Понятие информационной технологии

Технология при переводе с греческого (techne) означает искусство, мастерство, умение, а это не что иное, как процессы. Под процессом следует понимать определенную совокупность действий, направленных на достижение поставленной цели. Процесс должен определяться выбранной человеком стратегией и реализоваться с помощью совокупности различных средств и методов.

Под технологией материального производства понимают процесс, определяемый совокупностью средств и методов обработки, изготовления, изменения состояния, свойств, формы сырья или материала. Технология изменяет качество или первоначальное состояние материи в целях получения материального продукта (рис. 3.10).

Рис. 3.10. Информационная технология как аналог технологии переработки материальных ресурсов

Информация является одним из ценнейших ресурсов общества наряду с такими традиционными материальными видами ресурсов, как нефть, газ, полезные ископаемые и др., а значит, процесс ее переработки по аналогии с процессами переработки материальных ресурсов можно воспринимать как технологию. Тогда справедливо следующее определение.

Информационная технология - процесс, использующий совокупность средств и методов сбора, обработки и передачи данных (первичной информации) для получения информации нового качества о состоянии объекта, процесса или явления (информационного продукта).

Цель технологии материального производства - выпуск продукции, удовлетворяющей потребности человека или системы.

Цель информационной технологии - производство информации для ее анализа человеком и принятия на его основе решения по выполнению какого-либо действия.

Известно, что, применяя разные технологии к одному и тому же материальному ресурсу, можно получить разные изделия, продукты. То же самое будет справедливо и для технологии переработки информации.

Пример 3.18 . Для выполнения контрольной работы по математике каждый студент применяет свою технологию переработки первоначальной информации (исходных данных задач). Информационный продукт (результаты решения задач) будет зависеть от технологии решения, которую выберет студент. Обычно используется ручная информационная технология. Если же воспользоваться компьютерной информационное технологией, способной решать подобные задачи, то информационный продукт будет иметь уже иное качество.

Для сравнения в табл. 3.3 приведены основные компоненты обоих видов технологий.

Таблица 3.3. Сопоставление основных компонентов технологий

Новая информационная технология

Информационная технология является наиболее важной составляющей процесса использования информационных ресурсов общества. К настоящему времени она прошла несколько эволюционных этапов, смена которых определялась главным образом развитием научно-технического прогресса, появлением новых технических средств переработки информации. В современном обществе основным техническим средством технологии переработки информации служит персональный компьютер, который существенно повлиял как на концепцию построения и использования технологических процессов, так и на качество результатной информации. Внедрение персонального компьютера в информационную сферу и применение телекоммуникационных средств связи определили новый этан развития информационной технологии и, как следствие, изменение ее названия за счет присоединения одного из синонимов: "новая", "компьютерная" или "современная".

Прилагательное "новая" подчеркивает новаторский, а не эволюционный характер этой технологии. Ее внедрение является новаторским актом в том смысле, что она существенно изменяет содержание различных видов деятельности в организациях. В понятие новой информационной технологии включены также коммуникационные технологии, которые обеспечивают передачу информации разными средствами, а именно - телефон, телеграф, телекоммуникации, факс и др. В табл. 3.4 приведены основные характерные черты новой информационной технологии.

Таблица 3.4. Основные характеристики новой информационной технологии

Методология	Основной признак	Результат
Принципиально новые средства обработки информации	LВстраивание¦ в технологию управления	Новая технология коммуникаций
Целостные технологические системы	Интеграция функций специалистов и менеджеров	Новая технология обработки информации
Целенаправленные создание, передача, хранение и отображение информации	Учет закономерностей социальной среды	Новая технология принятия управленческих решений

Новая информационная технология - информационная технология с "дружественным" интерфейсом работы пользователя, использующая персональные компьютеры и телекоммуникационные средства.

Прилагательное "компьютерная" подчеркивает, что основным техническим средством ее реализации является компьютер.

Запомните! Три основных принципа новой (компьютерной) информационной технологии:

• интерактивный (диалоговый) режим работы с компьютером;

• интегрированность (стыковка, взаимосвязь) с другими программными продуктами;

• гибкость процесса изменения как данных, так и постановок задач.

По-видимому, более точным следует считать все же термин новая, а не компьютерная информационная технология, поскольку он отражает в ее структуре не только технологии, основанные на использовании компьютеров, но и технологии, основанные на других технических средствах, особенно на средствах, обеспечивающих телекоммуникацию.

Примечание . Появившийся сравнительно недавно термин НИТ постепенно начинает терять слово "новая", а под информационной технологией начинают понимать тот смысл, который вкладывается в НИТ. В дальнейшем изложении мы для простоты опустим прилагательное "новая", придавая ее смысл термину " информационная технология".

Инструментарий информационной технологии

Реализация технологического процесса материального производства осуществляется с помощью различных технических средств, к которым относятся: оборудование, станки, инструменты, конвейерные линии и т.п.

По аналогии и для информационной технологии должно быть нечто подобное. Такими техническими средствами производства информации будет являться аппаратное, программное и математическое обеспечение этого процесса. С их помощью производится переработка первичной информации в информацию нового качества. Выделим отдельно из этих средств программные продукты и назовем их инструментарием, а для большей четкости можно его конкретизировать, назвав программным инструментарием информационной технологии. Определим это понятие.

Инструментарий информационной технологии - один или несколько взаимосвязанных программных продуктов для определенного типа компьютера, технология работы в котором позволяет достичь поставленную пользователем цель.

В качестве инструментария можно использовать следующие распространенные виды программных продуктов для персонального компьютера: текстовый процессор (редактор), настольные издательские системы, электронные таблицы, системы управления базами данных, электронные записные книжки, электронные календари, информационные системы функционального назначения (финансовые, бухгалтерские, для маркетинга и пр.), экспертные системы и т.д.

Как соотносятся информационная технология и информационная система

Информационная технология тесно связана с информационными системами, которые являются для нее основной средой. На первый взгляд может показаться, что введенные в учебнике определения информационной технологии и системы очень похожи между собой. Однако это не так.

Информационная технология является процессом, состоящим из четко регламентированных правил выполнения операций, действий, этапов разной степени сложности над данными, хранящимися в компьютерах. Основная цель информационной технологии - в результате целенаправленных действий по переработке первичной информации получить необходимую для пользователя информацию.

Информационная система является средой, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технические и программные средства связи и т.д. Основная цель информационной системы - организация хранения и передачи информации. Информационная система представляет собой человеко-компьютерную систему обработки информации.

Реализация функций информационной системы невозможна без знания ориентированной на нее информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

Пример 3.19 . Информационная технология работы в среде текстового процессора Word 6.0, который не является информационной системой. Информационная технология мультимедиа, где с помощью телекоммуникационной связи осуществляются передача и обработка на компьютере изображения и звука.

Таким образом, информационная технология является более емким понятием, отражающим современное представление о процессах преобразования информации в информационном обществе. В умелом сочетании двух информационных технологий - управленческой и компьютерной - залог успешной работы информационной системы.

Обобщая все вышесказанное, предлагаем несколько более узкие, нежели введенные ранее, определения информационной системы и технологии, реализованных средствами компьютерной техники.

Информационная технология -совокупность четко определенных целенаправленных действий персонала по переработке информации на компьютере.

Информационная система -человеко-компьютерная система для поддержки принятия решений и производства информационных продуктов, использующая компьютерную информационную технологию.

Составляющие информационной технологии

Используемые в производственной сфере такие технологические понятия, как норма, норматив, технологический процесс, технологическая операция и т.п., могут применяться и в информационной технологии. Прежде чем разрабатывать эти понятия в любой технологии, в том числе и в информационной, всегда следует начинать с определения цели. Затем следует попытаться провести структурирование всех предполагаемых действий, приводящих к намеченной цели, и выбрать необходимый программный инструментарий.

На рис. 3.11 технологический процесс переработки информации представлен в виде иерархической структуры по уровням:

Рис. 3.11 . Представление информационной технологии в виде иерархической структуры, состоящей из этапов, действий, операций

• 1-й уровень - этапы , где реализуются сравнительно длительные технологические процессы, состоящие из операций и действий последующих уровней.

Пример 3.20 . Как следует понимать этап информационной технологии. Технология создания шаблона формы документа и среде текстового процессора Word 6.0 состоит из следующих этапов:

этап 1 - создание постоянной части формы в виде текстов и таблиц;

этап 2 - создание постоянной части формы в виде кадра, куда затем помещается рисунок;

этап 3 - создание переменной части формы;

этап 4 - защита и сохранение формы.

• 2-й уровень - операции , в результате выполнения которых будет создан конкретный объект в выбранной на 1-м уровне программной среде.

Пример 3.21 . Как следует понимать операцию информационной технологии. Рассмотрим этап 2 (см. пример 3.20) технологии создания постоянной части формы документа в виде кадра в среде текстового процессора Word 6.0, который состоит из следующих операций:

операция I - создание кадра;

операция 2 - настройка кадра;

операция 3 - внедрение в кадр рисунка.

• 3-й уровень - действия - совокупность стандартных для каждой программной среды приемов работы, приводящих к выполнению поставленной в соответствующей операции цели. Каждое действие изменяет содержание экрана.

Пример 3.22 . Как следует понимать действие информационной технологии. Рассмотрим операцию 3 (см. пример 3.21) - внедрение в кадр рисунка в среде текстового процессора Word 6.0, которая состоит из следующих действий:

действие 1 - установка курсора в кадре;

действие 2 - выполнение команды ВСТАВКА, Рисунок;

действие 3 - установка значений параметров в диалоговом окне

• 4-й уровень - элементарные операции по управлению мышью и клавиатурой.

Пример 3.23 . Как следует понимать элементарную операцию информационной технологии. Ею может быть: ввод команды, нажатие правой кнопки мыши, выбор пункта меню и т.п.

Необходимо понимать, что освоение информационной технологии и дальнейшее ее использование должны свестись к тому, что вы должны сначала хорошо овладеть набором элементарных операций, число которых ограничено. Из этого ограниченного числа элементарных операций в разных комбинациях составляется действие, а из действий, также в разных комбинациях, составляются операции, которые определяют тот или иной технологический этап. Совокупность технологических этапов образует технологический процесс (технологию).

Примечание. Технологический процесс необязательно должен состоять из всех уровней, представленных на рис. 3.11 . Он может начинаться с любого уровня и не включать, например, этапы или операции, а состоять только из действий. Для реализации этапов технологического процесса могут использоваться разные программные среды.

Информационная технология, как и любая другая, должна отвечать следующим требованиям:

• обеспечивать высокую степень расчленения всего процесса обработки информации на этапы (фазы), операции, действия;
• включать весь набор элементов, необходимых для достижения поставленной цели;
• иметь регулярный характер. Этапы, действия, операции технологического процесса могут быть стандартизированы и унифицированы, что позволит более эффективно осуществлять целенаправленное управление информационными процессами.

ЭТАПЫ РАЗВИТИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Существует несколько точек зрения на развитие информационных технологий с использованием компьютеров, которые определяются различными признаками деления.

