Разработка методов и моделей в процессах функционирования лесообрабатывающих предприятий

Одной из особенностей состояния производства является комплексная деятельность крупных и малых предприятий. В связи со спецификой предмета труда (лесной продукции) это особенно характерно для лесной отрасли. При этом если производственная деятельность крупных предприятий достаточно хорошо изучена, то особенности комплексной работы больших и малых производств требуют изучения и научного обоснования организационных форм и управления ими. Нетрудно заметить характерные особенности производственной деятельность малых предприятий. К этим особенностям следует отнести два основных фактора: требуемая гибкость производства, а также работа в условиях экономического риска и неопределённости. Оба этих фактора требуют, в свою очередь, особых методов управления, базирующихся на научно обоснованных новых методов.

К новым видам малых предприятий относятся «Технопарки» при ВУЗах. При этом на «Технопарки» помимо непосредственной производственной деятельности, способствующей экономике ВУЗа, возлагают задачи обеспечения научной работы, учебной деятельности, внедрения научных идей и т. д.

Поэтому при функционировании «Технопарка» требуется эффективное управление на основе научных методов и математических моделей.

Сказанное выше обуславливает высокую актуальность, теоретическую и практическую ценность работы А. Ю. Шестова.

Цель работы:

Целью данной работы является повышение эффективности функционирования лесообрабатывающего предприятия типа Технопарк при СПбГЛТА и обобщение организационно-технического опыта управления им.

Накопленный многолетний опыт не базируется на узком примере указанного выше предприятия, а обладает необходимой научной общностью.

Научная новизна:

1. Разработана и изучена модель природно-производственной базы ЗАО «Технопарк», включающая организационно-экономическую систему поставщик-потребитель" и учитывающую природно-климатические и экономические условия лесосырьевой базы и транспортной сети.

2. Внедрена структурная блочно-иерархическая модель организации предприятия с учётом создания оптимальных информационных потоков.

3. Проанализированы критерии принятия решения в условиях риска и неопределённости. Подобран коэффициент значимости критерия Гурвица.

4. Создана и исследована модель производственной деятельности элемента структуры на основе теории массового обслуживания (ТМО).

5. Разработана модель функционирования лесного склада с учётом детерминированного и стохастического подходов на основе теории запасов.

6. Разработана модель оптимального размещения продукции в складском комплексе ограниченной ёмкости.

7. Произведён производственно-статистический эксперимент работы компьютеризированной линии лесного склада в оптимальном режиме.

Объекты и методы исследования:

Объектами исследования являлись структурные элементы общей системы, применяемое оборудование, информационно-технологическая система.

При решении конкретных задач были использованы методы многокритериальной оптимизации, модель управления запасами, функционирования производственных подразделений. В процессе математического моделирования применялись методы теории массового обслуживания, теории запасов, производственно-структурного моделирования. При решении задач использовались ППП «Statgraf», «Meth Cod — 2000», «Word — 97», «Exel», а также самостоятельный разработанные программные продукты TMS — 5,6 и др.

Научные положения и результаты, вносимые на защиту:

1. Результаты функционирования ЗАО «Технопарк» с технологической и экономической оценкой деятельности предприятия.

2. Методика определения оптимальных (межоперационных и длительных) запасов сырья на складе.

3. Результаты производственно-статистической оптимизации функционирования оборудования лесного склада в оптимальном режиме.

4. Результаты анализа производственной деятельности элементов структуры предприятия.

5. Результаты анализа производственной системы «поставщик-потребитель» ЗАО «Технопарк».

6. Математические модели технологических процессов.

Практическая значимость:

Анализ производственной деятельности ЗАО «Технопарк» на основе создания математической модели даёт возможность использовать результаты созданных моделей в комплексе крупных и малых лесных предприятий для решения практических задач с достаточно высокой эффективностью функционирования. Применение разработанных методов и моделей позволяет совмещение научно-производственной деятельности предприятия с научной и изобретательской деятельностью ВУЗа, а также повышение качества учебного процесса на основе совершенствования практических навыков студентов.

