Введение к работе
Актуальность темы. Для существования в жестких условиях современной рыночной экономики от предприятий требуется достижение максимальной эффективности производства, полное использование его резервов. Это невозможно без роста гибкости производства - его адаптационных возможностей в смысле восприимчивости к изменениям требований рынка.
В особенности это справедливо для производств, непосредственно нацеленных на рынок товаров широкого потребления, к которым, в частности, относятся производства легкой промышленности (ЛП), в том числе швейная промышленность.
Потребность в постоянном отслеживании изменения требований рынка и моды в швейном производстве (ШП) обусловливает необходимость при его автоматизации поиска компромисса между тактическими задачами, продиктованными текущими потребностями производства, и стратегическими задачами, направленными на существенные достижения в будущем. При этом стратегическая задача построения гибкого, легко переналаживаемого, автоматизированного швейного производства (АШП) даже при его сложности и больших капитальных затратах на настоящем этапе развития ШП экономически более оправдана, чем негибкая, узкоспециализированная, но более простая и дешевая автоматизация тактического характера. Прежде всего это обусловлено характерными для негибкой автоматизации задержками, связанными с простоем оборудования, пролеживанием предметов труда, координацией работы отдельных производителей, сложностями в оперативном учете результатов маркетинговых исследований и в быстром проектировании и технологической подготовке производства (ТПП) новых моделей швейных изделий (ШИ). Анализ затрат времени показывает, что большая их часть связана с процессами обработки информации, наэывемыми в работе в совокупности информационным циклом (ИЦ). Его сокращение является важным фактором повышения адаптационных' возможностей предприятий.
Построение гибкого АШП традиционно связывают с созданием интегрированного производственного комплекса (ИПК), представляющего совокупности систем автоматизации ЗСА), которые делят на четыре категории в соответстви с четыремя основными этапами ИЦ: АСНИ, САПР, АСТПП, ГАП. Высокая стоимость обуславливает актуальность постепенного, поэтапного построения АШП. На этом пути важно как выработка общей концепции АШП: принципов пос-
троения и его "идеального облика" на данный момент времени, так и разработка в рамках этой концепции конкретных СА и систем решения технических, технологических и организационных задач ШП с учетом всех факторов и потребностей предприятий, в том числе и в высоких адаптационных возможностях к изменениям как внешнего характера (влияние .рынка), так и к изменениям самого АІШ1, его "идеального облика" по мере развития ШП.
Управление таким постоянно меняющимся и развивающимся производством, как управление и самим зим развитием, затруднено многосвязностью, многокрнтериальностью, многоэтапностыо, неопределенностью и многовариантностью протекающих в нем процессов. Здесь особенности решения технические задэ^ соединяются с особенностями задач организационно-технологического управления АШП, которые должны решзться в едином комплексе и с участием человека, как активного фактора поиска решения.
В свете сказанного понятна актуальность разработки нетрадиционных методик, основанных на эвристических подходах, решения различных по содержанию, но общих в указанных сложностях (многокрнтериальность, многоэтапность, многовариантность) задач. Данные факторы характерны для большого числа задач организационного управления ШП: построения организационно-технологических схем потоков и схем разделения труда (СРТ) в них, выбор оборудования и моделей для этих потоков, расчета кусков тканей в настилу а также для технических задач построения систем управления (СУ). Многомерность, многовариантность и много-критериальность этих задач делает сложным и даже невозможным их решение традиционными методами типа перебора. Это побуждает к разработке большого количества различных эвристических алгоритмов, позволяющих получить не лучшее, но достаточно "хорошее" решение за приемлемое время. Разработка и совершенствование таких алгоритмов является актуальной научной задачей.
Пель и задачи исследования. Целью работы является повышение адаптационных возможностей швейного производства (ШП) и эффективности его функционирования на основе развития гибких методов, в рамках единой идеологии, решения различных по содержанию организационных, технических и технологических задач ШП, характеризующихся высокой размерностью, многокрнтериальностью, многоэтапностыо процесса поиска решения.
