Методика оценки синергетического эффекта технологической подсистемы ПС предприятия

Формирование производственной системы должно идти с непременным и всесторонним соблюдением принципа синергии. Все элементы системы должны быть совместны (в противном случае такой элемент не является частью системы) и обладать максимальным синергетическим эффектом. Под синергетическим эффектом будем понимать общий эффект системности по некоторому перечню факторов синергии, который образуется в данном элементе системы как генераторе синергии, так и ее приемнике от других элементов системы.

При всестороннем выполнении требований синергии общие производственные издержки системы удается минимизировать, а суммарная отдача на капитальные вложения в развитие системы окажется выше, чем сумма эффектов от аналогичных инвестиций в развитие каждого элемента в отдельности.

Концептуальная проработка моделирования синергии производственной системы была проведена М. И. Кругловым [15]. В указанной работе к основным источникам синергии при проектировании производственной системы относятся следующие (адаптация автора):

• 1) наличие унифицированных элементов (деталей, сборочных узлов и т. д.) в конструкции различных продуктов, выпускаемых фирмой;
• 2) возможность совмещения тех или иных звеньев технологической цепи, возможно целиком отдельных частичных технологических процессов;
• 3) возможность совмещения этапов ЖЦ продуктов во времени и технологии их реализации (НИР, проектирование, испытания, сбыт и т. д.);
• 4) возможность объединения части функций и задач управления по разным продуктам фирмы в одном организационном управленческом звене, а также использование единой нормативной информационной базы;
• 5) использование единой инфраструктуры производства (транспортное, ремонтное обслуживание и т. п.) и сбыта продукции (система дилеров, магазины и т. п.);
• 6) гармонизация внутрифирменной стандартизации.

Схематическая иллюстрация источников возникновения синергии при взаимодействии различных технологических процессов представлена на рис. 6.9.

Рис. 6.9. Схема источников синергизма при взаимодействии технологических процессов

На схеме отражено своеобразное «перекрытие» возможностей эксплуатации одних и тех же технологических процессов при изготовлении унифицированных элементов различных изделий, возможность использования одних и тех же машинных систем при реализации различных технологических процессов, одного и того же по ряду характеристик персонала и т. д. Уровень разнообразия в производственной системе, а значит и ее возможностей, имеет ограничения как снизу, так и сверху. Снижение этого уровня ниже минимально необходимого снижает количество производственных возможностей, которые фирма могла бы реализовать, т. е. сужается поле ее выбора, уменьшается ее стратегический потенциал. Превышение уровня разнообразия элементов системы сверх максимально обоснованного приводит к недоиспользованию производственных мощностей, фирма несет дополнительные расходы на поддержание не реализуемых в производственной практике возможностей.

Формирование системы, обладающей высоким синергетическим эффектом позволяет либо полностью решить задачу рационализации производственной структуры фирмы, либо существенно снизить остроту проблемы минимально необходимого разнообразия в элементном составе производственной системы фирмы.

Уровень синергии в производственной системе зависит от многих факторов. Исследование этих факторов и формирование как можно более полного их перечня одна из важных задач, решаемых при проектировании производственной системы.

Проведенный нами анализ источников образования синергетического эффекта позволяет сформировать систему факторов синергии, которые могут быть оценены количественно. Для количественной оценки эффекта синергии, возникающего между различными технологическими процессами в производственной системе, предлагаются ниже следующие частные показатели ее оценки.

1. Относительная доля совпадающих видов оборудования в их общем перечне рассматриваемых технологических процессов:

где п°^боруд — количество видов основного оборудования, в общем списке оборудования, используемого в i-м и j-м технологических процессах; &?^боруд — список совпадающих видов основного оборудования, используемого в i-м и j-м технологических процессах; с?^боруд — частный показатель синергии между i-м и j-м технологическими процессами по видам используемого ими основного оборудования.

Значения показателя С_г°^боруд лежат в интервале от 0 до 1. Максимальное значение, равное 1, показатель принимает тогда, когда Щ^боруа полностью совпадает с п°^боруд. Минимальное значение, равное 0, получаем при полном несовпадении предложенных списков.

