АвтоАвтоматизацияАрхитектураАстрономияАудитБиологияБухгалтерияВоенное делоГенетикаГеографияГеологияГосударствоДомДругоеЖурналистика и СМИИзобретательствоИностранные языкиИнформатикаИскусствоИсторияКомпьютерыКулинарияКультураЛексикологияЛитератураЛогикаМаркетингМатематикаМашиностроениеМедицинаМенеджментМеталлы и СваркаМеханикаМузыкаНаселениеОбразованиеОхрана безопасности жизниОхрана ТрудаПедагогикаПолитикаПравоПриборостроениеПрограммированиеПроизводствоПромышленностьПсихологияРадиоРегилияСвязьСоциологияСпортСтандартизацияСтроительствоТехнологииТорговляТуризмФизикаФизиологияФилософияФинансыХимияХозяйствоЦеннообразованиеЧерчениеЭкологияЭконометрикаЭкономикаЭлектроникаЮриспунденкция

Оптимизация резервов сборочных производств

Читайте также:
  1. A) Количественный прирост используемых факторов производства.
  2. A) товаров и услуг, средств производства
  3. B) Компенсация непредвиденных затрат в процессе производства продукции.
  4. B) Широкая самостоятельность первичных хозяйственных звеньев сферы материального производства.
  5. Cопоставление совокупных расходов и объемов производства. Крест Кейнса. Механизм достижения равновесного объёма произврдства
  6. F полезности и ее оптимизация
  7. I Расходы на производство и реализацию
  8. I. Затраты на управление и обслуживание строительного производства
  9. I. Отпуск запасов в производство
  10. I. СРЕДСТВА ПРОИЗВОДСТВА
  11. II. Дисциплинарные производства в отношении сотрудников правоохранительной службы
  12. II. УКАЗАНИЯ ПО ТЕХНОЛОГИИ ПРОИЗВОДСТВЕННОГО ПРОЦЕССА

При всей актуальности проблем, связанных с поиском предпочтительной стратегии резервирования механообрабатывающих производств, еще большую значимость они имеют для машиностроительных подразделений сборочного типа. Хорошо известно, что несвоевременные поставки комплектующих изделий сборочным цехам, участкам или звеньям вызывают значительные народнохозяйственные потери и, помимо этого, вынуждают руководителей предприятий (объединений) по возможности ограничивать количество кооперированных связей, уменьшая тем самым хозяйственный аффект от специализации производств и научно обоснованных (оптимальных) форм общественного разделения труда. Экономический ущерб в этом случае не исчерпывается прямыми материальными издержками, а включает в себя распространение негативных тенденций качественного характера. Положение усугубляется и тем обстоятельством, что в условиях конкретного производства значительные материальные ресурсы замораживаются зачастую из-за несвоевременной поставки комплектующих узлов, стоимость которых во много раз ниже совокупной стоимости сборочных комплектов.

На практике нарушение координации в поставках комплектующих изделий остается до сих пор достаточно распространенным явлением, Причинами этого являются: слабое развитие производственно - коммуникационных связей предприятий; недостатки в планировании, организации и управлении их хозяйственной деятельности; нестабильность финансовых потоков; отсутствие научно обоснованных методик по созданию и использованию резервов производственных ресурсов; отсутствие экономических стимулов повышения надежности коммуникационных связей потребителя. Следовательно, выпадают свойства коммуникационной подсистемы, что является нарушением принципов системного подхода. С подобной ситуацией мы не сталкивались при рассмотрении механообрабатывающих производств ввиду универсальности и относительной простоты их организационно-технологических структур. Однако системный подход к их изучению проявлялся в учете системной взаимосвязи между отдельными производственными звеньями, что и нашло отражение в характере оптимизационной модели, описанной в предыдущем разделе.

Возвращаясь к производствам, механообрабатывающего типа, отметим, что на первый взгляд представляется неожиданным то обстоятельство, что, проводя системную оптимизацию их резервирования, мы получили результат на локальном уровне, позволяющем вырабатывать предпочтительную стратегию резервирования отдельных звеньев системы.