Для достижения цели работы были поставлены и решены следующие задачи:
-
На основе анализа технических, технологических и организационных особенностей производства одежды (швейных изделий) и экономически перспективных тенденций в развитии отрасли сформировать систему (совокупность) принципов построения и идеальный облик современного автоматизированного производства (АШП), обеспечивающего в силу широких адаптационных возможностей эффективное функционирование предприятия в условиях динамического рынка швейных изделий. Выявить и систематизировать факторы, определяющие гибкость производства и его высокую приспособляемості' к меняющимся требованиям рынка.
-
Детально исследовать организационную компоненту гибкости -готовность предприятия на основе рационально сформированного парка оборудования и систем автоматизации (СА), а также применения эффективных методов и средств, к решению ключевых управленческих задач. Показать значение эффективных вычислительных процедур для ускорения процесса технологической подготовки швейного производства и сокращения производственного цикла изготовления новых моделей одежды.
-
Развить предложенный в работах А.В. Архипова, В.А. Климова, И.Н. Марковой, О.А. Мишенина, Д.Г. Соколова метод решения прикладных оптимизационных задач (метод интегральных показателей (МИЛ)) в направлении повышения его приспособляемости к меняющимся требованиям по точности и скорости поиска решений в сложных управленческих задачах. Разработать математические и алгоритмические основы усовершенствованного МИЛ, показать на практических примерах его работоспособность и эффективность.
-
Разработать содержательную постановку и конструктивный ме- . тод решения, на основе комплексного подхода и с учетом требований повышения адаптационных возможностей предприятий, задачи выбора состава оборудования и средств автоматизации (СА) швейного предприятия, как основной части проблемы планирования
. технического развития производства. Разработать интерактивную процедуру поиска рациональных решений с использованием усовершенствованного МИЛ '(метода интегральных показателей высоких порядков).
Б. Разработать экономике-математическую модель комплекса/, задач построения организационно-технологических схем потоков изготовления швейных изделий и определения рациональных схем разделения труда. Разработать информационное, злгоритмичес- " кое и программное обеспечение для этого комплекса задач.
б. Исследовать особенности состава,, структуры и динамики данных, используемых в задачах управления ШП, и разработать подход к построению БД различного назначения, удовлетворяющих требованиям высокой адаптируемости к меняющимся информационным потребностям пользователей, определяемым, в свою очередь, конъюнктурой рынка и, возможно, другими внешними факторами.
7. Разработать на базе развиваемого подхода информационное (БД) и программное обеспечение для ряда конкретных задач организационно-технического типа, как элементов гибкого АШП.
Методы и средства исследования. В диссертации использованы теоретические методы, в том числе методы современного матема- , тического анализа, математического моделирования, оптимизации, эвристические методы принятия решения, а также численного (машинного) эксперимента. Широко использовались работы отечественных и зарубежных ученых в области экономико-математического моделирования и оптимизации технических и экономико-технологических производственных систем, в том числе в легкой промышленности. Вычис-" лительная техника, в том числе микро и персональные ЗВМ, рассматривались как необходимое средство реализации развиваемых в диссертации методов решения производственных задач.
Научная новизна работы состоит в следующем:
-Разработаны основные положения концепции автоматизации швейного npoii3BSkJTEa (АШП). Предложены принципы организации целенаправленного формирования АШП на основе многоэтапного процесса развития технологической и производственной базы действующего предприятия с учетом на каждом этапе требований расширения возможностей адаптации к меняющимся запросам рынка и условиям хозяйствования. Систематизированы факторы, определяющие адаптационные возможности предприятия.
-Для анализа процесса подготовки и изготовления швейных изделий предложено использовать понятие "информационный цикл J (ИЦ) ",* включающий наряду с производственными и сбытовыми стадиями, также стадии сбора, организации и обработки данных для решения различных технических, технологических и организационных задач. Показано значение гибких, настраиваемых на условия решения задачи, алгоритмов, обеспечивающих сокращение длительности поиска рационального результата при учете важных особенностей реальной задачи (большая размерность, многокритериаль-ность, неопределенность).