Общим для всех изложенных ниже подходов является то, что с появлением персонального компьютера начался новый этап развития информационной технологии. Основной целью становится удовлетворение персональных информационных потребностей человека как для профессиональной сферы, так и для бытовой.

Признак деления - вид задач и процессов обработки информации

1-й этап (60 -70-е гг.) - обработка данных в вычислительных центрах в режиме коллективного пользования. Основным направлением развития информационной технологии являлась автоматизация операционных рутинных действий человека.

2-й этап (с 80-х гг.) - создание информационных технологий, направленных на решение стратегических задач.

Признак деления - проблемы, стоящие на пути информатизации общества

1-й этап (до конца 60-х гг.) характеризуется проблемой обработки больших объемов данных в условиях ограниченных возможностей аппаратных средств.

2-й этап (до конца 70-х гг.) связывается с распространением ЭВМ серии IBM/360, Проблема этого этапа - отставание программного обеспечения от уровня развития аппаратных средств.

3-й - этап (с начала 80-х гг.) - компьютер становится инструментом непрофессионального пользователя, а информационные системы - средством поддержки принятия его решений. Проблемы - максимальное удовлетворение потребностей пользователя и создание соответствующего интерфейса работы в компьютерной среде.

4-й этап (с начала 90-х гг.) - создание современной технологии межорганизационных связей и информационных систем. Проблемы этого этапа весьма многочисленны. Наиболее существенными из них являются:

Признак деления - преимущество, которое приносит компьютерная технология

• 1-й этап (с начала 60-х гг.) характеризуется довольно эффективной обработкой информации при выполнении рутинных операций с ориентацией на централизованное коллективное использование ресурсов вычислительных центров. Основным критерием оценки эффективности создаваемых информационных систем была разница между затраченными на разработку и сэкономленными в результате внедрения средствами. Основной проблемой на этом этапе была психологическая - плохое взаимодействие пользователей, для которых создавались информационные системы, и разработчиков из-за различия их взглядов и понимания решаемых проблем. Как следствие этой проблемы, создавались системы, которые пользователи плохо воспринимали и, несмотря на их достаточно большие возможности, не использовали в полной мере.

• 2-й этап (с середины 70-х гг.) связан с появлением персональных компьютеров. Изменился подход к созданию информационных систем - ориентация смещается в сторону индивидуального пользователя для поддержки принимаемых им решений. Пользователь заинтересован в проводимой разработке, налаживается контакт с разработчиком, возникает взаимопонимание обеих групп специалистов. На этом этапе используется как централизованная обработка данных, характерная для первого этапа, так и децентрализованная, базирующаяся на решении локальных задач и работе с локальными базами данных на рабочем месте пользователя.

• 3-й этап (с начала 90-х гг.) связан с понятием анализа стратегических преимуществ в бизнесе и основан на достижениях телекоммуникационной технологии распреде-ленной обработки информации. Информационные системы имеют своей целью не просто увеличение эффективности обработки данных и помощь управленцу. Соответствующие информационные технологии должны помочь организации выстоять в конкурентной борьбе и получить преимущество.

Признак деления - виды инструментария технологии

• 1-й этап (до второй половины XIX в.)- "ручная" информационная технология, инструментарий которой составляли: перо, чернильница, книга. Коммуникации осуществлялись ручным способом путем переправки через почту писем, пакетов, депеш. Основная цель технологии - представление информации в нужной форме.

• 2-й этап (с конца XIX в.) - "механическая" технология, инструментарий которой составляли: пишущая машинка, телефон, диктофон, оснащенная более совершенными средствами доставки почта. Основная цель технологии - представление информации в нужной форме более удобными средствами.

• 3-й этап (40 - 60-е гг. XX в.) - "электрическая" технология, инструментарий которой составляли: большие ЭВМ и соответствующее программное обеспечение, электрические пишущие машинки, ксероксы, портативные диктофоны.

Изменяется цель технологии. Акцент в информационной технологии начинает перемещаться с формы представления информации на формирование ее содержания.

• 4-й этап (с начала 70-х гг.) - "электронная" технология, основным инструментарием которой становятся большие ЭВМ и создаваемые на их базе автоматизированные системы управления (АСУ) и информационно-поисковые системы (ИПС), оснащенные широким спектром базовых и специализированных программных комплексов. Центр тяжести технологии еще более смещается на формирование содержательной стороны информации для управленческой среды различных сфер общественной жизни, особенно на организацию аналитической работы. Множество объективных и субъективных факторов не позволили решить стоящие перед новой концепцией информационной технологии поставленные задачи. Однако был приобретен опыт формирования содержательной стороны управленческой информации и подготовлена профессиональная, психологическая и социальная база для перехода на новый этап развития технологии.

• 5-й этап (с середины 80-х гг.) - "компьютерная" ("новая") технология, основным инструментарием которой является персональный компьютер с широким спектром стандартных программных продуктов разного назначения. На этом этапе происходит процесс персонализации АСУ, который проявляется в создании систем поддержки принятия решений определенными специалистами. Подобные системы имеют встроенные элементы анализа и интеллекта для разных уровней управления, реализуются на персональном компьютере и используют телекоммуникации. В связи с переходом на микропроцессорную базу существенным изменениям подвергаются и технические средства бытового, культурного и прочего назначений. Начинают широко использоваться в различных областях глобальные и локальные компьютерные сети.

ПРОБЛЕМЫ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЙ

Устаревание информационной технологии

Для информационных технологий является вполне естественным то, что они устаревают и заменяются новыми.

Пример 3.24 . На смену технологии пакетной обработки программ на большой ЭВМ в вычислительном центре пришла технология работы на персональном компьютере на рабочем месте пользователя.

• Телеграф передал все свои функции телефону.

• Телефон постепенно вытесняется службой экспресс-доставки.

• Телекс передал большинство своих функций факсу и электронной почте и т.д.

При внедрении новой информационной технологии в организации необходимо оценить риск отставания от конкурентов в результате ее неизбежного устаревания со временем, так как информационные продукты, как никакие другие виды материальных товаров, имеют чрезвычайно высокую скорость сменяемости новыми видами или версиями. Периоды сменяемости колеблются от нескольких месяцев до одного года.

Если в процессе внедрения новой информационной технологии этому фактору не уделять должного внимания, возможно, что к моменту завершения перевода фирмы на новую информационную технологию она уже устареет и придется принимать меры к ее модернизации. Такие неудачи с внедрением информационной технологии обычно связывают с несовершенством технических средств, тогда как основной причиной неудач является отсутствие или слабая проработанность методологии использования информационной технологии.

Методология использования информационной технологии

Централизованная обработка информации на ЭВМ вычислительных центров была первой исторически сложившейся технологией. Создавались крупные вычислительные центры (ВЦ) коллективного пользования, оснащенные большими ЭВМ (в нашей стране - ЭВМ ЕС). Применение таких ЭВМ позволяло обрабатывать большие массивы входной информации и получать на этой основе различные виды информационной продукции, которая затем передавалась пользователям. Такой технологический процесс был обусловлен недостаточным оснащением вычислительной техникой предприятий и организаций в 60 - 70-е гг.

Достоинства методологии централизованной технологии:

• возможность обращения пользователя к большим массивам информации в виде баз данных и к информационной продукции широкой номенклатуры;

• сравнительная легкость внедрения методологических решений по развитию и совершенствованию информационной технологии благодаря централизованному их принятию.

Недостатки такой методологии очевидны:

• ограниченная ответственность низшего персонала, который не способствует оперативному получению информации пользователем, тем самым препятствуя правильности выработки управленческих решений;

• ограничение возможностей пользователя в процессе получения и использования информации.

Децентрализованная обработка информации связана с появлением в 80-х гг. персональных компьютеров и развитием средств телекоммуникаций. Она весьма существенно потеснила предыдущую технологию, поскольку дает пользователю широкие возможности в работе с информацией и не ограничивает его инициатив.

Достоинствами такой методологии являются:

• гибкость структуры, обеспечивающая простор инициативам пользователя;

• усиление ответственности низшего звена сотрудников;

• уменьшение потребности в пользовании центральным компьютером и соответственно контроле со стороны вычислительного центра;

• более полная реализация творческого потенциала пользователя благодаря использованию средств компьютерной связи.

Однако эта методология имеет свои недостатки :

• сложность стандартизации из-за большого числа уникальных разработок;

• психологическое неприятие пользователями рекомендуемых вычислительным центром стандартов и готовых программных продуктов;

• неравномерность развития уровня информационной технологии на локальных местах, что в первую очередь определяется уровнем квалификации конкретного работника.

Описанные достоинства и недостатки централизованной и децентрализованной информационной технологии привели к необходимости придерживаться линии разумного применения и того, и другого подхода. Такой подход назовем рациональной методологией и покажем, как в этом случае будут распределяться обязанности:

• вычислительный центр должен отвечать за выработку общей стратегии использования информационной технологии, помогать пользователям как в работе, так и в обучении, устанавливать стандарты и определять политику применения программных и технических средств;

• персонал, использующий информационную технологию, должен придерживаться указаний вычислительного центра, осуществлять разработку своих локальных систем и технологий в соответствии с общим планом организации.

Рациональная методология использования информационной технологии позволит достичь большей гибкости, поддерживать общие стандарты, осуществить совместимость информационных локальных продуктов, снизить дублирование деятельности и др.

Выбор вариантов внедрения информационной технологии в фирме

При внедрении информационной технологии в фирму необходимо выбрать одну из двух основных концепций, отражающих сложившиеся точки зрения на существующую структуру организации и роль в ней компьютерной обработки информации.

• Первая концепция ориентируется на существующую структуру фирмы. Информационная технология приспосабливается к организационной структуре, и происходит лишь модернизация методов работы. Коммуникации развиты слабо, рационализируются только рабочие места. Происходит распределение функций между техническими работниками и специалистами. Степень риска от внедрения новой информационной технологии минимальна, так как затраты незначительны и организационная структура фирмы не меняется.

Основной недостаток такой стратегии - необходимость непрерывных изменений формы представления информации, приспособленной к конкретным технологическим методам и техническим средствам. Любое оперативное решение "вязнет" на различных этапах информационной технологии.

К достоинствам стратегии можно отнести минимальные степень риска и затраты.

• Вторая концепция ориентируется на будущую структуру фирмы. Существующая структура будет модернизироваться,

Данная стратегия предполагает максимальное развитие коммуникаций и разработку новых организационных взаимосвязей. Продуктивность организационной структуры фирмы возрастает, так как рационально распределяются архивы данных, снижается объем циркулирующей по системным каналам информации и достигается сбалансированность между решаемыми задачами.

К основным ее недостаткам следует отнести:

• существенные затраты на первом этапе, связанном с разработкой общей концепции и обследованием всех подразделений фирмы;

• наличие психологической напряженности, вызванной предполагаемыми изменениями структуры фирмы и, как следствие, изменениями штатного расписания и должностных обязанностей.

Достоинствами данной стратегии являются:

• рационализация организационной структуры фирмы;

• максимальная занятость всех работников;

• высокий профессиональный уровень;

• интеграция профессиональных функций за счет использования компьютерных сетей.