В этой связи необходимо подчеркнуть, что системный подход не исключает исследования оптимизационных проблем на локальном уровне в отдельном производственном звене или участке. Необходимо лишь, чтобы этот производственный элемент рассматривался не как изолированный объект, а как часть (структурная подсистема) экономической системы более высокого уровня. Так, характеристика отдельных цехов, подразделений, служб и т.д. является необходимым моментом при изучении хозяйственно-экономической деятельности предприятия, но лишь в системной взаимосвязи они дают достаточное представление о работе предприятия в целом и позволяют рассматривать его как единого производителя материальных благ. Из этого следует, в частности, что при системном подходе важную роль играет изучение технологических особенностей системы и ее производственной структуры. Их описание позволяет прояснить качественные связи, объединяющие отдельные звенья в систему, а также охарактеризовать их с помощью некоторых количественных соотношений.

Объектом нашего исследования является сборочный производственный участок (рис.5.4.), в котором осуществляются процессы обработки полуфабрикатов (звенья А и В), а также процесс сборки (звено С). При этом имеется в виду, что в звеньях А и В создаются комплектующие узлы, которые затем поступают на сборку в звено С.

Обозначения на рис.5.4. соответствуют аналогичным обозначениям для механообрабатывающего участка (см. предыдущий раздел): q - время задержки с формированием сборочных комплектов, поступающих в звено С.

Проблема оптимизации резервов сборочного производства сводится к нахождению такого варианта его резервирования, при котором сумма затрат, связанных с созданием и использованием резервов производственных ресурсов, и потерь W, вызванных недопоставкой продукции – звеном С в плановые сроки своим потребителям, окажется наименьшей.

Оценивая величину потерь W, будем по-прежнему считать, что она пропорциональна- стоимости выпускаемой продукции Sс и величине остаточного дефицита q C:

 

W =bSсqC,

 

где b - постоянная величина.

Напомним, что в случае механообрабатывающих производств мы вводили в рассмотрение также локальные штрафные функции, позволяющие оценить потери от невыполнения плана поставок отдельными i-ми звеньями системы. Аналитический вид этих функций соответствовал виду глобальной штрафной функции

 

Wi =bSiqi, (5)

 

При этом существенную роль играло то обстоятельство, что штрафной коэффициент b выбирался унифицированным, единым для всех звеньев производства. С этой точки зрения при одинаковой недопоставке продукции различными звеньями системы своим потребителям разница в величине народнохозяйственных потерь определялась лишь различием в стоимости поставляемой продукции, что и учитывается формулой (5).

В случае механосборочных подразделений оценка народнохозяйственных потерь от нестабильности работы каждого из звеньев-поставщиков остается объективной необходимостью, поскольку она позволяет не только оценить производственную деятельность отдельного звена, но и определяет тенденции повышения надежности их работы. При этом использование унифицированных (по линейным коэффициентам) штрафных функций представляется нецелесообразным как по содержательным, так и по чисто формальным причинам.

Действительно, если стоимость полуфабрикатов, поставляемых на сборку звеном А, значительно меньше совокупной стоимости сборочных комплектов, то необходимо добиваться высокой стабильности работы этого звена. Требующиеся для этого дополнительные затраты оказываются, как правило, значительно меньше потерь от несвоевременного выпуска дорогостоящей продукции и исключают замораживание больших материальных ресурсов из-за отсутствия дешевых полуфабрикатов. Для стимулирования затрат звена А на резервирование своих производственных ресурсов удельные штрафные санкции (на единицу стоимости выпускаемой продукции), предъявляемые этому звену, должны быть несколько выше аналогичных санкций, предъявляемых звену-поставщику В.

Даже из такого несложного рассуждения видно, что решение проблемы оптимального резервирования сборочных производств сталкивается с определенными трудностями, качественный характер которых существенно отличается от аналогичных проблем для систем механообрабатывающего типа. При этом интуитивный анализ не позволяет формулировать точные рекомендации и тем более определять стратегию резервирования.

