Модели и методы оптимального управления производством для зерновых и зерноперерабатывающих компаний

2. Подсистема первичного учёта х/п на базе автоматизированой информационной системы комбината хлебопродуктов (АИС КХП) внедрена на нескольких десятках предприятий РФ, в т.ч.: ОАО «Мурманский КХП», ОАО «Хлеб Кубани», Ялуторовском КХП, ОАО «Хлебоприёмное предприятие Отрешково», ООО «Бунге СНГ» филиал в Колодезном, ОАО «Элеватор» (г. Будёновск), ОАО «Усть-Лабинский КХП», ОАО «Камышинская зерновая компания», ОАО «Верхнехавский элеватор», ОАО «Ростовский зерновой терминал», ОАО «Зерновой терминал «Волга» (г.Кинешма), ОАО «Тульский КХП» и др.  Внедрение данной подсистемы позволило устранить дублирование, повысить оперативность и достоверность информации, эффективность использования зерновых и финансовых ресурсов, обоснованность управленческих решений, производительность труда.

Подсистема первичного учёта х/п используется в учебном процессе ФГОУ ВПО «Башкирский государственный аграрный университет» (БГАУ), МГУПП и НОУ ДПО «Международная промышленная академия» (МПА).

На комплексы задач учета качества хлебопродуктов в зерновой и мукомольной производственно-технологических лабораториях (УКХ ПТЛ) и учета зачистки на элеваторах и складах хлебоприемных и зерноперерабатывающих предприятий получены свидетельства об официальной регистрации программ для ЭВМ. За УКХ ПТЛ автор награждён дипломом за I место в Первом Всероссийском смотре на лучшую изобретательскую и рационализаторскую работу в мукомольно-крупяной промышленности (Москва, 2006 г.).

4. Автоматизированная система расчёта оптимальных рецептов помольных смесей (АСР ОРПС) внедрена на предприятиях: ОАО «Мурманский КХП», ОАО «Раменский КХП», ОАО «Усть-Лабинский КХП», ОАО «Элеватор», а также используется в учебном процессе БГАУ, МГУПП и МПА. За АСР ОРПС автор награждён дипломом за II место во Втором Всероссийском смотре на лучшую изобретательскую и рационализаторскую работу в мукомольно-крупяной промышленности (Москва, 2008 г.). На АСР ОРПС получено свидетельство об официальной регистрации программ для ЭВМ.

5. СППР планирования производства комбикормов внедрена в ОАО «Мурманский КХП» и позволяет оптимизировать загрузку линий комбикормового цеха.

6. Автоматизированная информационная система поддержки принятия решений по закупкам и продажам зерна (АИС ПР «Торговля зерном») внедрена в компании «Разгуляй Зерно» и позволяет оптимально планировать как отдельные сделки, так и пакеты торговых сделок на внутреннем рынке зерна.

7. Для автоматизированной системы учёта и контроля грузооборота зерна разработаны технические задания на внедрение в ОАО «Ростовский зерновой терминал», ООО «Элеватор» (Воронежская обл.) и ЗАО «Орёл Нобель Агро».

Апробация работы.  Основные результаты выполненных исследований были представлены на следующих научных конференциях, выставках и съездах: I Всероссийской научно-практической конференции (НПК) «Современные информационные технологии и системы для отраслей агропромышленного комплекса», Москва, 1999 г.; II международной научной конференции (НК) «Управление свойствами зерна в технологии муки, крупы и комбикормов», Москва, 2000 г.; Юбилейной международной НПК «Пищевые продукты XXI века», Москва, 2001 г.; IV международной НПК «ХЛЕБОПРОДУКТЫ-2002», Одесса.; VI специализированной выставке-конференции «Управление 2002 (методы, средства, технологии)», Москва; Всероссийской научно-технической конференции и выставке (НТКВ)«Качество и безопасность продовольственного сырья и продуктов питания», Москва, 2002 г.; I и II Всероссийском конгрессе зернопереработчиков и хлебопеков «Нивы России», Барнаул, 2001 г. и 2003 г.; международных выставках «Зерно – Комбикорма – Ветеринария», Москва, 2002-2006 г.г.; XI, XII, XIII и XIV международной НПК «Системный анализ в проектировании и управлении», Санкт-Петербург, 2007-2010 г.г.; I и II Всероссийской НТКВ «Высокоэффективные пищевые технологии, методы и средства для их реализации», Москва, 2003 г. и 2004 г..; III международной конференции (МК) «Управление технологическими свойствами зерна», Москва, 2005 г.; III МК «Качество зерна, муки, хлебобулочных и макаронных изделий», Москва, 2006 г.; V МК «МЕЛЬНИЦА-2007», Москва; IV МК «Лаборатория для предприятий АПК-2008», Москва.; VIII Съезде мукомольных и крупяных предприятий России, Москва, 2009г.; МК «Лаборатория для предприятий хранения, переработки зерна и хлебопекарной промышленности», Москва, 2010 г.

