Разработка автоматизированной подсистемы управления многономенклатурным производством на основе теории конструктивно-технологической сложности

Актуальность темы

Машиностроение — это крупный народнохозяйственный комплекс, играющий одну из ключевых ролей в экономике страны. Развитие данной отрасли на современном этапе неразрывно связано с поиском и применением новых методов управления, оптимизацией хода производственных процессов в соответствии с поставленной целью.

Одной из возможных целей предприятия является увеличение прибыли, которое производится в том числе за счет снижения затрат и повышения рентабельности всей продукции предприятия и отдельных ее видов.

Направлениями, в которых может осуществляться управление предприятием, являются конструкторско-технологическая подсистема, техническая подсистема, подсистема организации производства, подсистема общественного труда и экономическая подсистема предприятия. Каждая подсистема предусматривает различные методы оптимизации и управления затратамитак, например, конструктивно-технологические особенности изделия, уровень организации, технической оснащенности производства могут в значительной степени определять затраты на изделие.

С точки зрения системного подхода к процессу управления затратами объектом процесса управления выступают производственные и реализационные затраты в разрезе объектов учета затрат. Основными этапами управления затратами являются планирование объемов производства и определение плановых затратуправление ресурсами предприятия, в т. ч. учет затрат по видам ресурсов и объектам учета затратконтроль, анализ и регулирование на основе сопоставления плановых и фактических затрат.

В настоящее время существует масса работ, описывающих порядок определения планового объема производства, объема требуемых ресурсов, прогнозных цен, оперативного управления ресурсами предприятия, методов анализа и т. д. В т.ч. многие эти методики нашли отражение как в отечественных, так и в зарубежных автоматизированных системах управления предприятием, в т. ч. адаптированных к особенностям машиностроительного производства. Кроме того, с помощью автоматизированных систем управления предприятием повышается точность и оперативность данных о фактических затратах предприятия и увеличиваются возможности их анализа, что позволяет реализовать полный цикл управления предприятием.

Автоматизация управления предприятием особенно важна для предприятий с многономенклатурным типом производства, т.к. задача точного учета и планирования для десятков и сотен объектов учета без автоматизации становится крайне трудоемкой.

Однако совершенствование управления затратами на предприятии, особенно с многономенклатурным типом производства, должно осуществляться не только за счет получения более достоверной и оперативной информации о затратах, но и за счет развития методов их обработки, т. е. внедрения новых моделей более четкого разграничения различных видов затрат и отнесения их по объектам учета. Анализ структуры себестоимости продукции отечественных предприятий показывает, что наиболее значимыми являются затраты на материалы, комплектующие и труд. Следующими по важности являются накладные расходы, составляющие в сумме до 25% всех затрат современного отечественного машиностроительного предприятия с многономенклатурным типом производства.

Управление прямыми затратами (материалы, комплектующие, заработная плата) не предполагает применение методов перераспределения затрат по объектам учета, т.к. их учет изначально должен являться достоверным. В отличие от прямых затрат, накладные расходы распределяются косвенно, т. е. относятся на себестоимость всей совокупности изделий предприятия пропорционально некоторой базе распределения (например, пропорционально величине основной заработной платы изделия). Определение же коэффициентов распределения находится в ведении экономистов предприятия, зачастую некорректно учитывающих особенности того или иного направления производства при определении доли накладных расходов, что приводит к следующим проблемам при определении себестоимости изделий:

1) систематическому существенному завышению или занижению себестоимости;

2) ошибочно показанному уровню рентабельности продукции и превышению себестоимостью оптовой цены;

3) периодическим скачкам полной себестоимости изделий из-за резкого увеличения накладных расходов, которые неверно учитывались в предыдущих периодах (например, относились на себестоимость незавершенного производства);

4) некорректно определенному уровню рентабельности отдельных направлений деятельности предприятия. Как показали исследования, накладные расходы определяются внутренними свойствами изделия (трудоемкость, материалоемкость), организационной структурой предприятия и внешними рыночными условиями. В настоящее время нет научных работ, посвященных моделям распределения накладных расходов, учитывающих все указанные факторы для многономенклатурного типа производства.

Анализ работ в этой области показал, что недостаточно проработаны вопросы определения накладных расходов в структуре себестоимости изделий, т. е. нет формальных правил их выражения в машиностроительном производстве.

Как показали исследования, накладные расходы определяются внутренними свойствами изделия (трудоемкость, материалоемкость) и внешними рыночными условиями. В настоящее время нет научных работ, посвященных моделям распределения накладных расходов, учитывающих все указанные факторы для многономенклатурного типа производства.

Объектом исследования являются изделия машиностроительного предприятия с многономенклатурным типом производства.

Предметом исследования являются методы расчета накладных расходов в структуре себестоимости этих изделийметоды прогнозирования спроса и оценки внутренних свойств изделияматематическое описание алгоритмов и методов распределения накладных расходов по изделиям предприятияпрограммное, информационное обеспечение и структура автоматизированной системы распределения накладных расходов.