Перейдем теперь к построению и исследованию модели оптимизации надежности механосборочного производства. При этом из множества функциональных особенностей таких производств нас будут интересовать в первую очередь следующие:

для звена С, в котором помимо образования новой стоимости, происходит суммирование стоимостей, создаваемых в звеньях-поставщиках, исходной продукцией являются сборочные комплекты, в то время как получает оно раздельно полуфабрикаты из звеньев А и В. Поэтому ввиду несопряженности времени выпуска продукции звеньями-поставщиками, а также различной стоимости комплектующих полуфабрикатов в звене С может производиться неэквивалентное по стоимости резервирование продукции, выпускаемой звеньями-поставщиками А и В;

недопоставка отдельного полуфабриката, выпускаемого одним из звеньев А или В, может вызвать задержку с формированием сборочного комплекта, стоимость которого выше стоимости этого полуфабриката.

Рассмотрим подробнее процесс резервирования продукции, поступающей на сборку в звено С.

Предположим сначала, что между производственными звеньями А и В, с одной стороны, и сборочным звеном С-с другой, имеется еще одно звено D в функцию которого входит технологическая операция формирование комплекта (рис. 5.5.). При этом мы будем считать, что затраты в звене D сравнительно малы (практика создания 'таких звеньев распространена обычно в тех случаях, когда потребитель - в наших обозначениях это звено С - территориально обособлен от производителей отдельных полуфабрикатов).

Поскольку звенья-поставщики направляют свою продукцию в звено D где происходит формирование сборочных комплектов, для повышения надежности работы этого звена и уменьшения потерь, связанных с несвоевременной поставкой комплектующих узлов звеньями А и В, в нем создаются резервы соответствующих полуфабрикатов. В свою очередь звено С, получая в качестве исходного полуфабриката сборочные комплекты, создает их определенный запас, позволяющий уменьшить потери от несвоевременной поставки ему продукции звеном D и связанной с этим нестабильности в его работе.

В реальной ситуации звено D, в котором формируются сборочные комплекты, может отсутствовать как самостоятельное производственное подразделение. Тогда звенья А и В направляют комплектующие узлы непосредственно в сборочное звено С, совмещающее функции формирования комплектов и осуществления сборочной операции. На его складе при этом будут создаваться резервы сборочных комплектов, повышающие надежность работы звена С и, кроме того, резервы полуфабрикатов, поступающих из звеньев А и В, позволяющих формировать комплекты с минимальными потерями, вызванными отсутствием того или иного полуфабриката. Разумеется, в физическом смысле эти резервы неразличимы: на складе звена С создаются определенные запасы полуфабрикатов, поставляемых звеньями А и В. Однако организационная природа их различна: часть полуфабрикатов резервирует формирование комплектов, другая часть - сборочную операцию.

Для упрощения дальнейших рассуждений мы будем предполагать, что каждое из звеньев А и В выпускает только один вид полуфабрикатов, причем выход этих полуфабрикатов осуществляется с одинаковой для разных звеньев интенсивностью, а плановые сроки их выпуска совпадают. Тогда динамика выпуска продукции каждым из звеньев-поставщиков может быть схематично представлена так, как это сделано на рис. 5.6.

Пусть R1(t)= P (q1<t), R2(t)= P (q2<t) – функции распределения времени запаздывания соответственно первого и второго звена, F(t)= P (q<t) –функция распределения времени запаздывания звена начала работ звеном С (или D, если оно предусмотрено). Выполнение работ в звене С начинается, если поступают полуфабрикаты из обоих звеньев А и В, то есть q=max(q1,q2). Таким образом, предполагая независимость случайных моментов окончания запаздывания в звеньях, получим:

F(t)= P ({q1<t}È{q2<t})= P (q1<t)× P (q2<t)=R1(t)×R2(t).