2. Относительная доля совпадающих видов энергетических ресурсов в общем их перечне, используемых в анализируемых i-м и j-м технологических процессах:

где п?^нерг — количество видов энергетических ресурсов в их общем списке, используемых в i-м и ;-м технологических процессах; /с?^нерг — количество совпадающих видов энергетических ресурсов, используемых в i-м и ;-м технологических процессах; С|^нерг — частный показатель синергии между i-м и;-м технологическими процессами по видам используемых ими энергетических ресурсов;

3. Относительная доля совпадающих видов квалификации основных рабочих в анализируемых i-м и;-м технологических процессах:

где а — наименование (шифр) специальности, используемой как в технологическом процессе генератора i, так и в технологическом процессе приемника;; — средний разряд основных рабочих а-й специальности, используемой в i-м или ;-м технологических процессах соответственно; T_ai ф — трудоемкость выполняемых в плановом периоде работ по специальности а в технологическом процессе i и технологическом процессе; соответственно.

4. Доля унифицированных элементов (деталей, узлов и т. д.) в конструкции изделий, получаемых по технологическому процессу i и технологическому процессу;:

где — общее число элементов в конструкции основных изделий, изготавливаемых по i-му и ;-му технологическим процессам; — количество одинаковых унифицированных элементов в конструкции основных изделий, изготавливаемых по i-му и ;-му технологическим процессам.

5. Показатель близости решаемых задач и исполняемых функций управления при изготовлении продукции по технологическому процессу i и по технологическому процессу;:

где q — наименование (шифр) управленческой функции, решаемой.

[0,

задачи, qel-^Q; =.

Предложенный список показателей может быть расширен.

Рассчитав частные показатели синергии, можно определить суммарный синергетический эффект, образуемый каждым ТП в данной технологической подсистеме ПС предприятия. Обобщенная объемная модель синергии некоторого числа технологических процессов представлена на рис. 6.10.

Рис. 6.10. Объемная матричная модель синергии системы технологических процессов

Модель строится в системе координат XYZ, когда по оси X откладывается множество факторов образования синергетического эффекта, Xel + i+n; по оси Y — множество технологических процессов, приемников синергии от других технологических процессов производственной системы, Y el+j+J; по оси Z — множество технологических процессов, являющихся генераторами синергии, Zelч-i-r/. Также введем обозначение г — множество продуктов в продуктовом портфеле предприятия, г el-j-R.

Определение относительной оценки синергетического эффекта проводится по каждому фактору синергии. Для этого строится плоская матричная модель, пример которой представлен в табл. 6.7. В ячейки матрицы вносятся элементы а^, значения которых равны оценкам частных показателей С", рассчитанных по соответствующей показателю формуле для парной связки i-го технологического процесса генератора синергии и j-ro процесса приемника синергетического эффекта.

Средняя оценка генерируемого i-м технологическим процессом синергетического эффекта в технологические процессы производства каждого r-го продукта может быть рассчитана по формуле.

где C_irx — средняя величина показателя синергии по фактору X, генерируемой i-м ТП в технологические процессы производства r-го продукта; Cij х — оценка синергетического эффекта по факторуX, генерируемого.

Jr

i-м ТП в j-м ТП производства г-го продукта; К_г — число альтернативных ТП производства r-го продукта; j_r — порядковый номер альтернативного ТП производства r-го продукта (j €l-5-JC_r).

Количественные значения этого показателя заносятся в соответствующие ячейки табл. 6.7 (в примере это колонки 6, 10 и 13).

Оценка средней величины синергетического эффекта, генерируемого во все ТП технологической подсистемы ПС предприятия рассчитывается как сумма средних оценок генерируемого эффекта по всем r-м продуктам портфеля фирмы.

Этот показатель заносится в соответствующую строку таблицы частных оценок в колонку 14 и позволяет сделать предварительные выводы об относительной величине синергетического эффекта, образуемого i-м технологическим процессом по фактору синергии X во всех остальных ТП. Чем выше показатель, тем больше генерируемый синергетический эффект.

Фактически, при построении плоских матриц определения частных оценок синергии, генерируемой по фактору X каждым ТП во всех других ТП технологической подсистемы, рассматривалось целевое дерево технологических процессов производства продуктов, входящих в портфель фирмы. В условном примере, предложенном далее, оно оказалось следующим (рис. 6.11).

Рис. 6.7 7. Дерево альтернативных технологических процессов производства продуктового портфеля фирмы.

Однако результатом проектирования реальной технологической подсистемы является выбор для производства каждого продукта только одной из возможных альтернатив. При этом сочетание выбранных продуктовых ТП должно быть наилучшим с точки зрения образуемого системой синергетического эффекта. Следовательно, нужно рассмотреть все возможные сочетания продуктовых ТП, способные образовать технологическую подсистему ПС предприятия. Число таких сочетаний может быть определено по формуле.