Публикации результатов работы. По теме диссертации опубликовано 114 научных и учебно-методических работ, в том числе 36 статей в журналах, рекомендованных ВАК, получено авторское свидетельство об изобретении и 7 свидетельств об официальной регистрации программ для ЭВМ.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 6 глав, заключения, списка литературы, перечня сокращений и приложений. Общий объем работы составляет 450 страниц. Структура работы приведена на рис.1.

Рис.1. Структура диссертационной работы

Краткое содержание работы

Во введении обоснована актуальность работы, определены цель и задачи исследования, научная новизна и практическая ценность работы.

В первой главе проведён анализ зерновых и зерноперерабатывающих предприятий и компаний (ЗПК) как объектов управления, рассмотрены основные производственные и бизнес-процессы (БП), проанализирована система управления ЗПК, охарактеризованы  известные решения по управлению производством для  предприятий и компаний, действующих на рынках зерна и продуктов его переработки, сформулирована проблема и представлена общая постановка задачи управления производством для ЗПК.

В работе ЗПК названы предприятия и их объединения, осуществляющие какие-либо из следующих операций: закупка зернового сырья, его приём, размещение, обработка, хранение и отгрузка потребителям, переработка в муку, крупу, комбикорма, другие виды продукции из зерна (отруби, растительное масло, солод и т.п.) и зерновые отходы, реализацию зерна и продуктов его переработки (или хлебопродуктов – х/п) на внутреннем и внешнем рынках.

ЗПК могут включать в себя элеваторно-складские комплексы (ЭСК), мукомольные заводы разного вида помолов, комбикормовые заводы, крупозаводы по переработке разных зерновых культур, предприятия торговли (торговые дома) и побочные производства. К ЗПК также могут быть отнесены заводы  по производству растительного масла, зерновые терминалы и др.

Для зернового бизнеса характерна высокая степень интеграции производства и управления. Организационная структура ЗПК определяется типом и степенью его интеграции в компании. Структурно-функциональная схема основных производственных процессов в ЗПК приведена на рис.1.1.

Как объект управления ЗПК характеризуется следующими чертами.

   1. Основным входным материальным потоком является зерновое сырьё, которое в России имеет большой разброс более чем по 20 показателям качества. Закупку основного сырья определяет сезонность сбора урожая. Процессы хранения, переработки и реализации х/п потребителям характеризуются относительной стабильностью в течение всего года. Основным способом стабилизации качества продукции на ЗПК является стабилизация качества входного сырьевого потока.

Рис.1.1. Структурно-функциональная схема основных

производственных процессов в ЗПК

   2. Зерно в процессе приёмки, размещения, хранения и отгрузки в зависимости от значений показателей качества формируется по партиям. Формирование крупных товарных партий по целевому назначению в соответствии с требованиями к показателям качества осуществляется из мелких, разнородных по качеству партий зерна.

   3. Производства в ЗПК являются многопоточными, многопередельными и включают ряд операций. Для перерабатывающих предприятий процессы являются непрерывными, а для ЭСК они непрерывны только в рамках операций, которые разделены во времени, поэтому особенностью ЗПК является одновременная непрерывность потока в производстве и партионная дискретность в учёте. В процессе обработки, хранения и переработки х/п изменяются их количественные и качественные показатели.

   4. ЭСК и перерабатывающие подразделения ЗПК работают по различным временным графикам, требующим согласованности.

ЗПК рассматривается как большая сложная организационно-техническая и производственно-хозяйственная система, обеспечивающая преобразование сырьевых ресурсов в готовую продукцию, полуфабрикаты и услуги.

БП для ЗПК – это определённая совокупность взаимосвязанных операций с привлечением различных ресурсов, направленных на формирование товарных партий, выработку требуемой продукции из зерна и оказание необходимых услуг по его приёму, обработке, хранению, переработке и реализации потребителям. БП может быть описан математической моделью (ММ) – функционалом и  множеством ограничений, что является основой для постановки задач управления предприятием.

Производственные  БП в ЗПК связаны с основной логистической цепочкой производственного предприятия: закупка сырья – производство – реализация и отгрузка продукции.