Плотность распределения q в этом случае определится как

 

f(t)= , (6)

в точках, в которых функции R1(t), R2(t) имеют производные.

Аналитическое выражение функции f(t), которое необходимо, например, для оценки среднего времени запаздывания начала работ звеном С, находится не всегда тривиально. Так как законы распределения R1(t), R2(t) могут принадлежать любому из возможных семейств распределений (как приведенных нами, так и иному, адекватно описывающему существующую ситуацию), то укажем лишь общие свойства распределения q, независящие от принадлежности R1(t) и R2(t) различным семействам распределений.

Если средние значения М q1 и М q2 отличаются незначительно, дисперсии невелики, то значение М q близко к М q1 и М q2. Если математическое ожидание М q1 превышает математическое ожидание М q2 другой случайной величины (задержки в поставке полуфабрикатов второго звена в среднем являются большими, нежели задержки полуфабрикатов первого звена), то вид графика плотности распределения q будет напоминать график плотности распределения q1. Действительно, если значения t незначительны и t <<М q1, то множитель R1 во втором слагаемом формулы (6) мал, и взнос, который привносит в сумму это слагаемое, несущественен. При t»М q2, это слагаемое остаётся незначительным, величина является
ограниченной, если дисперсия D q1 незначительна (малое значение объясняется в этом случае отдаленностью от Mod q1 одномодального распределения). Если t»М q1q2, то R2»1, »0, и f(t)» (причем, М q может быть как незначительно больше М q1, так и незначительно меньше М q1). Примеры приведены на Рис. 5.7а, 5.7б, 5.7в, 5.7г, 5.7д.

Возвращаясь к нашей оптимизационной задаче, заметим, что нахождение оптимальных величин времени недопоставки полуфабрикатов q1 (звена А) и q2 (звена В) имеет прямое отношение

 

 

к построению предпочтительной стратегии резервирования звеньев производственной системы: по найденным распределениям q1 и q2 необходимо определить структуру и размеры производственных ресурсов, обеспечивающих уровень стабильности работы звеньев-поставщиков.

Как отмечалось выше, анализ возможностей распределения величины ущерба от недопоставок продукции между ее производителями сталкивается с определенными трудностями. Рассмотрим наиболее распространенные подходы к теоретическому решению этой проблемы.

Вариант I. Размер штрафных санкций (и соответственно величина хозяйственного ущерба от нестабильности работы звена-поставщика комплектующих узлов) устанавливается в зависимости от величины времени недопоставки продукции данным звеном, стоимости выпускаемой им продукции и не зависит от показателей работы других звеньев системы. При этом размер штрафных платежей определяется посредством некоторой штрафной функции, аналогичной той, что использовалась нами ранее,

Вариант II. Совокупный хозяйственный ущерб от нестабильности поставок распределяется между звеньями-поставщиками пропорционально среднему времени запаздывания выпуска продукции этияи звеньями относительно плановых сроков.

Вариант III. Все потери возмещает звено, у которого время недопоставки оказалось наибольшим.

Достаточно простым в практическом использовании представляется последний вариант. Однако он имеет и наиболее существенные недостатки. Действительно, "абсолютная" ответственность, которую несут поставщики комплектующих изделий за возможные сбои в работе сборочного звена, вынуждают их абсолютно надежно работать, т.е. создавать значительные запасы производственных ресурсов. С системных позиций такая стратегия резервирования может оказаться неэффективной. Кроме того, ограниченный размер фондов предприятий, производящих продукцию, стоимость которой относительно невелика, затрудняет практическую реализацию рассматриваемого варианта.

Недостатки второго варианта заключаются в том, что работа отдельного звена-поставщика оценивается потребителем в зависимости от того, как работали другие звенья системы. Например, если время недопоставок продукции звеньями А и В оказалось за два плановых периода равно q1 = 4; q2 = 1 и q1 == 4; q2 =3, то выплаты штрафов звеном А будут различными, несмотря на то, что среднее время дефицита М q1 - один из показателей стабильности его работы - не изменилось. Подобная неопределенность в оценке работы звеньев системы вынуждает их к абсолютному резервированию и не способствует выработке оптимальной стратегии резервирования всей системы.