Новая информационная технология в фирме должна быть такой, чтобы уровни информации и подсистемы, ее обрабатывающие, связывались между собой единым массивом информации. При этом предъявляются два требования. Во-первых, структура системы переработки информации должна соответствовать распределению полномочий в фирме. Во-вторых, информация внутри системы должна функционировать так, чтобы достаточно полно отражать уровни управления.

Средства и методы прикладной информатики используются в менеджменте, маркетинге, а также в сферах материального производства. Новые технологии, основанные на компьютерной технике, требуют радикальных изменений организационных структур менеджмента, его регламента, кадрового потенциала, системы документации, фиксирования и передачи информации. Особое значение имеет внедрение информационных технологий, значительно расширяющих возможности использования компаниями информационных ресурсов. Развитие информационного технологий связано с организацией системы обработки данных и знаний, последовательного их развития до уровня интегрированных автоматизированных систем управления, охватывающих по вертикали и горизонтали все уровни и звенья материального производства и сбыта.

Технология - это комплекс научных и инженерных знаний, реализованных в приемах труда, наборах материальных, технических, энергетических, трудовых факторов производства, способах их соединения для создания продукта или услуги, отвечающих определенным требованиям.

Технология - это управление естественными процессами, направленное на создание искусственных объектов: она эффективна постольку, поскольку ей удается создать необходимые условия для того, чтобы нужные процессы протекали в нужном русле и направлении. Здесь <естественные процессы> управляются не только с целью преобразования состава, структуры и формы вещества, но и для фиксации, обработки и получения новой информации.

Технология неразрывно связана с машинизацией производственного или непроизводственного, прежде всего управленческого процесса. Управленческие технологии основываются на применении компьютеров и телекоммуникационной техники.

Информационная технология - это комплекс взаимосвязанных, научных, технологических, инженерных дисциплин, изучающих методы эффективной организации труда людей, занятых обработкой и хранением информации; вычислительную технику и методы организации и взаимодействия с людьми и производственным оборудованием, их практические приложения, а также связанные со всем этим социальные, экономические и культурные проблемы. Сами информационные технологии требуют сложной подготовки, больших первоначальных затрат и наукоемкой техники. Их введение должно начинаться с создания математического обеспечения, формирования информационных потоков в системах подготовки специалистов.

2. Какие современные технические средства используются для автоматизации информационно-управленческой деятельности

В последние десятилетия в наиболее развитых странах, в частности, в США и Японии, особое внимание уделяется творческим (созидающим) информационным технологиям так называемого третьего (высшего) уровня. Они охватывают полный информационный цикл - выработку информации (новых знаний), их передачу, переработку, использование для преобразования объекта, достижения новых более высших целей.

Информационные технологии третьего уровня означают высший этап компьютеризации, позволяют задействовать ЭВМ в творческом процессе, соединить силу человеческого ума и мощь электронной техники, которую необходимо применить в последующем материальном производстве.

Полная интегрированная автоматизация менеджмента на предприятиях предполагает охват следующих информационно-управленческих процессов: связь, сбор, хранение и доступ к необходимой информации, анализ информации, подготовка текста, поддержка индивидуальной деятельности, программирование и решение специальных задач. Основные направления автоматизации информационно-управленческой деятельности компаний следующие: автоматизация процесса обмена информацией, включая учрежденческую АТС, “ электронную почту”. К современным техническим средствам автоматизации информационно-управленческой и производственной деятельности относятся:

Компьютерные средства для автоматизации производственных процессов.

Электронные пишущие машинки.

Копировальные машины.

Коммуникационные средства.

Локальные компьютерные сети.

Автоматизированные станки и другое оборудование.

Использование различных информационных баз данных.

Министерство образования и науки, молодежи и спорта Украины

Кафедра экономики и бизнес-администрирования

Обязательное домашнее задание

по курсу: Информационные системы и технологии на производстве

Сумы, 2012

Задача 1

Найти решение общей задачи линейного программирования, заданной математической моделью в виде целевой функции

Для решения поставленной задачи, после запуска табличного редактора Microsoft Excel, необходимо ввести в таблицу необходимые данные (рис. 1.1).

Рис. 1.1 - Экранная форма задачи линейного программирования

В ячейку G4 вводим: =СУММПРОИЗВ($B$2:$F$2;B4:F4). А в ячейки G7:G10 вводим функцию как показано на рис. 1.2.

Рис. 1.2 - Ввод формул для расчета левой части

Рис. 1.3 - Установление ограничений в надстройке «поиск решений»

Рис. 1.4 - Экранная форма задачи после ввода всех необходимых формул

Задача 2

В некоторых складах имеется штучный товар, необходимый различным магазинам для реализации. Известно, сколько товара находится на каждом складе и сколько его требуется в каждом магазине. Также известно, во что обходится перевозка каждой единицы товара из любого склада в каждый магазин. Требуется при этих условиях спланировать перевозки товара таким образом, чтобы затраты были минимальными.

Для решения поставленной задачи необходимо для закрытой и открытой транспортной задачи составить модель поставок товаров и построить математическую модель.

Решение ТЗ закрытого типа

Таблица 2.1 - Условие к решение закрытой ТЗ

Закрытая транспортная задачаТарифы, грн./шт.1-й магазин2-й магазин3-й магазинЗапасы, шт.1-й склад13,61,10,415,12-й склад6,944,946,2983-й склад29,332,4061,74-й склад31,721,747,2100,65-й склад46,30046,36-й склад17,822,8040,6Потребности, шт.145,6122,993,8

Введем ограничения как показано на рис. 2.1.

Рис. 2.1 - Ввод ограничений

В параметрах решения (кнопка «Параметры») также необходимо включить установку «Неотрицательные значения» для соблюдения условия неотрицательности переменных.

Найденное решение выглядит следующим образом (рис. 2.2)

Рис. 2.2 - Экранная форма решения после ввода всех необходимых формул

Таким образом, в случае организации поставки по оптимальным условиям, издержки доставки товаров составят 3418,13 грн. Решением задачи будет следующая матрица значений

где значение будет определять, какое количество товара необходимо доставить с i-го склада в j-й магазин.

Решение ТЗ открытого типа

Таблица 2.2 - Условие к решение открытой ТЗ

Открытая транспортная задачаТарифы, грн./шт.1-й магазин2-й магазин3-й магазинЗапасы, шт.1-й склад13,61,10,419,92-й склад6,944,946,286,63-й склад29,332,4049,34-й склад31,721,747,2105,35-й склад46,300456-й склад17,822,8028,9Потребности, шт.140,1115,288,1

Для решения данной задачи вводится фиктивный магазин, в котором тарифы будут равняться нулю. В данный магазин будет отправляться весь лишний товар. Таким образом потребности магазинов в товаре будут удовлетворены, однако на складах в действительности останется лишний товар, который в решении будет перевезен в фиктивный магазин.

Если бы наоборот, запасы не покрывали потребности, необходимо было бы ввести фиктивный склад, с которого доставлялся бы недостающий товар. В таком случае, решение транспортной задачи гарантировало бы оптимальную поставку всех товаров, имеющихся на складах. Однако, не все потребности магазинов в товаре были бы удовлетворены.

Потребности фиктивного магазина в товаре равны разности наличного и необходимого товара (343,4 - 335 = 436 единиц товара). В таком случае потребности и запасы совпадут, и задачу можно будет свести к закрытому виду.

Таким образом, необходимо принять следующие условия поставок, учитывающие избыток в необходимом товаре.

Рис. 2.3 - Экранная форма задачи с учетом фиктивного столбика

Целевая функция и ограничения будут составляться таким же образом, как и для обыкновенной закрытой транспортной задачи с одним исключением: ограничение на приобретение товаров не распространяется на фиктивный магазин. Таким образом в него будет «сбрасываться» весь лишний товар.

Введем ограничения как показано на рис. 2.4

линейный программирование транспортный себестоимость

Рис. 2.4 - Ввод ограничений

Вид экранного решения показан на рис. 2.5.

Рис. 2.5 - Экранная форма решения после ввода всех необходимых формул

В случае организации поставки по оптимальным условиям, издержки доставки товаров составят 8733,62 грн. Решением задачи будет следующая матрица значений:

Задача 3

Имеются статистические данные за несколько лет о работе фирмы в одном из направлений ее деятельности. Необходимо, используя статистические методы, рассчитать прогнозное значение интересующего показателя на следующий год, т.е. на будущий период. Кроме того, необходимо проанализировать имеющиеся данные и найти закономерность их изменения во времени.

Таким образом, задание сводится к следующим этапам:

) По приведенным данным необходимо построить прогноз с использованием скользящей средней, функции роста и тенденции. Построить графики с прогнозными данными и сравнить их с фактическими.

) Найти наиболее точную форму зависимости между статистическими данными и временем, а также определить вид этой зависимости и ее точность, используя коэффициент детерминации R2. Используя уравнение регрессии, найти значение исследуемого показателя в будущем периоде.

Исходные данные приведены в табл. 3.1

Таблица 3.1 - Исходные данные для задачи.з табл. дующие исходные данные:

ПериодДанныеПериодДанные1 2 3 4 5 6 7 8 9221 126 373 284 287 263 226 280 22310 11 12 13 14 15 16 17 18250 183 220 231 321 309 299 236 218

Расчет прогноза с использованием скользящей средней для i-го периода производится по следующей формуле:

Далее необходимо сделать прогноз с использованием функции ТЕНДЕНЦИЯ. Данная функция находит линейную зависимость между заданными значениями функции y и значениями ее аргументов x. Данная зависимость представляется линейной функцией, а значения ее аргументов находятся в Excel по методу наименьших квадратов.

В данном случае значения функции y - это данные, а значения аргументов x - номера периодов для соответствующих данных. Более подробную информацию о данной функции можно узнать с помощью помощника Excel, вызвав ее из меню или нажав клавишу «F1». Для расчета прогноза за необходимый период сначала введем в необходимой клетке таблицы «=ТЕНДЕНЦИЯ(», а далее укажем массив, в котором находятся известные значения функции y. Затем укажем массив, в котором находятся значения аргументов функции x. Последним указывается значение того периода, за который необходимо рассчитать прогноз, т.е. и необходимое значение x, для которого необходимо найти значение функции y.

Далее сделаем прогноз с использованием функции РОСТ. Данная функция Excel рассчитывает прогнозируемый экспоненциальный рост на основании имеющихся данных. Функция РОСТ возвращает значения y для последовательности новых значений x, задаваемых с помощью существующих x- и y-значений. Т.е. данная функция строит зависимость между функцией и ее аргументами в виде.

В результате получили такие значения (рис. 3.1)

Рис. 3.1 - Экранный вид расчета прогноза

Рис. 3.2 - График прогноза с использованием средней скользящей

Задача 4

Также необходимо построить следующие диаграммы:

а) столбиковую диаграмму для сравнительного анализа основных показателей хозяйственной деятельности (отпускная цена, основная З/П, сырье и материалы) по видам выпускаемой продукции;

б) накопительную диаграмму основных показателей хозяйственной деятельности (отпускная цена, основная З/П, сырье и материалы) по видам выпускаемой продукции;

в) секторную диаграмму распределения прибыли по трем изделиям.