Цель работы — проведение комплексных исследований, направленных на получение обоснованных методологических и технических решений, способствующих решению задачи управления деятельностью предприятия с многономенклатурным типом производства с учетом внутренних свойств изделий, рыночных условий и эффективности изделий на основе предлагаемых автором работы алгоритмов, базирующихся на положениях теории конструктивно-технологической сложности.

Для достижения поставленной цели требуется решить следующие задачи:

1) построение модели распределения затрат предприятия, позволяющей учесть эффективность управленческих и вспомогательных подразделений предприятия исходя из эффективности изделий и вклада подразделений в структуру накладных расходов;

2) выбор метода получения коэффициента распределения накладных расходов в соответствии с внутренними свойствами изделия с использованием теории сложности;

3) выбор методов прогнозирования спроса на изделия, в т. ч. оценки сезонности спроса;

4) построение модели распределения накладных расходов, учитывающей как внутренние свойства изделия, так и его рыночную эффективность на основе выбранного критерия рыночной эффективности (рентабельности);

5) выбор методов численного решения задачи поиска оптимального коэффициента распределения накладных расходов для последующего применения в автоматизированной системе;

6) разработка структуры автоматизированной системы распределения накладных расходов и кодирование модулей.

Методы исследования. В работе применялись теоретические и экспериментальные методы исследования.

При решении задачи определения коэффициента распределения накладных расходов на основе внутренних свойств изделия был применен метод расчета суммарной сложности изделия в соответствии с используемыми в его производстве детале-сборочными единицами и технологическими переделами. При решении задачи прогнозирования спроса изделия использовался метод экспертных оценок (непосредственное численное оценивание), а также регрессионные модели для расчета подходящих кривых сезонности спроса и зависимости спроса от цены.

Для поиска оптимальных значений коэффициентов распределения накладных расходов был выбран метод прямого поиска Хука-Дживса в пространстве с размерностью, соответствующей числу анализируемых изделий. В качестве критерия рыночной эффективности изделия была выбрана рентабельность изделия.

При построении модели предприятия, учитывающей эффективность управленческих и вспомогательных подразделений, была использована теория графов.

Программное обеспечение автоматизированной системы реализовано на алгоритмическом языке высокого уровня Borland Delphi 7, серверная часть базы данных выполнена с возможностью работы под управлением любого SQL-сервера (например, MySQL). Автоматизированная система разработана с учетом возможности встраивания ее в автоматизированные системы управления предприятием.

Достоверность и обоснованность полученных в работе результатов и выводов подтверждается сопоставительным анализом результатов работы разработанных и существующих математических моделей и методов.

Математические модели, алгоритмы и прикладные программы, предложенные в работе, основаны на теоретических основах системного анализа, теории сложности, математической статистики, теории графов и фундаментальных основ построения экспертных систем.

На защиту выносятся результаты работы по построению модели распределения накладных расходов в многономенклатурном машиностроительном производстве и анализу возможности ее применения, в т. ч.:

1) выбор метода получения коэффициента распределения накладных расходов в соответствии со сложностью изделия с использованием теории сложности и выбор методов прогнозирования спроса на изделия, в т. ч. оценки сезонности спроса;

2) построение модели распределения накладных расходов, учитывающей как внутренние свойства изделия, так и его рыночную эффективность;

3) выбор методов численного решения задачи поиска оптимального коэффициента распределения накладных расходов для последующего применения в автоматизированной системе;

4) построение модели предприятия, позволяющей учесть эффективность управленческих и вспомогательных подразделений предприятия исходя из эффективности изделий и вклада подразделений в структуру накладных расходов;

5) разработка программного, информационного обеспечения и структуры автоматизированной системы распределения накладных расходов;

6) реализация автоматизированной системы распределения накладных расходов.

Научная новизна полученных результатов определяется проведенными комплексными исследованиями, в результате которых применен подход, позволяющий учесть внутренние свойства изделий, выраженные конструктивно-технологической сложностью изделия, и их рыночную эффективность (рентабельность в условиях динамики спроса), а также сокращающий количество вычислительных операций и повышающий быстродействие расчета накладных расходов, а следовательно, и полной себестоимости изделий. В ходе исследований:

1) построена модель распределения затрат предприятия по объектам учета (подразделениям, направлениям деятельности);

2) обосновано применение теории сложности для выражения внутренних свойств изделия в виде показателя конструктивно-технологической сложности и принятия его в качестве базы распределения накладных расходов по изделиям предприятия;

3) осуществлен и обоснован выбор методов прогнозирования спроса на изделие с учетом сезонности спроса, а также показателя рентабельности изделия;

4) построена модель отыскания оптимальных коэффициентов распределения накладных расходов на базе показателя конструктивно-технологической сложности с корректировкой с учетом потенциального спроса и рентабельности изделия;

5) выработана методика определения эффективности подразделений предприятия;

6) осуществлен выбор структуры и создание автоматизированной системы на основе разработанной модели распределения накладных расходов по видам и партиям изделий, произведено создание и обоснование концепции и принципов построения программного и информационного обеспечения;

7) обоснована правомерность использования показателя конструктивно-технологической сложности распределения накладных расходов в условиях наличия и отсутствия незавершенного производства по видам изделийвыявлены зависимости в распределении накладных расходов для изделий промышленного назначения и изделий потребительского спроса.

