объекта могут быть разными, то они следуют по разным маршрутам с необязательным прохождением через все участки.

СИСТЕМА МАССОВОГО ПРОИЗВОДСТВА выдает большие объемы относительно стандартизованных выходов. Отдельные единицы выпускаемой продукции неотличимы друг от друга, хотя и могут быть незначительные различия в характеристиках или комплектации. Время прохождения единицы продукции через систему относительно мало: обычно оно измеряется в минутах или часах- Производственные ресурсы системы могут быть упорядочены в некоторой последовательности и образуют технологическую линию — поток, проходящий через всю систему.

ПЕРЕРАБАТЫВАЮЩАЯ СИСТЕМА С НЕПРЕРЫВНЫМ ПРОЦЕССОМ производит значительные объемы однородного выхода. Единственный способ различить отдельные единицы производимой продукции заключается в измерении продукта в каких-то произвольных единицах по объему, длине, площади, весу или времени. Ресурсы, поступающие на вход системы, непрерывным потоком проходят через нее, превращаясь в продукт на ее выходе.

Поучительно будет применить эту двухмерную схему классификации к производству по приготовлению и доставке продуктов питания. За редким исключением рестораны сами и производят продукты, и предоставляют услуги. Пищу готовят повара, а официанты оказывают услуги. Приводимые ниже различные способы организации приготовления пищи и разные методы ее доставки иллюстрируют три из четырех типов перерабатывающих систем. Основная часть ресторанов представляет собой предприятия с мелкосерийным производством. Клиенты проходят через систему небольшими группами, получая конкретные виды продукции и желаемые услуги. Каждая группа обслуживается отдельно, с использованием производственных ресурсов для удовлетворения потребностей этой группы. Кафетерии же представляют собой предприятия с массовым поточным производством. Пищу готовят не для отдельного клиента. Они поочередно проходят через систему, выбирая нужные им стандартные блюда. Наконец, фирмы, обслуживающие банкеты или другие официальные мероприятия, работают по типу реализации проектов. Каждый банкет планируется з зависимости от заказываемых блюд, объема и характера заказываемых услуг, подготовка к нему должна начинаться задолго до срока поставки. Такая операционная система может одновременно обслужить лишь ограниченное количество подобных мероприятий.

ПРОЕКТИРОВАНИЕ ИЗДЕЛИЙ И ПРОЦЕССОВ ПРОИЗВОДСТВА

Проектирование изделий должно быть нацелено на удовлетворение потребностей покупателей. Для анализа конкретных требований потребителя к изделию разработчик должен рассмотреть значимость разных критериев проектирования изделий, включая: качество; стоимость; экономичность эксплуатации; элементы роскоши; размер, мощность или прочность; срок службы; надежность в эксплуатации; требования к обслуживанию, его простота; универсальность использования; безопасность эксплуатации.

Разработчик должен выбирать варианты в разных областях, в том числе в следующих: размеры и формы; материалы; соотношение стандартных и специфических элементов; модульные компоненты; избыточные компоненты для повышения надежности; элементы безопасности.

Разработка технологий должна вестись одновременно с разработкой изделий и выбором типа операционной системы, поскольку для разных конструкций, изделий и типов операционных систем могут использоваться разные технологии. Например, несколько уникальных деталей можно изготавливать, не считаясь с отходами, но для производства их тысячами или миллионами выгоднее использовать специальные безотходные технологии и автоматические линии.

Этап жизненного цикла изделия. До выведения на рынок принципиально нового изделия объемы его продаж малы. Процесс производства должен быть гибким, чтобы конструкции изделия можно было быстро изменить при уточнении требований рынка.

В процессе усовершенствования продукта его конструкция будет стандартизироваться, объемы сбыта возрастут. Основным фактором конкурентоспособности станет цена. Экономичность и стабильность выпуска продукции приобретут важнейшее значение. Процесс производства при этом может быть капиталоемким, жестко автоматизированным, нацеленным на массовый выпуск продукции.

Современные производственные системы используют информационные технологи и компьютерную технику.

Системы автоматизированного проектирования (САПР) стали общедоступными, они позволяют разработчику продуктов и изделий работать с компьютером и создавать документацию, которую раньше приходилось выполнять вручную. Компьютер дает возможность многократно ускорить разработку, проработать множество вариантов и обеспечить предотвращение ошибок.

Автоматизированная система управления производством (АСУП) — ряд технологий, позволяющих управлять и контролировать работу производственного оборудования при помощи компьютеров. Эти технологии обеспечивают гибкость производственного процесса, так как компьютер может передать на управляемую им единицу оборудования новый набор команд и изменить выполняемую оборудованием задачу. В рамках АСУП используются программно-управляемые роботы, манипулирующие материалами и инструментами вместо рабочих. Роботы эффективны при часто повторяющихся операциях, утомительных и изнурительных для рабочих, при операциях, требующих высокой точности исполнения или опасных для человека.

Системы автоматического складирования и выдачи товаров (САС), или «автоматизированные склады», предусматривают использование управляемых компьютером подъемно-транспортных устройств, которые закладывают изделия в склад и извлекают их оттуда по команде. Компьютер также следит за тем, где именно находится каждое изделие. Эти системы не только исключают ручной труд, но и позволяют экономить складские площади, ускорять складские операции и улучшать контроль за материально-техническими запасами.

Гибкие производственные системы (ГПС) реализуют процессы, в которых объединены все описанные выше технологии. Их достоинство — автоматизация без потери гибкости. Они позволяют сократить затраты на переналадку оборудования, что обеспечивает экономичность производства небольших партий изделий.