На первый взгляд недостатком первого варианта является то, что сумма штрафов, взыскиваемых с поставщиков за единовременную недопоставку комплектующих узлов может не совпадать с величиной хозяйственных потерь, возникающих в результате этой недопоставки. Предположим, что штрафные функции для поставщиков А и В соответствуют рассмотренным ранее и имеют вид W1=b1SAq1, W2=b2SBq2, где b1 и b2 - линейные коэффициенты. Если по окончании первого планового периода выяснилось, что q1 =1; в q2 =4, а по окончании второго периода соответственно q1 =2; q2 =4, то легко заметить, что хозяйственные потери от недопоставки сборочных комплектов в обоих случаях будут одинаковыми (величина q постоянна и равна 4).

В то же время суммарные штрафы, выплаченные обоими поставщиками в первом и втором случае, будут различными: штрафные платежи звена А возрастут, так как возрастает q1; штрафы звена В останутся неизменными.

В действительности такая ситуация не противоречит здравому смыслу. Действительно, условие q =max(q1, q2) не противоречит требованию минимизировать различие между W1 + W2 и D(q) - потерям звена С от недопоставок (что достигается выбором коэффициентов b1 и b2).

Таким образом, проведенные нами рассуждения показывают, что наиболее естественным и обоснованным является первый из приведенных вариантов распределения величины ущерба от нестабильной работы звеньев производственной системы, но и выработать оптимальную стратегию ее резервирования,

Заметим, что если совокупность звеньев-поставщиков. А и В рассматривать как единого производителя комплектов, поступающих на сбор ку в звено С, то производственно-технологическая структура участка примет определенный вид (рис. 5.8.). Принципиально эта структура не отличается от той, что изображена на рис. 5.1., поэтому можно использовать полученный ранее результат о равномерном резервировании подобных подразделений. В соответствии с этим результатом имеем следующее:

1. Хозяйственные потери от нестабильности работы объединенного звена [А, В] и сборочного звена С должны совпадать между собой;

 

М{ b(S01+S02+ZA+ZB)q }=М{ b(S01+S02+ZA+ZB+ZC)qC }, (7)

 

где ZA, ZB, ZC,q, qC - оптимальные значения соответствующих величин; b -штрафной коэффициент, который, как и в случае обрабатывающих производств, выбирается в границах b = 0,02... 0,05., М-означает вычисление математического ожидания. Заметим, что ZA, ZB, ZC являются функциями соответственно qА, qВ и qC:

 

ZA = ZA(qА);

ZB= ZB (qВ);

ZC = ZC (qC ).

 

2. Хозяйственные потери от нестабильности работы звена [А, В] должны быть равны суммарным потерям от несвоевременной поставки полуфабрикатов, направляемых в звенья А и В:

 

М{ b(S01+S02+ZA+ZB)q }={ b01S01 М q01+b02S02 М q02 }, (8)

 

где b01, b02 - соответствующие штрафные коэффициенты; b01S01 М q01 и b02S02 М q02 - штрафные санкции, предъявляемые соответственно поставщикам звеньев А и В (в данном случае мы предполагаем, что у каждого из этих звеньев имеется только один поставщик полуфабрикатов).

Очевидно, штраф за несвоевременную поставку сборочных комплектов в звено С должен распределяться между звеньями А и В. Поэтому выполняется балансовое равенство

 

М{ b(S01+S02+ZA+ZB)q }=М{ bА (S01+ZA)qА+bВ (S02+ZB)qВ }, (9)

 

где bА и bВ - штрафные коэффициенты, в соответствии с которыми звеньям А и В предъявляются штрафные санкции.