Данные приведены на рис. 4.1

Рис. 4.1 - Исходные данные к условию

Расчет необходимых значений производится по следующей схеме:

1)Возвратные отходы составляют указанные процент от затрат на сырье и материалы.

2)Дополнительная З/П (грн.) определяется по формуле: если основная З/П<200 то дополнительная З/П равна 15% от основной; в ином случае - 20%.

)Начисления на З/П равна 37,5% от суммы основной и дополнительной З/П.

)Содержание оборудования составляет 5% от основной З/П.

)Цеховые расходы равняются 17% от (25% основной З/П + 75% от доп. З/П).

)Общезаводские расходы составляют 8% от средней основной З/П.

)Производственная себестоимость равна сумме затрат на сырье и материалы, комплектующие, топливо и энергию, основную и дополнительную З/П, начисления на З/П, содержание оборудования, цеховые и общезаводские расходы за вычетом возвратных отходов.

)Непроизводственная себестоимость составляет 3,5% от производственной.

)Полная себестоимость является суммой производственной и непроизводственной себестоимости.

)Прибыль составляет указанные процент нормы прибыли от полной себестоимости.

)Оптовая цена равна сумме полной себестоимости и прибыли.

)НДС составляет указанный процент от оптовой цены.

)Отпускная цена равна сумме оптовой цены и НДС.

Рассчитаем необходимые показатели, а так же отпускную цену. Результаты показанны на рис. 4.2

Рис. 4.2 - Экранный вид расчета себестоимости и отпускной цены

Первая диаграмма - это столбиковая диаграмма для сравнительного анализа основных показателей хозяйственной деятельности (отпускная цена, основная З/П, сырье и материалы) по видам выпускаемой продукции (рис. 4.3).

Рис.4.3 - Гистограмма сравнительного анализа показателей выпуска продукции

Построим накопительную диаграмму основных показателей хозяйственной деятельности (рис. 4.4).

Рис. 4.4 - Накопительная диаграмма основных показателей хозяйственной деятельности

Построим секторную диаграмму распределения прибыли по трем изделиям (рис. 4.5).

Рис. 4.5 - Секторная диаграмма распределения прибыли по видам продукции

ЭВМ прочно вошли в производственную деятельность, и в настоящее время нет необходимости доказывать целесообразность использования вычислительной техники в системах управления технологическими процессами, проектирования, научных исследований, административного управления, в учебном процессе, банковских расчетах, здравоохранении, сфере обслуживания и т.д. Бурное развитие информационных технологий за последние десятилетия обусловлено высокой потребностью общества в них, в первую очередь потребностями производства. Многие задачи, некогда требующие монотонной и долгой работы, стало возможно решить при помощи компьютера за считанные минуты, что значительно упростило жизнь, помогло сэкономить рабочее время и успешно помогает снизить затраты разного рода на производстве. Использование современных информационных технологий становится возможным даже там, где, казалось бы, они никогда не смогут дополнить или даже полностью заменить труд специалиста.

Введение систем автоматизации в производстве помогает значительно сократить количество наемных рабочих, отдав предпочтение нескольким специалистам в области информационных технологий, которые будут способны решать большинство проблем производства. В большинстве случаев такой подход позволяет добиться существенной экономии средств, несмотря на высокий уровень зарплат подобных специалистов. По всем показателям автоматизированное производство выигрывает, так что современному специалисту важно не только знать о существовании систем автоматизации, но и уметь с ними работать в совершенстве.

Целью данной работы является ознакомление с существующими информационными технологиями, применяемыми в производстве. Рассмотрение основных информационных систем автоматизации производства актуально в течение многих лет, примерно с середины XXвека, и актуальность данной проблемы останется высокой еще в течение длительного периода, так как изменения в этой области тесно связаны с постоянными новшествами в информационных технологиях и науке. За последние годы происходили значимые изменения в области создания и разработки информационных систем: изначально информационные системы применялись лишь на производстве с большими объемами, например, на машиностроительных или оборонных заводах. Постепенная популяризация и доступность ЭВМ сделала возможной использование информационных систем и в менее крупных масштабах, при этом дав стимул для развития логической части самих систем, что будет показано ниже на примере эволюции информационной системы MRPв систему MRPII, также нельзя не заметить появление ERP, внесшее ощутимый вклад.

В ходе работы будут рассмотрены принципы информационных систем по автоматизации производства, а также некоторые программные средства для их реализации. Таким образом, можно будет выделить несколько наиболее удачных и наиболее часто используемых систем на сегодняшний день.

Системы автоматизации управления производством

Успешное производство всегда зависит от не менее успешного управления. Именно на плечах управляющих лежит высокая ответственность за организацию производственных процессов, которые будут приносить прибыль для фирмы в целом. В наши дни существует около двадцати основных современных теорий автоматизации производства, которые базируются на современных информационных технологиях. Каждый подход имеет свои плюсы и минусы в определенных условиях, поэтому, полезно рассмотреть каждый из них. Также нельзя не заметить, что некоторые системы автоматизации появлялись в процессе модернизации некогда существовавших систем, но это не привело к полному отказу от изначальных разработок. Например, ERP-система (система планирования ресурсов предприятия) является логическим продолжением систем планирования материальных потребностей (MRP-системы) и систем планирования производственных ресурсов (MRPII-системы). Выбор определенной информационной системы для автоматизации производства зависит от многих факторов, среди которых можно выделить: объемы, тип, цель, потребность в автоматизации. На примере вышеупомянутых ERP-систем можно сказать, что мелкому производству вряд ли будет полезно тратить время на внедрение столь масштабной информационной системы, которая при небольшом уровне развития предприятия, будет только отнимать время специалистов, приводя к ухудшению показателей. Правильный выбор подходящей информационной системы для производства – непростое и очень важное решение, особенно в момент становления фирмы, когда ориентация под определенную модель автоматизации может определить становление всего производства. Сложные системы, обеспечивающие максимальный контроль по многочисленным направлениям, не только могут оказаться невостребованными, но и послужить одной из весомых статей расходов, что весьма нежелательно в большинстве случаев. Одной из начальных систем, сочетающей в себе успешные методы управления и невысокую стоимость внедрении, является система планирования потребности в материалах.

Система MRP (MaterialRequirementsPlanning) – планирование потребности в материалах

Данная система была разработана в США в 1950-х годах, но только через 25 лет, когда произошел бурный скачок в развитии вычислительной техники, она получила известность и последующее повсеместное распространение. К концу 1980-х годов MRPиспользовали большинство фирм в США и Великобритании. На сегодняшний день использование системы планирования потребности в материалах не актуально из-за возраста системы, но именно она является базой для большого количества ныне существующих систем автоматизации.

В середине XXвека многие производители сталкивались с достаточно серьезными проблемами несвоевременной поставки ресурсов, что приводило к снижению производственных показателей и скоплению большого количества материалов на складах. Главной задачей MRP является то, чтобы каждый элемент производства, каждая комплектующая деталь были в нужное время в нужном количестве. Это обеспечивается формированием такой последовательности производственных операций, которая позволяет соотносить своевременное изготовление продукции с заложенным планом выпуска. Такой подход также призван обеспечить минимальное количество запасов на складе. В упрощённом виде исходную информацию для MRP-системы представляют календарные планы производства, ведомость материалов, состав изделия, состояние запасов. На основании входных данных MRP-система выполняет следующие основные операции:

· по данным календарного плана производства определяется количество конечных изделий для каждого периода времени планирования;

· к составу конечных изделий добавляются запасные части, не включённые в календарный план производства;

· для календарного плана производства и запасных частей определяется общая потребность в материальных ресурсах в соответствии с ведомостью материалов и составом изделия с распределением по периодам времени планирования;

· общая потребность материалов корректируется с учётом состояния запасов для каждого периода времени планирования;

· осуществляется формирование заказов на пополнение запасов с учётом необходимого времени опережения.

Результатом работы MRP-системы является план-график снабжения материальными ресурсами производства (потребность каждой учётной единицы материалов и комплектующих для каждого периода времени). Для реализации план-графика снабжения система создаёт график заказов в привязке к периодам времени. Он используется для размещения заказов поставщикам материалов и комплектующих или для планирования самостоятельного изготовления с возможностью внесения корректировок в процессе производства. Системы класса MRP по соотношению цена/качество подходят для небольших предприятий, где функции управления ограничиваются учётом (бухгалтерским, складским, оперативным), управлением запасами на складах и управлением кадрами.

Возраст этой системы накладывает определенные недостатки, которые в ее рамках решать было нецелесообразно. Самым главным недостатком MRP-систем является большой объем обработки входных данных по сравнению с объемами информации в целом и результатами. При стремлении перейти на частые, но малые заказы, в рамках MRP-систем вряд ли удастся найти оптимальный план по расходам на обработку заказов и транспортировку, так как система изначально разрабатывалась для больших предприятий с многотысячными заказами (крупные машиностроительные заводы США).

Популярным ПО для MRP-систем некогда служил Microsoft Business Solutions-Navision, разрабатываемый с начала 1980-х годов. На сегодняшний день программы комплекс перерос в Microsoft Dynamics NAV, где MRP-модуль является отдельным подключаемым модулем.

Система MRPII (ManufacturingResourcePlanning) – планирование производственных ресурсов

На смену системе MRPпришла система планирования производственных ресурсов, названная MRPII, чтобы подчеркнуть связь систем. В новой системе было уделено внимание куда большему числу факторов, что позволило значительно расширить сферу применения и увеличить показатели. Переход от одной системы к другой был вызван не только видимыми недостатки в первоначальной MRP-системе, но и постоянно нарастающими мощностями ЭВМ. С течением времени расчеты более сложных и многоуровневых операций стали возможны на относительно дешевых компьютерах, что послужило возрастающим интересном к постоянным доработкам информационных систем. В отличие от MRP, в системе MRP II производится планирование не только в материальном, но и в денежном выражении, что позволяет охватить куда большее количество всевозможных показателей. MRPIIи на сегодняшний день представляет собой метод для эффективного планирования всех ресурсов производственной компании. Некоторые производства до сих пор не отказались от использования схемы MRPII, считая ее оптимальной информационной системой. В идеале, выполняется операционное планирование в натуральных единицах измерения, финансовое планирование в стоимостных единицах измерения, и содержит в себе возможности моделирования для ответа на вопросы «а что будет, если…?». Модель состоит из множества процессов, каждый из которых связан с другими: бизнес-планирование, планирование производства (планирование продаж и операций), разработка главного календарного плана производства, планирование потребности в материалах, планирование потребности в мощностях и системы поддержки контроля исполнения по мощностям и материалам. Результат таких систем интегрируется с финансовыми отчетами, такими как бизнес-план, отчет о соглашениях по закупкам, бюджет отгрузки и прогноз запасов в стоимостном выражении». Как видно, разница между двумя моделями ощутима, так как MRPIIоперирует куда большим количеством показателей. Различия между MRPи MRPIIможно представить в виде наглядной схемы:

На рис.1 показана схема модели MRPII, в которой при помощи овала выделены элементы системы MRP. Как видно, переход от первой модели автоматизации ко второй значительно расширяет границы обрабатываемых данных, что позволяет наладить производство оптимальным образом. Модель MRPII чувствительна к изменениям спроса в кратковременном периоде, что выгодно отличает ее от предшественницы. Стандарт программного обеспечения системы MRP II включает в себя 16 последовательных функций:

· планирование продаж и производства;

· управление спросом;

· составление плана производства;

· планирование потребностей в сырье и материалах;

· спецификации продукции;

· складская подсистема;

· отгрузка готовой продукции;

· управление производством на цеховом уровне;

· планирование производственных мощностей;

· контроль входа/выхода;

· материально-техническое снабжение;

· планирование запасов сбытовой сети;

· планирование и управление инструментальными средствами;

· финансовое планирование;

· моделирование;

· оценка результатов деятельности.