где К_г — количество анализируемых альтернатив технологических процессов производства r-го продукта; R — количество анализируемых продуктов, входящих в портфель предприятия.

Затем необходимо определить обобщенною оценку формируемого в каждом возможном сочетании продуктовых ТП синергетического эффекта по некоторой системе факторов (в условном примере их два XI и Х2). Для этого следует учесть то обстоятельство, что вклад каждого фактора синергии в общий синергетический эффект, образуемый в технологической подсистеме, различен. Такой учет может быть реализован с привлечением экспертного метода парных сравнений, в результате чего определяются весовые коэффициенты значимости факторов синергии.

При определении обобщенной оценки необходимо выполнить несколько последовательных шагов.

• • Из полного перечня анализируемых вариантов технологической подсистемы выбирается очередной, фиксируется конкретное сочетание продуктовых ТП. Например, в сочетание входят ТП1.1 — генератор, ТП2.1 и ТП3.1 — приемники синергии, т. е. рассматривается сочетание технологических процессов 1.1—2.1—3.1.
• • Вычисляется суммарный эффект, образуемый по каждому фактору синергии в анализируемом сочетании продуктовых ТП (варианте технологической подсистемы). Вычисление ведется суммированием оценок, полученных по каждой парной связке ТП (i — j_r) в плоских матрицах частных оценок по каждому фактору X Так, частная оценка парной связки ТП1.1 — ТП2.1 равна в примере 2,2, а парной связки ТП1.1 — ТП3.1 равна 4. Тогда суммарная оценка С_сум окажется равной 2,2 + 4,0 = 6,2. Количественное значения этой оценки заносится в соответствующую колонку табл. 6.9 (в примере это колонки 2 и 4 по каждому из принятых к рассмотрению фактору синергии). Расчетная формула определения суммарной оценки приведена ниже:

В формуле (6.35) Cjj берется из соответствующих плоских матриц определения частных показателей синергетического эффекта.

• Рассчитывается оценка синергетического эффекта варианта технологической подсистемы по каждому фактору синергии с учетом коэффициента его значимости. Для этого каждая суммарная оценка С_сум умножается на свой коэффициент значимости. Полученные значения заносятся в соответствующие колонки таблиц частных оценок (в примере колонки 3 и 5 табл. 6.9). Формула для расчета показателя окажется такой:

где к_х — коэффициент значимости фактора синергии X; С_{х сум} — суммарная оценка синергетического эффекта варианта технологической подсистемы по фактору X с учетом коэффициента его значимости.

• Рассчитывается обобщенная оценка синергии в каждом варианте технологической подсистемы (для каждого сочетания продуктовых ТП) как сумма оценок С_хсум по всем факторам синергии, т. е.

Результат расчета заносится в колонку обобщенных оценок табл. 6.9 (в примере — колонка 6).

• Затем рассчитывается оценка интегрального синергетического эффекта, образуемого в рассматриваемом варианте технологической подсистемы. Для расчета интегрального эффекта, каждый из ТП, входящих в подсистему, должен один раз выступить в роли генератора синергетического эффекта, т. е. в расчетах участвуют все возможные варианты перестановок принятых к рассмотрению продуктовых ТП. Например, в рассмотрении участвуют ТП1.1, ТП2.1 и ТП3.1, тогда следует анализировать следующие сочетания продуктовых ТП:

Интегральный эффект определяется как сумма обобщенных эффектов возможных перестановок. Для нашего примера эти эффекты оказались равны.

И тогда интегральный эффект составит.

где var — возможные вариации сочетаний ТП (в примере С_интегр = ⁼ Х^обобщуаг =6,12 + 7,6 + 8,0 = 21,72).

Суммирование идет по всем возможным перестановкам элементов рассматриваемого варианта технологической подсистемы. Полученные оценки заносятся в колонку интегральных оценок табл. 6.9 (в примере колонка 7).

Интегральные оценки следует рассчитывать только для первой части таблицы, содержащей строки, в которых генератором синергетического эффекта выступают продуктовые ТП первого в рассмотрении продукта. Остальные части таблицы будут содержать дублированные показатели, приводить их в таблице не имеет смысла (в табл. 6.9 это строки 1—12).