Є .
-Предложен способ усовершенствования метода интегральных показателей (МИЛ) на основе применения ортогональных аппроксимаций критериальных совокупностей задачи. Изменяемое число коэффициентов аппроксимации - интегральных показателей (ИЙ) в в этом усовершенствованном методе, названном ШШ высоких порядков (ВП), делает возможным ^стижение компромисса между сложность модели и ее адекватности исходной задаче путем регулирования этого числа Ш.
-Предложена специальная постановка, экономическая модель и метод решения задачи выбора оборудования и СА. Впервые предложено учитывать требования, обеспечивающие гибкость производства, наряду с требованиями эффективного производства текущего ассортимента.
-Разработана постановка, экономическая модель и метод решения задачи построения организационно-технологических схем швейных потоков. Впервые предложено в процессе решения задачи одновременно осуществлять компоновку организационных операций и выбор оборудования.
-Предложен способ организации связи БД по оборудованию для ШП посредством специального поля "Дополнительная БД", позволяющий гибко подстраивать эти БД Зля хранения информации по новым видам оборудования и новой информации по уже существующим без изменения структуры этих БД и использующих их программ.
Практическая ценность работы. Разработанные теоретические положения и методические подходы были использованы для построения автоматизированных систем выбора оборудования и построения организационно-технологических схем потоков швейных предприятий. Их использование на фабриках Ш позволяет повысить оперативность и качество решения указанных организационно--технологических задач и повысить, в связи с этим, эффективность функционирования данных фабрик.
Кроме этого, результаты данной работы были использованы при построении производственных систем автоматизации (автоматизированной транспортно-складской системы фурнитуры (АТССФ), промышленного робота для выполнения вспомогательных производственных операций), используемые на отечественных предприятиях ШП (АО "Трибуна").
Работа велась 'в соответствии с тематиками госбюджетных НИР СПГУТД (кафедры автоматизации производственных процессов и конструирования и технологии швейных изделий) Лентек 11 "Раз-
-Р
работка математігческого и программного обеспечения многокрите- . рналъных задач оперативного управления в условиях предприятий текстильной н легкой промышленности", Лентек 34-1-14 "Расширение ассортимента и повышение производства швейных и галантерейных изделий на базе ВТ", и хоздоговорных НИР 39-86 "НИР по создании роботизированных систем для основных технологических операций обувного производства", НИР 120/87 "Разработка программного обеспечения информационного модуля ГПС автоматизированной транс-портно-складской системы фурнитуры"()ЯТ 01860043477,Инв.№120186).
Апробации работы: Основные результаты диссертационной работы докладывались и получили одобрительную оценку на:
втором Всеросийском семинаре "Спектральные методы обработ
ки информации в биологических исследованиях" (Пущино 23 - 26
июня 1994 г.)
конференции "Математические методы распознавания образов" РАН, Вычислительный центр Института математических проблем биологии при поддержке PSGJ1 (Пущино 25 - 20 сентября 1995 г.)
второй международной конференции "Математика, Компьютер, сбраэование" (Пущино, 27.02 - 3.03 1995 г.)
научно-технической конференцій! "Перспективы компьютеризации университета" в СПГПД г. Санкт-Петербург (декабрь 1994 г.)
научно-технических семинарах кафедры автоматизации производственны/: процессов СПГУТД (1991, 1994 г.)
расширением Заседании кафедры организации производственных процессов- СПГУТД (23 июня 1995 года)
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 10 печатных работ.
Структура и'объем работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глаз основного текста, заключения и обоих выводов, 5 прцлоленнй. Содержание работы изложено на 132 страница/;, содержит 29 рисунков, 13 таблиц. Библиографический список содержит 127 литературных источников.