К преимуществам модели относят снижение запасов, улучшение обслуживания клиентов, приводящее к росту продаж, увеличение производительности труда рабочих, равномерное снижение затрат на закупку, уменьшение сверхурочных работ, уменьшение транспортных затрат по повышенному тарифу.

Система APS (AdvancedPlanningandScheduling) – усовершенствованное планирование

Главной особенностью системы APS является возможность быстрого составления планов с учётом имеющихся ресурсов и производственных ограничений (переналадки оборудования, доступность оснастки, связи между машинами и др.) и быстрого перепланирования по заранее составленным сценариям оптимизации. Систему APS можно разбить на две части, которые тесно связаны с другими информационными системами автоматизации.

Первая часть метода APS похожа на алгоритм MRP II. Существенное отличие заключается в том, что в системе APS согласование материалов и мощностей происходит не итеративно, а синхронно, что резко сокращает время перепланирования. Системы типа APS позволяют решать такие задачи, как "проталкивание" срочного заказа в производственные графики, распределение заданий с учетом приоритетов и ограничений, перепланирование с использованием полноценного графического интерфейса. Это особенно актуально для позаказного производства, а также в случаях жесткой конкуренции в сроках выполнения заказа и необходимости точного соблюдения этих сроков. Вторая часть метода APS - диспетчеризация производства, с возможностью учета различного рода ограничений, с элементами оптимизации. Функции APS, присущие производственным ERP-системам, пока являются относительно новыми. Тем не менее, считается, что со временем алгоритмы APS станут общепринятыми для многих производственных предприятий.

Основными компонентами системы являются: прогнозирование сбыта и спроса, основной производственный план и общее планирование загрузки производственных мощностей, планирование производства и детальное планирование загрузки производственных мощностей. Первый модуль отвечает за прогнозирование на основе истории системы. Пользователь может вносить свои корректировки в виде условий изменений рынка. В отличие от MRP II, на этом этапе возможно добиться значительного повышения скорости планирования, так как планирование возможно с одновременным учетом ограничений по мощностям и ресурсам. На практике выигрыш во времени зачастую оказывается значителен. Компонент составления производственного плана и планирования нагрузки оказывается полезен при схемах производства «на заказ», «на склад» и при непрерывном производстве. Сравнение данных по производственному плану и данных, полученных в реальном времени, позволяет выявить «узкие места» производства. Так же компонент позволяет произвести сравнение нескольких производственных планов для выявления оптимальной загрузки объектов производства. Третий компонент позволяет учитывать динамику и реальное состояние дел, чтобы формировать календарные графики в соответствии с доступностью ресурсов (оборудование, рабочая сила, хранилища, источники энергии, основные материалы). Оптимизация в системах APS базируется на эвристиках и/или на сложных математических моделях, которые создаются для конкретной отрасли (например, металлургия, прокат - оптимизация изменений толщин листов), конкретного предприятия. При этом тонкая настройка алгоритмов оптимизации может быть осуществлена непосредственно самими пользователями.

APS-системы являются своеобразной надстройкой к существующим ERP-системам, заменяя схожие механизмы в них. Потребность в высокой точности входных данных можно рассматривать двояко, так как, с одной стороны, это несомненно положительная сторона для планирования производства, с другой, негативная, потому что ошибки в расчетах могут приводить к убыткам. Использование APS-систем требует большой точности и профессионализма, что заметно усложняет их внедрение.

Одной из наиболее распространенной в мире универсальной системой планирования, полностью отвечающей критериям APS систем является продукт фирмы SAP AG Advanced Planning & Optimization или APO (в настоящее время входящий в состав программного продукта SAP SCM).

Система JIT (JustInTime) – точно в срок

Одной из широко распространенных в мире информационных моделей является модель «точно в срок» (just-in-time, JIT). Основная ее идея заключается в следующем: если производственное расписание задано, то можно так организовать движение материальных потоков, что все материалы, компоненты и полуфабрикаты будут поступать в необходимом количестве, в нужное место (на сборочной линии - конвейере) и точно к назначенному сроку для производства или сборки готовой продукции. Благодаря этому компоненты с предыдущей операции (обработка или доставка от поставщика) попадают в производство тогда и только тогда, когда в них появляется необходимость. В отличие от MRP, рассчитанной на предприятия с масштабным производством, JIT более применим для производства среднего масштаба, где происходит постоянный и непрерывный процесс производства небольших партий, что требует постоянных поставок материалов в небольшом количестве. Плюсом данного подхода можно назвать отсутствие необходимости в страховых запасах и иммобилизующих денежных средствах, но стоит сделать оговорку, что это верно для предприятий среднего и малого уровня. Данная система является успешной альтернативой MRP с определенными условиями. Простота процедур планирования поставок не совместима с крупными производствами, где планирование и контроль процессов производства находится на более высоком уровне, так как в конечном счете это негативно отразится на показателях.

Концепция «точно в срок» тесно связана с составляющими логистического цикла. В идеальном случае материальные ресурсы или готовая продукция должны быть доставлены в определенную точку логистической цепи (канала) именно в тот момент, когда в них есть потребность, что исключает излишние запасы, как в производстве, так и в дистрибьюции. Многие современные информационные системы, основанные на данном подходе, ориентированы на короткие составляющие логистических циклов, а это требует адекватной реакции звеньев информационной системы на изменения спроса и соответственно производственной программы.

Данная модель характеризуется следующими основными чертами:

· минимальными (нулевыми) запасами материальных ресурсов, незавершенного производства, готовой продукции;

· короткими производственными циклами;

· небольшими объемами производства готовой продукции и пополнения запасов (поставок);

· взаимоотношениями по закупкам материальных ресурсов с небольшим числом надежных поставщиков и перевозчиков;

· эффективной информационной поддержкой;

· высоким качеством готовой продукции и сервиса поставок материалов.

Концепция «точно в срок» способствует усилению контроля и поддержанию уровня качества продукции в разрезе всех составляющих структуры производства. Внедряемые информационные системы, основанные на данном подходе, связанном с синхронизацией всех процессов и этапов поставки материальных ресурсов, производства и сборки, поставки готовой продукции потребителям, предполагают высокую точность информации и прогнозирования. Этим объясняются, в частности, и короткие составляющие производственных циклов. Для эффективной реализации технологии JIT должны работать с надежными телекоммуникационными системами и информационно-компьютерной поддержкой.

Развитие некрупных производственных компаний и относительная простота информационной системы JITне могла остаться незамеченной. Чем больше предприятий внедряют информационную систему у себя, тем больше поправок к ней может появиться. Современные технологии JIT стали более интегрированными и комбинируются из различных вариантов производственных концепций и распределительных систем, таких, как системы, минимизирующие запасы в логистических каналах, логистические системы быстрого переключения, выравнивания уровня запасов, групповые технологии, превентивное гибкое автоматизированное производство, современные логистические системы всеобщего статистического контроля и управления циклами качества продукции и т. п. Поэтому в настоящее время принято относить такие технологии к новой версии концепции «точно в срок» - концепции JIT II. Большинство информационных систем, получивших широкое распространение, постоянно улучшаются и на их основе создаются более новые и оптимальные системы, так что JITне стала исключением.

Основной целью информационной системы JIT II является максимальная интеграция всех логистических функций фирмы для минимизации уровня запасов в интегрированной информационной системе, обеспечение высокой надежности и уровня качества продукции и сервиса для максимального удовлетворения запросов потребителей. Системы, основанные на идеологии JIT II, используют гибкие производственные технологии выпуска небольших объемов готовой продукции группового ассортимента на базе раннего предсказания покупательского спроса.

Ярким примером реализации информационной системы JITявляется микро-система KANBAN, ставшая одной из первых попыток практического внедрения концепции «точно в срок».

В этой системе сочетаются особенности системы «точно в срок», в частности, малый размер запаса, и отдельные производственные единицы. Системы наиболее применимы для изделий, выпускаемых в больших объемах на регулярной основе. Они гораздо менее применимы для дорогих или крупных изделий, расходы за хранение которых на складе или доставку велики; системы менее применимы отношении нечасто и нерегулярно используемых изделий или на предприятия обрабатывающей промышленности, которые не делятся на малые производственные единицы.

Микро-система KANBAN ощутимо уменьшает запасы материальных ресурсов на входе и незавершенное производстве на выходе, позволяя выявлять «узкие места» в производственном процессе. Когда проблема решена, объем буферных запасов снова снижается, пока не обнаружится следующее «узкое место». Таким образом, система KANBAN позволяет установить баланс в цепи поставки путем минимизации запасов на каждом этапе.

Практическое использование системы KANBAN, а затем ее модифицированных версий позволяет значительно улучшить качество выпускаемой продукции: сокращается логистический цикл, существенно повышается оборачиваемость оборотного капитала фирм, снижается себестоимость производства, а страховые запасы практически исключаются и значительно уменьшается объем незавершенного производства. Анализ мирового опыта применения микрологистической системы KANBAN многими известными машиностроительными фирмами показывает, что она дает возможность уменьшить производственные запасы на 50%, товарные - на 8% при значительном ускорении оборачиваемости оборотных средств и повышении качества готовой продукции.

Микро-система KANBAN была разработана и впервые в мире реализована фирмой «Тойота». В 1959 году эта фирма начала эксперименты с этой информационной системой и в 1962 году начала процесс перевода всего производства на этот принцип. В основе организации производства фирмы «Тойота» лежит годовой план производства и сбыта автомобилей, на базе которого составляются месячные и оперативные планы среднесуточного выпуска на каждом участке, основанные на прогнозировании покупательского спроса (период упреждения - 1 и 3 месяца). Суточные графики производства составляются только для главного сборочного конвейера. Для цехов и участков, обслуживающих главный конвейер, графики производства не составляются (им устанавливаются лишь ориентировочные месячные объемы производства).

ERP-системы

В соответствии со Словарем APICS (American Production and Inventory Control Society), термин «ERP-система» (Enterprise Resource Planning - Управление ресурсами предприятия) может употребляться в двух значениях. Во-первых, это - информационная система для идентификации и планирования всех ресурсов предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета в процессе выполнения клиентских заказов. Во-вторых (в более общем контексте), это - методология эффективного планирования и управления всеми ресурсами предприятия, которые необходимы для осуществления продаж, производства, закупок и учета при исполнении заказов клиентов в сферах производства, дистрибьюции и оказания услуг.