Апробация работы:

Основные положения, методический подход, математические модели и результаты работы докладывались и обсуждались в СПбГЛТА, на Российских и международных конференциях, в Финляндии, Германии, США.

Публикации:

По теме диссертации опубликовано 8 печатных работ.

Результаты работы:

Результаты работы, математические модели и система «поставщик — потребитель» были реализованы в ряде важных практических проектов:

1. Создание эффективной схемы заготовки и закупки круглого леса, с учётом соотношения качества сырья и готовой продукции.

2. Создание лесопильного участка для производства радиального распила.

3. Создание системы учета и контроля запасов в производстве трехслойного бруса из сырья с заданными параметрами.

4. Внедрение конструкторско-управленческой программы РгоЬс^ю.

5. Разработка конструкции и технологии изготовления исторического окна с современными теплофизическими свойствами.

6. Проект замены светопрозрачных конструкций Финансово-экономического университета и Строгановского дворца.

Структура и объём работы:

Диссертация состоит из Введения, 5 глав, основных выводов и результатов, списка использованных источников и приложений. Общий объём работы 105 с, 33 рис., 4 таблиц. Список использованных работ включает 38 наименований.

Основные выводы и рекомендации.

1. На основании проделанного анализа общей характеристики ЗАР «Технопарк ЛТА» можно сделать основной вывод, что за короткий срок (около восьми лет) оно из кустарных мастерских, выполняющих внутренние заказы по деревои металлообработке при СПбГЛТА, превратилось, в результате проведённой научно-организационной работы, в сравнительно крупную, хорошо технически оснащённую организацию, работающую частично на коммерческой основе и одновременно совмещающую часть производственных функций с обеспечением научно-педогогической деятельностью ВУЗа.

2. В материально-технической базе предприятия широко используется современная отечественная и зарубежная техника и, что важно, компьютерные технологии и другие средства автоматизации.

3. Применение компьютерных и автоматических устройств потребовало создания как современной системы управления производством, так и разработки и применения современных средств математического моделирования.

4. Все концепции математического моделирования построены в функционально-логической связи с решаемыми на производстве задачами. Так, на основе анализа критериев в условиях риска и неопределённости выбран адаптивный критерий Гурвица, позволивший наиболее рационально оценивать качество принимаемых решений.

5. Модель работы основной части производственной системы построенная на применении методов теории массового обслуживания (ТМО) позволяет оценить стохастичность процесса и рассчитать его основные параметры, такие как скорость обслуживания, среднее число заявок в системе и в очереди на обслуживание, а также временные показатели. При этом на основании эксперимента определён параметр входного потока (интенсивность).

Я = 2 заявки/мин. Коэффициент простоя системы при таком входном потоке равен 0,22.

6. Четвёртая глава, посвящённая моделям управления запасами, является информационно насыщенной. В ней использовалась наиболее сложная вероятностная модель, позволившая определить оптимальную стратегию заказа: иначе, с помощью упрощённой формулы Уилсона, (оптимальный размер заказа 20 м3). Учёт стохастичности с вероятностью истощения Р=0,005 требует величины резерва около 10 м³. Применение более сложных моделей, основанных на уравнениях с аргументами в виде двух случайных величин, позволило получить закон распределения случайных величин запасов в виде СС — распределений и на их основе оценить вероятность безотказной работы при различных интенсивностях расходования запасов. Здесь же кроме того поставлена и решена модель оптимального размещения трёх продуктов в * * складе ограниченной ёмкости (У = 18,3 м2- У2 = 23,2 м2- Уъ — 10,5²).

7. На основе производственного эксперимента, проведённого на ленточном транспортере, получены основные данные о производительности линии, законе распределения заготовок и готовой продукции, а также процент брака. Статистические данные показали высокую производительность линии и высокую её эффективность.

8. На основе результатов проведённой работы появилась возможность оптимального управления производственным процессом с использованием разработанных моделей, а также оперативного вмешательства до появления негативных результатов.