Управление в ЗПК рассматривается как последовательность функций, составляющих технологический цикл управления БП для достижения целей в рамках ограничений: сбор информации, учёт, контроль, регулирование, планирование, организация, целевое управление и координация.

Для реализации управления как интегративного свойства СУ необходимы ресурсы, которые ограничены и должны быть распределены эффективным образом. С этих позиций управление есть распределение ресурсов.

Управление также рассматривается как совокупность циклических действий, связанных с выявлением проблем, поиском и организацией выполнения принятых решений на двух уровнях: производственных БП и административных БП.

Управление производством на ЗПК базируется на данных (модели) первичного учёта х/п и не может существовать в отрыве от стратегического управления - верхнего уровня СУ компании, определяющего цели предприятия.

СУ компании должна учитывать основные составляющие бизнес стратегии (БС) и реализовывать их через стратегию управления. ЗПК может включать различные предприятия, обладающие общими или собственными моделями функций управления c разной степенью их автоматизации.

В настоящее время частные проблемы управления производством упираются в общую проблему недостаточной управляемости ЗПК в современных рыночных условиях, связанной с отсутствием комплексной интегрированной СУ, отвечающей следующим основным требованиям:

- подчиняться главной цели компании как системы. Цели элементов системы должны быть с ней согласованы;

- опираться на формализованные модели БП предприятия и компании;

- адаптироваться к условиям неопределённости;

- охватывать цикл функций управления для всех необходимых временных периодов на любом уровне ответственности;

- обеспечивать взаимосвязанное управление по всем звеньям основной производственной логистической цепочки и учитывать значимые возмущения от внутренних активных элементов системы и из внешней среды;

- многокритериальность управления должна обеспечивать принятие решений при любом заданном комплексе условий и ограничений.

Проведён анализ имеющихся решений по СУ для компаний данного класса. Изучены работы современных российских учёных для отрасли хранения и переработки зерна и близких отраслей: И.П.Богомоловой, В.П.Елизарова, В.И.Карпова, А.Е.Краснова, Б.В. Лукьянова, А.Ю.Машковой, И.Г.Панина, Л.И.Смоляр, Е.В.Терёшкина, В.Б.Фейденгольда, А.Ю.Шаззо и др. Рассмотрены решения по автоматизации управления, предлагаемые рядом отечественных фирм: НПФ ИнСАТ-СПб, «Малленом» (г.Самара), «ЦентрПрограммСистем» (г.Белгород), «ИНФО» (г.Москва), «АльтСофт» (г.Омск), «ИНПРО» (г.Оренбург), «Гела» (г.Воронеж), ПКФ «Информ-Сервис» (г.Азов) и др. Рассмотрены также системы ведущих западных компаний, использующих современные информационные технологии интеллектуальной обработки данных: SAP, Oracle, IBM, Microsoft, PowerSim, на базе которых российскими компаниями-интеграторами разрабатываются решения для крупных холдингов.

На основе рассмотренных подходов и решений сделан вывод, что управление производством по совокупности технологических и экономических показателей для ЗПК предпочтительнее, чем только по экономическим. С другой стороны, предлагаемые системы зарубежного производства слишком дороги, громоздки и не отвечают требованиями специфики деятельности ЗПК, а известные частные отраслевые отечественные решения не дают целостного системного эффекта для управления компанией.

Таким образом, выявлено, что для широкого класса компаний АПК РФ отсутствуют СУ, отвечающие всем указанным требованиям, поэтому необходимо и актуально создание СУП для ЗПК на основе разработки более совершенных методов и инструментов моделирования.

Производственно-хозяйственные и управленческие элементы СУ ЗПК могут быть представлены как пространство БП (c F-функционалом BP), приведенное на рис.1.2.

Общую постановку задачи исследования можно сформулировать следующим образом. С учётом статических и динамических задач цикла функций управления на всём пространстве производственных БП необходимо разработать методологию моделирования сложных систем, на основе которой создать математическое и программное обеспечение задач учёта контроля и поддержки принятия решения по планированию  производства в составе комплексной интегрированной СУП для класса ЗПК.

На основе описания и анализа объектов, функций, стратегий управления и БП для различных производств ЗПК сформулирована проблема управления и разработана функциональная модель СУП ЗПК, (рис.1.3), из которой видно, что она включает следующие основные функциональные блоки: контроль и учёт грузооборота х/п на автотранспорте (а/т); первичный учёт х/п; планирование производства и реализации х/п.