Аббревиатура ERP используется для обозначения комплексных систем управления предприятием (Enterprise-Resource Planning – планирование - ресурсов предприятия). Ключевой термин ERP является Enterprise – Предприятие, и только потом – планирование ресурсов. Истинное предназначение ERP - в интеграции всех отделов и функций компании в единую компьютерную систему, которая сможет обслужить все специфичные нужды отдельных подразделений.

Самое трудное – построить единую систему, которая обслужит все запросы сотрудников финансового отдела, и, в то же время, угодит и отделу кадров, и складу, и другим подразделениям. Каждый из этих отделов обычно имеет собственную компьютерную систему, оптимизированную под свои особенности работы. ERP комбинирует их все в рамках одной интегрированной программы, которая работает с единой базой данных, так, что все департаменты могут легче обмениваться информацией и общаться друг с другом. Такой интегрированный подход обещает обернуться очень большой отдачей, если компании смогут корректно установить систему.

Возьмем, к примеру, обработку заказа. Обычно, когда клиент делает заказ, тот начинает долгое путешествие из одной папки для бумаг в другую. При этом информация по заказу попутно попадает то в одну компьютерную систему, то в другую. Это неспешное путешествие ведёт к запаздыванию исполнения заказов и их потере, а также является причиной ошибок при многократном вводе информации в разные системы. Между тем, в нужный момент никто в компании по-настоящему не может сказать, каково реальное состояние заказа, потому что сотрудник представительского офиса не может заглянуть в компьютеры склада и сказать, отгружен уже товар или нет. В лучшем случае заказчика попросят позвонить на склад или менеджер попробует уточнить информацию самостоятельно, в худшем – клиент потеряет время в неведомом ожидании.

ERP заменяет старые разрозненные компьютерные системы по финансам, управлению персоналом, контролю над производством, логистике, складу одной унифицированной системой, состоящей из программных модулей, которые повторяют функциональность старых систем. Программы, обслуживающие финансы, производство или склад теперь связаны вместе, и из одного отдела можно заглянуть в информацию другого. ERP-системы большинства поставщиков достаточно гибки и легко настраиваемы, их можно устанавливать модулями, не приобретая сразу весь пакет. Например, многие компании приобретают сначала только финансовые или кадровые модули, оставляя на будущее автоматизацию других функций.

ERP-система автоматизирует процедуры, образующие бизнес-процессы. Например, выполнение заказа клиента: принятие заказа, его размещение, отгрузка со склада, доставка, выставление счёта, получение оплаты. ERP-система «подхватывает» заказ клиента и служит своего рода дорожной картой, по которой автоматизируются различные шаги на пути исполнения заказа. Когда представитель представительского офиса вводит заказ клиента в ERP-систему, у него есть доступ ко всей информации, необходимой для того, чтобы запустить заказ на выполнение. Например, он тут же получает доступ к кредитному рейтингу клиента и истории его заказов из финансового модуля, узнает о наличии товара из складского модуля и о графике отгрузки товаров из модуля логистики.

Сотрудники, работающие в разных подразделениях, видят одну информацию и могут обновлять её в своей части. Когда один департамент заканчивает работу над заказом, заказ автоматически переадресовывается в другой департамент внутри самой системы. Чтобы узнать, где находился заказ в любой момент времени, необходимо только войти в систему и отследить прохождение заказа. Поскольку весь процесс теперь прозрачен, то заказы клиентов выполняются быстрее и с меньшим числом ошибок, чем раньше. То же самое происходит с другими важными процессами, например, созданием финансовых отчетов, начислением зарплаты и т.д.

Такова роль ERP-системы в идеале. Реальность несколько жестче. Вернемся к тем же папкам для бумаг. Этот процесс может быть и не эффективен, но зато он прост и привычен. Бухгалтерия делает свою работу, склад – свою, и если что-нибудь за стенами отдела не так, это - чужая проблема. C приходом ERP условия работы несколько меняются: теперь продавец не просто ищет клиента, набирая его данные, так как ERP-система делает из обычного продавца управляющего определенного уровня. Продавец переходит от кредитной истории клиента к ситуации на складе. Заплатит ли клиент вовремя? Сможем ли мы вовремя отгрузить? Таких решений продавцы никогда раньше не принимали, а от этих решений зависят клиенты, и зависят другие подразделения компании. И не одним только продавцам приходится проснуться – народ на складе, который раньше держал весь список товаров в голове или на клочках бумаги, теперь должен вводить его в компьютер. Если они не будут делать это регулярно и быстро, продавец скажет клиенту, что товара нет на складе, клиент отправится к другому поставщику, и компания потеряет деньги.

Ответственность, отчетность и унифицированные коммуникации никогда раньше не проверялись так жестко. Многие люди не любят перемены, даже если они нацелены на улучшения, а ERP требует изменения их стиля работы. Вот почему так трудно оценить эффект от ERP. Ценно не столько программное обеспечение, сколько перемены, которые компании должны провести в способах ведения бизнеса. Если просто устанавливать новое программное обеспечение, не изменяя принципов работы, руководство можете не увидеть никакого эффекта вообще. Наоборот, новое программное обеспечение затормозит дело –замена старой программы, которую все знают, новой, неизвестной никому. ERP является результатом сорокалетней эволюции управленческих и информационных технологий.

В 60е годы началось использование вычислительной техники для автоматизации различных областей деятельности предприятий. Тогда же появился класс систем планирования потребностей в материалах (MRP - Material Requirements Planning). В основе функционирования подобных систем лежало понятие спецификации и производственной программы (график производства). Спецификация показывало готовое изделие в разрезе входящих в него компонентов. Производственная программа содержала информацию о временном промежутке, виде и количестве готовых изделий, запланированных к выпуску предприятием. При помощи этих данных происходила процедура разузлования спецификации, на основании чего, предприятие получало информацию о потребностях в материалах для производства необходимого количества готовых изделий в соответствии с графиком. Затем, информация о потребностях преобразовывалась в серию заказов на закупку и производство. Также, в данном процессе учитывалась информация об остатках сырья и материалов на складах.

Польза от использования MRP, описанная в начале работы, высока, но несмотря на это, в системе был один существенный недостаток, а именно, - не учитывалась в своей работе производственные мощность предприятия. Это привело к расширению функциональности MRP систем модулем планирования потребностей в мощностях (CRP - Capacity Requirements Planning). Связь между CRP и графиком позволяла учитывать наличие необходимых мощностей для производства определенного количества готовых изделий. В 80х годах появился новый класс систем - системы планирования производственных ресурсов предприятия (Manufacturing Resource Planning). Из-за схожести аббревиатур такие системы стали называть MRPII. Отличия MRPIIот MRPтак же были рассмотрены нами в начале работы. Но именно MRPIIявляется предпоследней стадией появления ERP. В следствии усовершенствования систем MRPII и их дальнейшего функционального расширения появился класс систем ERP. Термин ERP был введен независимой исследовательской компанией Gartner Group в начале 90х годов. ERP системы, предназначены не только для производственных предприятий, они также эффективно позволяют автоматизировать деятельность компаний предоставляющих услуги.

Потребность в автоматизации управленческих процессов впервые была осознана в конце 60-х – начале 70-х годов, когда стало ясно, что управление крупной корпорацией подчиняется тем же законам, что и любая бюрократическая структура. Один из законов Паркинсона гласит: “штат организации никак не связан с объемом выполняемой ею работы”. Иными словами, с ростом численности управленческого персонала КПД его работы падает до нуля.

В связи с этим родилась идея: организовать труд управленцев при помощи автоматизированной системы примерно так, как конвейер организует труд рабочих. В итоге родилась концепция регулярного менеджмента, опирающегося не на талантливых одиночек, а на формально описанные процедуры, делающие эффективным труд каждого управленца.

Заключение

В ходе данной работы были описаны основные информационные системы, некогда имевшие популярность, но оказавшие весомое влияние, или удачно применяемые на производстве в наше время. Значимость и польза этих методик была неоднократно доказана производственными фирмами во всем мире. Некоторые принципы информационных систем для автоматизации производства формировались еще в середине прошлого века, но в наше время они не потеряли своей актуальности в определенных условиях, являясь основой для более новых систем. Представление принципов работы информационных систем является важной и неотъемлемой частью работы для руководителей различного уровня на любом предприятии. Четкое представление схем позволяет не только правильно и взвешенно принимать управленческие решения в рамках определенной модели, но и грамотно пользоваться программным обеспечением, предназначенным для обработки информации с последующим предоставлением отчетов

Нельзя не заметить, что существуют и другие вариации информационных систем для производства, которые в определенных случаях используются на практике, при этом весьма успешно. Тем не менее, их популярность не столь высока. Успех применения той или иной информационной системы во многом зависит от условий производства и рынка, поэтому в данной работе были рассмотрены только основные системы, доказавшие себя во множестве случаев в разных странах мира.

Крупные производственные предприятия выбирают ERP-системы, считающиеся одним из самых оптимальных решением на сегодняшний день. Их популярность постепенно возрастает в России, в то время как на западе, ERP-системы используются довольно давно. Выбор этой системы связан с тем, что при правильном подходе она позволяет максимально полно и точно отразить все процессы внутри компании в электронном виде. Некоторые специалисты называют ERP-систему виртуальной проекцией компании в целом.

Вопрос детального рассмотрения программного обеспечения для информационных систем является более обширным, так как зависит не только от выбранной модели, но и от других факторов, не связанных с конкретным производством. Детальное ознакомление по работе с программными пакетами выходит за рамки данной работы, так как для многих моделей существует несколько программных пакетов, отличающихся между собой, как в технической части, так и в пользовательском окружении.

Важность использования современных информационных технологий в производстве очень высока, и сегодня это не требует доказательств. Автоматизация многих процессов на производстве позволила добиться многократного повышения показателей: от непосредственного производства изделий и подготовки документов, до помощи в управления целой фирмой путем создания объективных отчетов. Актуальность информационных систем по принципу JITдля небольших производств и удачные примеры внедрения ERP-систем говорят о непрекращающемся развитии и эволюционировании информационных систем. Данное направление остается перспективным, так как возможности по оптимизации существующих схем практически безграничны.

Главным же, безусловно, является набор функций ERP систем, основные из которых следующие:

· ведение конструкторских и технологических спецификаций, определяющих состав производимых изделий, а также материальные ресурсы и операции, необходимые для его изготовления;

· формирование планов продаж и производства;

· планирование потребностей в материалах и комплектующих, сроков и объемов поставок для выполнения плана производства продукции;

· управление запасами и закупками: ведение договоров, реализация централизованных закупок, обеспечение учета и оптимизации складских и цеховых запасов;

· планирование производственных мощностей от укрупненного планирования до использования отдельных станков и оборудования;

· оперативное управление финансами, включая составление финансового плана и осуществление контроля его исполнения, финансовый и управленческий учет;

· управления проектами, включая планирование этапов и ресурсов, необходимых для их реализации.