Соотношения (7)-(9) и рассмотренные выше закономерности q=q(qА, qВ) образуют систему уравнений с неизвестными qА, qВ, q, q с, bА и bВ..Решая систему, мы предполагаем, что параметры b01, b02, характер величин q01, q02, определяющих коммуникационные связи звеньев А и В со своими поставщиками, известны заранее. Это предположение является необходимым, поскольку, не имея данных об условиях, в которых работают звенья А и В, решать задачу оптимизации надежности работы всей производственной системы невозможно.

Полученная нами система уравнений имеет, по-видимому, не единственное решение, однако легко заметить, что ее последнее уравнение является следствием другой системы, содержащей два уравнения:

 

(10)

 

Очевидно, что для нахождения коэффициентов bА и bВ необходимо вычислить среднее время недопоставок комплектующих узлов М qА, М qВ звеньями А и В, а также определить соответствующие этому времени производственные затраты ZA и ZB и величины М {ZA(qА)×qА}, М {ZB(qB)×qB}.

Анализ показывает, что любое значение времени остаточного дефицита q может быть образована различными парами дефицита недопоставок qА, qВ. В этих условиях, с позиции минимизации затрат на производство продукции и потерь в надсистеме от ее недопоставок, по определенной q необходимо подобрать такую пару (qА, qВ.), при которой суммарные затраты ZA+ZB окажутся наименьшими.

Таким образом, формируется следующий алгоритм определения величин qА и qВ, а также размеров штрафных коэффициентов bА и bВ *[3]:

1. На основе модельных экспериментов определяем, какой вид имеют функции плотности распределения случайных величин qА и qВ. (Несомненно, делаем сильное допущение, что при всех "шевелениях" значений величин, связываемых нашими уравнениями, характер распределений не меняется, распределения остаются в определенных семействах, то есть, если при каком то наборе значений параметров распределение qА принадлежало семейству гамма-распределений, то при несущественных флуктуациях аргументов системы оно останется в том же семействе.)

2. Величина q и её параметры определяются, если известны величины qА и qВ.

3. Проверяем непротиворечивость соотношения (8). В случае невыполнения этого соотношения необходимо сделать вывод о том, что предъявленные функциональные зависимости являются неправомочными. Дальнейшее исследование будет требовать либо уточнения параметров распределений q01, q02, qА и qВ, либо изменения вида аппроксимирующих функций ZA = ZA(qА), ZB= ZB (qВ).

4. Из уравнения (7) находим параметр М qс.

5. Система (10) даёт возможность определить параметры bА и bВ.

На основе анализа оптимизационной модели надежности машиностроительных производств сборочного типа мы пришли к ряду важных выводов:

1. Особенности организационно-технологической структуры сборочных производств по сравнению с механообрабатывающими не только изменяют стратегию их оптимального резервирования, но и трансформируют способы определения хозяйственного ущерба от нестабильности работы их отдельных подразделений.

2. Унификация способа взимания штрафов за несвоевременную поставку комплектующих узлов или полуфабрикатов формирует экономические условия хозяйствования, противоречащие оптимизации надежности работы сборочных производств.

3. Повышение надежности работы производств все в большей степени будет определяться экономическим содержанием их коммуникационных подсистем. В настоящее время большую значимость имеют организационные факторы партнерских отношений

 

ЛИТЕРАТУРА К ГЛАВЕ 5.

5.1. Беллман Р. Динамическое программирование. Пер.с англ.–М.,1960.
5.2. Егоров В.Н. Экономические проблемы надежности производственных систем –М.,1990.
5.3. Львов Ю.А., Сатановский Р.Л. Интенсификация машиностротельного производства:организация и планирование. –Л., 1987.
5.4. Хан Г., Шапиро С., Статистические модели в инженерных задачах. –М, Мир, 1969

 

 


[1] Такой парадокс в физике принято идентифицировать как принцип Гейзенберга.

[2] Это производится для того, чтобы результаты легко интерпретировались в обозначениях [5.2], [5.3].

[3] Имеются в виду минимально допустимые значения величин, при которых система будет стабильно функционировать


1 | 2 | 3 |

Поиск по сайту:



Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Студалл.Орг (0.014 сек.)