Практическая полезность исследования состоит в том, что предложена новая методика, позволяющая управлять многономенклатурным производством за счет перераспределения накладных расходов между видами изделий, в зависимости как от внутренних свойств изделия, выраженных через конструктивно-технологическую сложность, так и от его рыночных свойств (рентабельность в условиях динамики спроса).

Управление себестоимостью изделия только за счет внутренних резервов предприятия позволяет сохранить рентабельность изделия на определенном уровне, что в свою очередь позволяет предприятию сохранить номенклатуру выпускаемой продукции, удержать долю рынка и повысить стабильность собственной деятельности в стратегическом плане. Настоящая работа обеспечивает необходимую базу для дальнейшего развития и совершенствования новых направлений в области управления затратами предприятия с многономенклатурным типом производства и определения оптимальной номенклатуры производимой продукции.

Реализация работы в производственных условиях. Результаты работы могут быть использованы в практике работы машиностроительных предприятий с многономенклатурным типом производства.

Апробация работы. Отдельные законченные этапы работы обсуждались на международной научно-технической конференции «Информационные технологии в инновационных проектах» (Ижевск, 2001;2003) — конференции «Высокие и информационные технологии в механике» (Ижевск, 2002;2003), а также на научных семинарах ИжГТУ, посвященных проблемам системного анализа и управления техническими системами.

Публикации. Результаты работы отражены в 7 научных публикациях, из них: 6 статей в научно-технических журналах и сборниках, 1 тезисы докладов .

Структура и объем работы. Диссертация содержит введение, 4 главы и заключение, изложенные на 144 с. машинописного текста. В работу включены 14 рис., 18 табл., список литературы из 76 наименований и два приложения.

4.5. ВЫВОДЫ.

В результате работы спроектирована и реализована система, удовлетворяющая современным требованиям к автоматизированным системам.

Возможности интеграции обеспечиваются за счет выделения расчетной подсистемы и реализации ее в виде СОМ-объекта, реализующего пакетную обработку экспертных данных.

Современный интерфейс обеспечивается за счет использования унифицированных средств представления информации ОС Windows и универсального механизма работы со справочниками в интерфейсной подсистеме.

Система обработки и хранения данных, реализованная на основе SQL-сервера, позволяет оптимальным и универсальным способом хранить данные и получать к ним доступ.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

.

1. В результате проведенных комплексных исследований разработана модель определения эффективности подразделений и направлений деятельности предприятия с многономенклатурным типом производства исходя из их вклада в эффективность конечных изделий.

2. Разработана новая модель распределения накладных расходов в условиях многономенклатурного производства с учетом конструктивно-технологической сложности изделия и рентабельности в условиях динамики спроса. Коэффициенты распределения накладных расходов по видам и партиям изделий находятся в процессе оптимизации целевой функции, учитывающей как конструктивно-технологическую сложность, так и рентабельность изделий в условиях динамики спроса. В качестве метода оптимизации выбран метод Хука-Дживса.

3. Обосновано применение теории конструктивно-технологической сложности для выражения внутренних свойств изделия в виде показателя конструктивно-технологической сложности.

4. Предложен способ оценки рыночных условий (уровня спроса с учетом сезонности) на основе метода экспертных оценок и регрессионного анализа исторических данных.

5. Разработана структура автоматизированной системы на основе разработанной модели распределения накладных расходов по видам и партиям изделий, позволяющая значительно упростить процедуру расчета коэффициентов распределения накладных расходов в условиях многономенклатурного производства.

6. Реализованы подсистемы и модули автоматизированной системы, в т. ч. реализована возможность интеграции ее с современными автоматизированными системами управления предприятием.

7. Проведено моделирование распределения накладных расходов в различных условиях. Сделаны следующие научные выводы:

— коэффициенты распределения накладных расходов в условиях динамики производства в большей степени зависят от конструктивно-технологической сложности, чем от рыночной эффективности изделия;

— изделия промышленного назначения обладают большим резервом при распределении накладных расходов, чем изделия потребительского рынка за счет того, что спрос на них менее чувствителен к колебаниям цены изделия;

— впервые показана зависимость эффективности подразделений и направлений деятельности предприятия с многономенклатурным производством от конструктивно-технологической сложности.

8. Результаты проведенных исследований позволяют обобщить расчет коэффициентов распределения накладных расходов в рамках отрасли, построить модель прогнозирования уровня накладных расходов в себестоимости продукции, определение эффективности изделий, подразделений предприятия, направлений деятельности, групп продукции, аппарата управления.