Поскольку основой ERP системы является находящаяся внутри неё MRP II система, то, естественно, что функции и одной и другой во многом схожи. Основными же отличиями ERP систем от MRPII систем можно считать:

· большего количества типов производств и видов деятельности предприятий и организаций;

· планирование ресурсов по различным направлениям деятельности;

· возможность управления группой автономно работающих предприятий, корпоративными структурами;

· большее внимание подсистемам финансового планирования и управления;

· наличие функций управления транснациональными корпорациями, включая поддержку нескольких часовых поясов, языков, валют, систем бухгалтерского учета;

· большее внимание созданию информационной инфраструктуры предприятия, гибкости, надежности, совместимости с различными программными платформами;

· интегрируемость с приложениями и другими системами, использующимися предприятием, такими как системы автоматизированного проектирования, автоматизации управления технологическими процессами, электронного документооборота, электронной коммерции;

· наличие в системе или интеграция с программными средствами поддержки принятия решений;

· наличие развитых средств настройки и конфигурирования аппаратных и программных средств.

В последнее десятилетие успешно развивались интернет технологии, позволяющие предприятиям через информационную сеть обмениваться данными и документами с покупателями и контрагентами. Новые функции работы с интернет, появившиеся в интегрированных системах управления, уже выходят за традиционные рамки ERP, замкнутой внутри производственного цикла предприятия. Сочетание традиционной ERP системы предприятия с интернет решениями для электронного бизнеса привели к созданию новой организационной и управленческой среды и нового качества системы. Результатом этого явилась концепция систем нового поколения - ERP II - Enterprise Resource and Relationship Processing - управление ресурсами и внешними отношениями предприятия, имеющих как бы два контура управления: традиционный внутренний, управляющий внутренними бизнес процессами предприятия, и внешний – управляющий взаимодействиями с контрагентами и покупателями продукции. При этом традиционный внутренний контур управления принято называть back-office - внутренняя система, а функции взаимодействия с контрагентами и заказчиками - front-office - внешняя система. Таким образом, ERP II система - это методологии ERP системы с возможностью более тесного взаимодействия предприятия с клиентами и контрагентами посредством информационных каналов, предоставляемых интернет технологиями.

Программное обеспечение для реализации ERP-систем представлено сегодня довольно широко. Одними из самых известных реализаций являются 1С:Предприятие 8.0, SAPR3, Microsoft Dynamics, Галактика, но существует еще огромное множество программ, написанных на разных языках и предоставляющих разный функционал в рамках информационных систем ERP.

Словарь основных используемых терминов

Информационная система - информационной системой называется комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства и информационные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей.

Логистика - часть экономической науки и область деятельности, предмет которой заключается в организации рационального процесса продвижения товаров и услуг от производителей к потребителям, функционирования сферы обращения продукции, товаров, услуг, управления товарными запасами, создания инфраструктуры товародвижения.

Дистрибьюция - это комплекс взаимосвязанных функций, которые реализуются в процессе распределения материального потока между различными покупателями.
Список литературы

В. В. Трофимова "Информационные системы и технологии в экономике и управлении" – М: Юрайт, 2009 г.

Г. А. Титоренко "Информационные системы и технологии управления" – М: Юнити-Дана, 2010 г.

Д.А. Гаврилов "Управление производством на основе стандарта MRP II" – СПб: Питер, 2003 г.

Сатунин А., Карсова Е. "SAP ERP. Построение эффективной системы управления" – М: Альпина Паблишерз, 2008 г.

Когаловский М. Р. Перспективные технологии информационных систем. - М.: ДМК Пресс; М: Компания АйТи, 2003

http://www.erp-online.ru/

«Суров закон рынка, но это закон» - так можно перефразировать известное латинское выражение. Производить качественную продукцию в сжатые сроки и с минимальными затратами - задача, которую приходится решать всем промышленным предприятиям. Однако производственные мощности практически любого отечественного машиностроительного предприятия соответствуют 80-м годам прошлого столетия и не позволяют изготавливать конкурентоспособную продукцию. В цехах ощущается острая нехватка квалифицированных специалистов. Не менее злободневна и проблема большой продолжительности процессов разработки изделий и технологической подготовки их производства, что приводит к неоправданному увеличению затрат и сроков выпуска изделий и, как следствие, к потере конкурентоспособности на рынке. Как правило, длительная подготовка производства изделий обусловлена серьезными затратами при передаче конструкторско-технологической информации о разрабатываемом изделии и при ее поиске.

Затраты при передаче информации вызваны тем, что предприятие зачастую не придает должного значения необходимости внедрения единой системы конструкторско-технологической подготовки производства. В результате все сводится к «лоскутной» автоматизации конструкторских и технологических задач, когда каждое подразделение выбирает себе систему, руководствуясь единственным принципом - «нам так удобнее». Это приводит к отсутствию единого формата данных. Создаваемые данные приходится постоянно переводить из одной системы в другую, что чревато ошибками и затрудняет процесс внесения изменений.

Затраты при хранении и поиске информации вызваны схожими причинами: конструкторские и технологические данные хранятся в файловых системах; информация о том, кто, когда и какие конкретно вносил изменения, не сохраняется; теряется история версий объекта. Все это усложняется многоступенчатой процедурой передачи данных в другие подразделения, участвующие в процессе разработки.

Полно и качественно решить эти проблемы позволяет переход на использование комплексной системы разработки изделий - от дизайна изделия, его разработки и производства до сервисного обслуживания. Это и есть Система разработки изделий, предлагаемая американской компанией РТС (Parametric Technology Company).

Далее мы расскажем о Системе разработки изделий, которая внедряется в ОАО «Электромашина» специалистами предприятия при поддержке инженерно-консалтинговой компании СОЛВЕР и обеспечивает сквозное проектирование изделий и управление данными о них в течение всего жизненного цикла выпускаемой предприятием продукции.

В основе - сквозной цикл подготовки производства

Современная методология подготовки производства нового изделия предполагает сквозной цикл: проектирование изделия - проектирование оснастки - разработка управляющих программ - производство на основе использования единой трехмерной математической модели изделия. В чем преимущество такого подхода?

Во-первых, вся работа строится на базе исходной модели, созданной конструктором. Наличие единой геометрии позволяет исключить ошибки при создании оснастки и управляющих программ, а специализированные, встроенные в систему модули анализа - обеспечить соответствие функциональности проектируемого изделия заданным требованиям еще на этапах разработки изделия, что, несомненно, сказывается на качестве продукции.

Справка ОАО «Электромашина» (г.Челябинск) ОАО «Электромашина» - основной производитель электрооборудования, систем и комплексов управления для техники специального назначения и железнодорожного транспорта. Предприятие предлагает полный комплекс услуг: поставка запчастей, ремонт и техническое обслуживание электрооборудования. Базовой системой для проектирования и подготовки производства в OAO «Электромашина» выбран программный комплекс Pro/ENGINEER, а в качестве средства управления инженерными данными - система Windchill, которые в совокупности образуют Систему разработки изделий. Внедрение системы осуществлялось специалистами предприятия при поддержке СОЛВЕР на протяжении 18 месяцев. Сегодня предприятие самостоятельно и квалифицировано использует систему, создавая качественную продукцию в сжатые сроки и с меньшими затратами. Инженерно-консалтинговая компания СОЛВЕР (г. Москва, г.Воронеж) Инженерно-консалтинговая компания СОЛВЕР содействует российским машиностроительным предприятиям в построении «умного» производства, под которым подразумевается высокоэффективное и высокорентабельное производство. За 14 лет работы компанией выполнено более 385 промышленных проектов, внедрены сотни автоматизированных рабочих мест конструкторов и технологов, сотни единиц технологического оборудования. Сегодня компания продвигает концепцию построения «умного» производства, помогая отечественным машиностроительным предприятиям, производящим или желающим производить конкурентоспособную продукцию, делать это более эффективно на основе предлагаемого компанией прогрессивного технологического оборудования, инструмента и программного обеспечения.

Во-вторых, единая исходная геометрия позволяет распараллелить труд разработчиков - конструкторов и технологов. Таким образом, технологи могут приступать к работе еще на этапе проектирования изделия, не дожидаясь окончательного утверждения комплекта конструкторской документации. Несмотря на то что труд инженера - процесс итерационный и в каком-то смысле бесконечный (нет предела совершенству!), технологии сквозного проектирования позволяют при необходимости быстро и качественно проводить задуманные разработчиками изменения.

В-третьих, процессы проектирования изделия и подготовки производства в современных условиях немыслимы без использования единой корпоративной системы управления конструкторско-технологическими данными, обеспечивающей качественное управление процессами подготовки производства.

Конструкторская подготовка производства

При использовании простых систем автоматизированного проектирования конструктора зачастую не интересуют технологические особенности изготовления деталей и узлов, что нередко приводит к браку и последующим дорогостоящим доработкам уже в процессе производства. Во избежание подобных ситуаций необходима согласованная работа конструкторов и технологов, а также учет технологических ограничений еще на начальных этапах разработки изделия.

Система сквозного параллельного проектирования и подготовки производства Pro/ENGINEER позволяет учитывать технологические особенности конкретного производства как на этапе конструкторского проектирования, так и при разработке технологии изготовления. Входящий в систему инструмент наследования конструкторской геометрии предоставляет технологу возможность выполнять работу по проектированию оснастки и разработке управляющей программы на основе конструкторской модели, внося в нее необходимые технологические ограничения. Представьте себе обычную ситуацию: конструктор оснастки проектирует пресс-форму на деталь, в модели которой кроме литейных присутствует также множество элементов, получаемых при последующей механической обработке. Иными словами, для того чтобы спроектировать пресс-форму, необходимо эти элементы исключить. При этом ассоциативная связь между конструкторской и технологической моделями сохраняется. Это, в свою очередь, позволяет управляющей программе при внесении конструктором изменений (если они не касаются мехобработки) изменяться автоматически. Инструмент наследования обеспечивает «работу» ассоциативной связи в одну сторону - от конструктора к технологу. Изменения же, вносимые технологом, никоим образом не влияют на исходную геометрию.

Естественно, для организации эффективной параллельной работы разных подразделений - участников разработки необходимо составить «правила игры»: разработать документ (обычно это стандарт предприятия), в котором должны быть описаны правила создания трехмерных моделей, требования к описывающей их атрибутивной информации, обязанности каждого подразделения в общей структуре подготовки производства и т.д. В ОАО «Электромашина» работа по созданию такого стандарта началась в рамках проекта внедрения, совместного с компанией СОЛВЕР, а закончена силами созданного во время проекта бюро САПР предприятия, на которое были возложены все работы по поддержке и развитию созданной Системы разработки изделия и подготовки производства.