• По полученным интегральным оценкам затем производится ранжирование анализируемых вариантов технологической подсистемы по величине образуемого в ней синергетического эффекта. Ранги проставляются в последней колонке табл. 6.9 (в примере — колонка 8).

Методику количественной оценки синергетического эффекта от применения того или иного сочетания продуктовых технологических процессов, общая схема которой представлена на рис. 6.12, лучше рассматривать на конкретном расчетном примере, представленном ниже.

Рассмотрим условный пример определения уровня образуемого синергетического эффекта в производственной системе.

Пример.

Допустим, что изготовлению подлежат три продукта. При этом первый продукт может быть изготовлен с использованием двух различных технологических процессов 1.1 и 1.2. Второй продукт — с применением трех технологических процессов 2.1, 2.2 и 2.3. Третий продукт предполагает возможность использования также двух технологических процессов 3.1 и 3.2. Каждый из технологических процессов обладает свойствами как источника, генератора синергии, так и ее приемника. Таким образом, сравнению подлежат семь технологических процессов. Факторами синергии в примере являются относительная доля совпадающих видов оборудования XI (С°^боруд) и относительная доля совпадающих видов энергии Х2 (С?^нерг) по сравниваемым технологическим процессам.

Исследование влияния на возникающий эффект синергизма каждого фактора синергии проводится построением матричной модели. Построим матрицу синергии по фактору XI (табл. 6.7). В ячейки матрицы заносятся количественные оценки по исследуемому фактору XI. В строках матрицы размещаются технологические процессы генераторы синергии, дающие синергетический эффект в других ТП. В столбцах матрицы размещены ТП приемники синергии. Таким образом, каждый ТП по отношению ко всем остальным ТП выступает как генератор и как приемник. Для каждого конкретного ТП его синергетическая привлекательность оценивается как сумма двух групп эффектов: эффекты от генерации синергии во все остальные ТП и эффекты от приема синергии от всех остальных ТП.

Рис. 6.12. Схема оценки синергии производственной системы

В качестве примера расчета определим показатель Для технологического процессов 1.1 и 2.1, т. е.

Допустим, при рассмотрении ТП1.1 и 2.1 выяснилось, что часть видов оборудования в обоих ТП одинакова, так в ТП1.1 используется токарное, фрезерное, шлифовальное оборудование, имеются, строгальные, сверлильные, и зуборезные станки. В ТП2.1 в перечне видов оборудования присутствуют кривошипно-шатунный горячештамповочный пресс, обрезной станок, зачистное оборудование, токарные, а также сверлильные станки. Тогда п°^б°%^у^ = 9 видов оборудования. Перекрытие списков составит к°^б°%^У1 = 2, т. е. в имеющемся общем списке токарное и сверлильное оборудование используется в обоих технологических процессах. Тогда.

Для удобства дальнейшего оперирования показателями будем умножать их на 10, т. е. С°⁶°%^yf окажется равным 2,2 баллам. Таким образом, из заполненной табл. 6.7 следует, что генерируемый ТП1.1 синергетический эффект в ТП2.1 характеризуется относительной оценкой, равной 2,2. Аналогично определяются эффекты, генерируемые в ТП2.2 и ТП2.3, оно оказались равными только одному баллу. В технологических процессах 3.1 и 3.2 он генерирует синергию, оцениваемую на 4 и 3 балла соответственно (первая строка табл. 6.7). Диагональные блоки матрицы оказываются пустыми (нулевыми) так как не имеет смысла рассматривать синергию технологического процесса с самим собой.

Учитывая то, что из всего перечня технологических процессов по каждому продукту (пучок технологий) будет выбран только один, рассчитывается средняя оценка синергии по пучку техпроцессов, связанных с одним конкретным продуктом. Так, для технологических процессов продукта 2 (2.1, 2.2 и 2.3) средняя величина показателя синергии получен- 2 2 + 1 + 1.

ной от ТП1.1 составит —-= 1,4, а для ТП продукта 3 (3.1 и 3.2) она.

4 + 3 3.

составит-= 3,5.

Общая оценка средней величины генерации синергетического эффекта технологическим процессом ТП1.1 во все остальные ТП вычисляется как сумма средних оценок по каждому пучку техпроцессов и составит 4,9 балла (см. табл. 6.7 строка 1). Аналогичные оценки могут быть получены в отношении данного технологического процесса как приемника синергии суммированием по колонке 4 табл. 6.7. Полученные средние оценки синергизма того или иного технологического процесса позволяют сделать предварительные выводы о его перспективности в дальнейшем проектировании производственной системы. Чем выше оценка, тем перспективней технологический процесс.