Интегрированной автоматизированной системой управления производством (ИАСУП) называют сочетание названных выше технологий в системе, работающей под управлением интегрированной информационной управляющей системы.

Управление – это процесс достижения человеком или группой лиц цели управления при наличии определенной информации. Количество и качество информации для управления определяется специальными требованиями и зависит от источников информации

Компьютерная обработка информации предполагает сетевые технологии, предназначенные для коллективной работы пользователей в информационно-вычислительных сетях. Локальные сети объединяют все службы фирмы, ускоряют документооборот, хранят необходимую информацию и предоставляют ее работникам фирмы.

Новейшие достижения в области микроэлектроники привели к новым концепциям в организации информационных служб. Благодаря высокопроизводительным и экономичным микропроцессорам информационно-вычислительные ресурсы приближаются к рабочим местам менеджеров, бухгалтеров, плановиков, администраторов, инженеров и других категорий работников. Совершенствуются персональные системы обработки данных, автоматизированные рабочие места на базе персональных компьютеров, которые по стоимости приближаются к терминалам, а по возможностям - к ЭВМ третьего поколения. На этой основе в 80-х годах наметилась тенденция развития информационно-вычислительной техники - создание локальных вычислительных сетей различного назначения. Однако, в ближайшее время, в силу сложившихся экономических условий, самыми распространенными станут локальные вычислительные сети коммерческого назначения.

а современном этапе технического прогресса для автоматизации управленческих работ все шире используют системы автоматизированного проектирования (САПР).

Первые зарубежные САПР на российском рынке делового программного обеспечения появились в конце 80-х годов. Наиболее известной среди них можно считать систему AutoCAD. Примерно в это же время стали появляться первые отечественные разработки в области автоматизированного управления, по многим параметрам не уступавшие и даже превосходившие зарубежные аналоги.

Сегодня на российском рынке САПР активно работает целый ряд компаний, предлагающих как самостоятельные продукты, предназначенные для автоматизации отдельных управленческих, проектных и конструкторских задач, так и компании, поставляющие полнофункциональные интегрированные решения, способные охватить весь технологический цикл подготовки производства. Предлагаемые решения можно условно разделить на три больших класса.

1.1 Легкие САПР.

К данному классу систем относится целый ряд продуктов, предназначенных для использования в автономном режиме на локальном компьютере или в составе корпоративной сети. К числу наиболее известных таких систем относятся AutoCAD (AutoDesk Inc., США), Компас-График (АО Аскон, Россия), CADdy (Ziegler, Германия). По своей сути такая САПР позволяет существенно облегчить процедуру управления подготовкой конструкторской документации.

В зависимости от конкретных областей использования такой САПР разработчики, как правило, подготавливают и поставляют пользователям различные библиотеки и другие специализированные программные средства, которые могут быть эффективно использованы в процессе управления проектированием.

Системы начального уровня широко распространены среди предприятий небольшого размера, которые успешно используют их в своей повседневной деятельности. Отличительной чертой таких информационных систем является ограниченный охват бизнес-процессов предприятия.

Программные продукты данного класса могут сильно отличаться друг от друга по целевому назначению: сюда можно отнести как бухгалтерские, так и складские и торговые системы. Но, тем не менее, эти системы имеют много общих черт:

Невысокая требовательность к выделяемым ресурсам. Системы данного класса могут работать под управлением современных промышленных СУБД, однако могут эксплуатироваться и на небольших предприятиях. Количество возможных пользователей такой системы колеблется от 1 до нескольких десятков.

Подразумевается, что пользователь может приобрести, установить и начать эксплуатацию самостоятельно, однако разработчики стараются делать программы с как можно более широкими возможностями, что позволяет интегрировать такие системы с другими системами этого и более высокого классов.

1.2 САПР среднего уровня.

Данный класс систем позволяет реализовать комплекс управленческих функций, осуществлять не только двухмерное, но и трехмерное проектирование сложных объектов, используя параметризацию, с одновременным построением математической модели объекта и анализом его функционирования в реальных физических условиях. Среди систем данного класса преобладают продукты зарубежного производства, которые для возможности эффективного использования проходят необходимую адаптацию с помощью локальных партнеров к российским условиям эксплуатации. Силами локальных партнеров также осуществляется установка системы, последующее сопровождение и обучение персонала. К числу наиболее известных систем данного класса следует отнести в первую очередь SolidWorks одноименной американской компании, SolidEdge (Unigraphics Solutions, США), Autodesk Mechanical Desktop (AutoDesk Inc.), Компас 3D (компания Аскон).

Появление систем среднего уровня обусловлено потребностью в программном продукте с более широкими возможностями, нежели системы начального уровня. Таким образом, некоторые производители на основе современных способов и средств разработки создали готовые решения для довольно широкого круга потребностей предприятия. В состав таких систем обычно входят следующие подсистемы:

-бухгалтерский учет

-управление производством

-материально-техническое снабжение и сбыт

-планирование

-производство.

Несмотря на способность таких систем вести учет практически по всем направлениям деятельности предприятия, некоторые подсистемы реализованы в них в весьма усеченном виде. Тем не менее, количество различных параметров настройки у такой системы достигает значительного числа, что приводит потребителя к неспособности самостоятельно установить продукт. Зачастую, большую часть стоимости программного продукта среднего уровня составляют услуги по установке и настройке системы, сервисное обслуживание. Дороговизна таких систем делает их недоступными для небольших фирм.