Большое значение при коллективной работе имеет правильная организация работы с библиотеками типовых и стандартных компонентов (рис. 1 и 2) разрабатываемых изделий. Для формирования единого источника данных в рамках предприятия была создана навигационная структура хранилища данных. За многолетний период внедрения Pro/ENGINEER на машиностроительных предприятиях специалистами СОЛВЕР были разработаны библиотеки стандартизованных компонентов, которые легко адаптируются под конкретные требования любого заказчика. Стандартные изделия, такие как подшипники, крепеж и т.п., входящие в эти библиотеки, выполнены ими в соответствии с требованиями ГОСТа, а атрибутивная информация полностью описывает классы точности и прочности, материал, покрытие и т.д.

Организация эффективного хранения данных определяется несколькими ключевыми моментами:

• высокой производительностью работы систем Windchill и Pro/ENGINEER;
• наличием единого атрибутивного описания компонентов;
• эффективной навигационной структурой;
• правилами создания новых типов и типоразмеров компонентов;
• требованиями к кодированию компонентов;
• жизненным циклом типового изделия.

Практика показывает, что на каждом предприятии действует определенный ограничительный перечень применяемых стандартных компонентов. И вполне логично, что при применении единого электронного архива данных рядовые пользователи не должны иметь доступа как к созданию новых типов и типоразмеров стандартных компонентов, так и к редактированию уже имеющихся компонентов. В ОАО «Электромашина» решение этих задач возложено на бюро САПР.

Если типовой порядок создания компонента архива заключается в генерировании необходимого типоразмера и его сохранении в отдельный файл, то создание другого типоразмера осуществляется простым изменением атрибутивной информации и последующей регенерацией файла. Для каждого типа компонента определен жизненный цикл, процесс согласования и утверждения, описывающий процедуру принятия решения о необходимости его использования, занесения в ограничительный перечень и синхронизации новой информации с существующей на предприятии информационной системой управления предприятием (ERP).

Для работы в Pro/ENGINEER под управлением в Windchill пользователю не требуется никакого дополнительного программного обеспечения. Pro/ENGINEER имеет встроенный web-браузер, посредством которого выполняется открытие, сохранение и другие действия с документами, хранящимися в Windchill. Например, вставка библиотечного компонента в сборку или просто его открытие легко осуществляется перетаскиванием компонента из окна Windchill в окно Pro/ENGINEER. При этом если компонент был предварительно описан, то он сам автоматически определяет свое положение в конструкции (рис. 3 и 4).

Технологическая подготовка производства

Все виды технологической оснастки в ОАО «Электромашина» разрабатываются также с применением Pro/ENGINEER. К ним относятся приспособления, нестандартное оборудование, испытательное оборудование, пресс-формы и штампы (рис. 5 и 6). Разработка всей оснастки выполняется на основе геометрии конструкторской модели и ассоциативно связана с ней. В ходе проекта внедрения специалистами предприятия уже в течение первого месяца было разработано с использованием трехмерных моделей пять пресс-форм, формообразующие компоненты которых впоследствии изготавливались на станках с ЧПУ.

Рис. 6. Страница свойств объекта «Приспособление для фрезерования»

Разработка управляющих программ для изготовления деталей на станках с ЧПУ выполняется на предприятии тоже в Pro/ENGINEER (рис. 7 и 8) под управлением Windchill. Все управляющие программы, так же как и оснастка, разрабатываются на основе конструкторской модели, которая применяется в качестве базы для всех операций обработки. При создании технологом-программистом объектов обработки траектории движения инструмента ссылаются на выбранные конструктивные элементы детали, поверхности и кромки модели. Таким образом, устанавливается ассоциативная связь между моделью изделия и заготовкой. При любой модификации модели все ассоциативно связанные с ней операции обработки обновляются. ОАО «Электромашина» имеет современный парк станочного оборудования с ЧПУ, в том числе поставленного компанией СОЛВЕР. Поэтому внедрение современных технологий в области разработки управляющих программ позволяет предприятию использовать это оборудование максимально эффективно.

Рис. 7. Хранение управляющих программ в Windchill

Следующим шагом в области внедрения современных технологий на предприятии будет освоение программного комплекса Vericut. Этот комплекс позволяет моделировать процессы обработки деталей на станках с ЧПУ с целью обнаружения возможных ошибок в траектории режущего инструмента, столкновений рабочих органов станка, а также повысить эффективность применения металлорежущих станков. При этом вся работа в Vericut ведется с использованием управляющей программы в G-кодах - то есть в Vericut учитываются и особенности управляющей стойки станка, и особенности его кинематики. Применение Vericut обеспечивает сокращение процента брака и доработок, оптимизацию режимов резания, сокращение времени обработки, продление срока службы режущего инструмента, повышение качества обрабатываемых поверхностей, а также позволяет еще до запуска детали в производство устранить ошибки, которые впоследствии могут привести к поломке оснастки, инструмента или станка.

Управление процессами технологической подготовки

В ОАО «Электромашина» технологические процессы разрабатываются с использованием программного обеспечения КОМПАС Автопроект, файлы которого представлены в формате ZIP. Формирование визуального представления технологического процесса выполняется в приложении MS Office Excel. Поскольку для согласования и утверждения необходима только визуальная информация, данные КОМПАС Автопроект автоматически преобразуются в формат PDF, и в этом формате передаются на хранение в Windchill. Преимуществом этого формата является то, что он дает возможность применения электронной подписи, обеспечивает создание текстовых и графических замечаний на поле документа и возможность просмотра на любом рабочем месте.

Для управления технологическими инструкциями создана специальная библиотека «Технологические процессы» (рис. 9), где организуется их хранение, согласование и утверждение, ограничение по правам доступа и поиск. Стоит отметить, что любые библиотеки формируются в первую очередь в соответствии с регламентом доступа к рабочим данным. Например, для конструктора изделия закрыт доступ к библиотеке технологических процессов или управляющих программ, однако ему предоставляется возможность просмотра отдельных необходимых документов.

В создании интегрированной информационной среды понятие жизненного цикла является определяющим. Практически на каждый объект, будь то чертеж, модель, документ или др., назначается свой жизненный цикл, в соответствии с которым он изменяется, последовательно переходя из одного состояния в другое. Жизненный цикл в Windchill представляет собой набор этапов, ассоциированных с рабочими потоками и описывающих логику работы с объектом. В качестве инструмента моделирования применялось программное обеспечение ARIS Toolset (рис. 10) немецкой компании IDS Sheer - мирового лидера в области разработки инструментальных средств анализа и реорганизации бизнес-процессов, а также партнера компании СОЛВЕР.

При выполнении проекта был проведен анализ существующего бизнес-процесса подписания, согласования и утверждения технологической документации. В ходе анализа стандарта предприятия и проведенного опроса сотрудников технологических подразделений были определены основные этапы и роли участников процесса. На основе полученных данных была разработана модель существующего бизнес-процесса в состоянии «как есть». Эта модель характеризовалась большим количеством этапов и последовательностей процесса согласования, требующего значительных временны х затрат. Современные системы управления инженерными данными позволяют значительно (в несколько раз) сократить время утверждения документации и увеличить время для ее качественной обработки. Это стало возможным благодаря передаче данных с почти мгновенной скоростью, а также за счет постоянного контроля выполнений заданий исполнителями и параллельности согласования информации.

На основе этой модели бизнес-процесса был создан вариант модели для состояния «как надо» при внедрении информационной системы управления Windchill. Действия участников процесса согласования технологической документации были выделены в отдельные блоки, которые определили основные этапы жизненного цикла технологического процесса. При этом для максимального сокращения сроков разработки документации работы по согласованию с различными службами предприятия были распараллелены.

Для обеспечения процесса согласования технологической документации был создан жизненный цикл объекта «Технологический процесс» (рис. 11). Шаблон его жизненного цикла состоит из пяти этапов: «В работе», «На нормоконтроле», «На техконтроле», «На рассмотрении» и «Сдано в архив».

На этапе «В работе» (рис. 12) происходит разработка технологического процесса (совместно с сотрудниками технологических служб), присвоение сотрудником отдела стандартизации обозначения техпроцессу, проверка техпроцесса ведущим технологом (рис. 13 и 14) и начальником технологического бюро ОГТ. При необходимости проведения исправлений и доработок предусмотрены возврат документации исполнителю и повторная проверка.

Рис. 14. Задание на проверку технологического процесса ведущим технологом

На этапе «На нормоконтроль» производится контроль соответствия требованиям нормативной документации (рис. 15 и 16). При необходимости проведения исправлений и доработок предусмотрены возврат документации исполнителю и ее повторная проверка.

На этапе «На техконтроль» осуществляется проверка технологического процесса технологическими службами (технологами по механической обработке, сварке, гальваническим покрытиям, литью и термообработке) и его утверждение заместителем начальника технического отдела (рис. 17). Перед проверкой для разработчика реализована возможность выбора согласующих технологов в соответствии со спецификой технологического процесса (рис. 18 и 19).

На этапе «На рассмотрении» происходит согласование технологического процесса с начальником технологического бюро цеха, начальником бюро технического контроля, сотрудником отдела главного метролога и заместителем директора по качеству (рис. 20 и 21). В рамках проекта с целью более полной демонстрации технологий Windchill по автоматизации документооборота для этого этапа было разработано два варианта шаблона рабочего потока, отличающихся друг от друга порядком распределения заданий и различными подходами к моделированию рабочих потоков.

Отметим, что возможности Windchill позволяют автоматизировать процессы согласования не только конструкторской или технологической документации, но и любых других документов. Например, специалисты бюро САПР предприятия по окончании проекта уже своими силами автоматизировали процесс согласования договоров ОАО «Электромашина». Это, во-первых, позволило сократить длительность процессов, а во-вторых, обеспечило возможность отслеживания состояния процесса - в какой службе находится договор на согласовании, сколько времени на это уже ушло и т.п.

Результаты внедрения

Одним из главных результатов выполненного проекта является то, что на предприятии сформирована высококвалифицированная команда, способная решать комплекс задач по внедрению информационных технологий в области конструкторско-технологической подготовки производства. Среди этих задач - осуществление технической поддержки системы, проведение обучения пользователей, разработка необходимых стандартных компонентов и специализированных приложений, дополняющих возможности имеющегося программного обеспечения и пр.

Специалистами бюро САПР ОАО «Электромашина» совместно с сотрудниками компании СОЛВЕР созданы единые корпоративные стандарты в области использования системы автоматизированного проектирования Pro/ENGINEER и системы управления жизненным циклом изделия Windchill, которые позволяют систематизировать имеющийся опыт и эффективно использовать его в дальнейших разработках.

Сегодня Pro/ENGINEER применяется пока еще не на всех этапах разработки изделия и подготовки производства, но уже сейчас на предприятии отмечено заметное повышение качества проектируемых изделий за счет того, что значительная часть ошибок в конструкторской документации выявляется на стадии технологической подготовки производства до изготовления изделий «в металле».

Внедрение Системы разработки изделия - это итерационный процесс, и система будет развиваться в ОАО «Электромашина» и дальше, помогая по-умному организовывать подготовку производства и обеспечивать конкурентоспособность выпускаемой продукции.

Александр Московченко

Руководитель подразделения «САПР и подготовки производства» инженерно-консалтинговой компании СОЛВЕР.

Сергей Ефимов

Руководитель отдела «Системы управления жизненным циклом изделий» компании СОЛВЕР.