Как видим, матрица заполняется элементами симметрично относительно диагонали. Нижняя часть заполненной матрицы является зеркальным отображением ее верхней части.

Аналогичные матрицы формируются по каждому фактору синергии. В примере это матрица по фактору Х2 (виды энергии), представленная в табл. 6.8.

Учитывая различную силу (значимость) разных факторов синергии, необходимо дать им количественную оценку в виде весовых коэффициентов и далее учитывать их в расчетах. Такие оценки могут быть сформированы с привлечением экспертного метода парных сравнений. Предположим для определенности, что в условиях примера весовые коэффициенты оказались равны 0,6 для С°^боруд и 0,4 для С|^нерг.

Для окончательного ранжирования ТП по критерию синергии формируется сводная матрица синергии (табл. 6.9). В первой колонке матрицы выписываются все возможные сочетания ТП в производственной системе. Число таких сочетаний равно произведению числа перестановок имеющихся технологических процессов на число продуктов, а именно для.

R

примера С = R ~[K_r = 3 • 2 • 3 • 2 = 36 сочетаний технологических процес;

г=1.

сов и, соответственно, 36 строк в сводной матрице синергии (табл. 6.9). При этом К=_г = 2 — количество технологических процессов по первому продукту; К_г=₂ — 3 — количество технологических процессов по второму продукту; К= з = 2 — количество технологических процессов по третьму продукту; R = 3 — количество продуктов в продуктовом портфеле предприятия, принятое к рассмотрению.

Колонки 2 и 3 (4 и 5) матрицы (табл. 6.9) соответствуют фактору синергии XI (Х2). Колонка 2 (4) заполняется элементами С_сум, каждый из которых представляет собой сумму балльных оценок синергии из соответствующей частной матрицы синергии (табл. 6.7 или 6.8 примера). Так, для строки ТП1.1—2.1—3.1 элемент С_сум формируется как сумма оценок из табл. 6.7:

Таким образом, сочетание продуктовых технологий 1.1, 2.1 и 3.1 при генерации синергетического эффекта технологическим процессом 1.1 дают общий синергетический эффект, равный 6,2. С учетом коэффициента значимости фактора синергии (для XI он равен 0,6) получаем оценку by =6,2−0,6 = 3,72, которая проставляется в колонке 3 (или 5 — по второму фактору) сводной матрицы. Суммируя эти оценки по всем факторам синергии, получаем оценку обобщенного синергетического эффекта (в примере для рассматриваемого сочетания продуктовых технологических процессов она равна 3,72 + 2,4 = 6,12), которая выписывается в колонке 6 матрицы (табл. 6.9).

В колонке 7 табл. 6.9 проставляется оценка интегрального синергетического эффекта сочетания продуктовых технологических процессов. Такая оценка учитывает как оценки генерации синергетических эффектов, так и оценки приема синергии от других ТП. Как было показано в расчетном примере, сочетание технологий 1.1—2.1—3.1 формирует синергетический эффект при его генерации технологическим процессом 1.1 и приемом процессами 2.2 и 3.1 равной 6,12 баллам (строка 1 табл. 6.9). При генерации эффекта технологическим процессом 2.1 и его приема ТП1.1 и ТП3.1 эффект оказывается равным 7,6 баллам (строка 13 в табл. 6.9). При генерации эффекта технологическим процессом 3.1 и его приеме техпроцессами 1.1 и 2.1 эффект равен 8,0 баллам (строка 25 табл. 6.9). Таким образом, интегральная оценка синергетического эффекта по этому сочетанию продуктовых технологических процессов равна 6,12 + 7,6 + 8,0 = 21,72 балла.

Аналогичный расчет проводится для каждого сочетания продуктовых технологических процессов. При этом заполняется только первая часть таблицы (строки 1—12 табл. 6.9) так как остальные ее части будут дублировать первую.

Полученные интегральные оценки позволяют отранжировать все возможные сочетания ТП по величине образуемого в них синергетического эффекта (колонка 8 в табл. 6.9). В нашем примере лучшим сочетанием оказалось сочетание технологических процессов 1.2—2.1—3.1, имеющее интегральную оценку синергии, равную 25,6 баллам.