книги из ГПНТБ / Мироносецкий Н.Б. Экономико-математические методы календарного планирования

Н. Б. МИРОНОСЕЦКИЙ

Экономикоматематические методы календарного планирования

ИЗДАТЕЛЬСТВО «НАУКА» • СИБИРСКОЕ ОТДЕЛЕНИЕ

ных условий. Значительное внимание уделено проблемам адаптации пред­ лагаемых методов решения задачи реальным условиям современного промышленного производства. Описываемые методы поиска решения

разработаны алгоритмы решения календарной задачи, основанные на идеях методов Монте-Карло. На основе предлагаемой статистической модели объекта (цеха, участка) разработана методика исследования устойчивости заданного календарного графика; прогнозирования «узких мест» в цехе при смене производственной программы; оценки различных методов ликви­ дации узких мест и др.

Книга рассчитана прежде всего на создателей АСУ, работников научноисследовательских институтов, студентов и аспирантов экономических вузов.

г , 0185—1517 „ М 0 4 2 ( 0 2 ) - 7 3 2 1 8 - 7 3

© И з д а т е л ь с т в о «Наука», 1973.

ВВЕДЕНИЕ

Планирование на социалистическом промышленном пред­ приятии представляет собой один из важнейших этапов мно­ гоуровневой системы народнохозяйственного планирования. Промышленное предприятие — основное звено социалистиче­ ской промышленности, поэтому качество планирования и уп­ равления на предприятии имеет огромное значение. В Дирек­ тивах XXIV съезда КПСС по пятилетнему плану говорится: «Особое внимание во всех звеньях хозяйственной системы — будь то предприятие, объединение, министерство или Гос­ план — необходимо уделять оптимальности принимаемых ре­ шений»*.

стической экономики: от АСУ предприятием до общегосудар­ ственной автоматизированной системы управления.

Известно, что затраты на создание АСУ весьма значитель­ ны, но, как показывает опыт, экономически эффективна уже начальная стадия перехода предприятия на режим управле­ ния с помощью автоматизированной.системы. Это достигается благодаря упорядочению и своевременной выдаче информа­ ции для принятия решений.

После перехода предприятия на стационарный режим управления с помощью АСУ наступает вторая и основная стадия реализации преимуществ новой системы управле­ ния. При этом источником экономической эффективности становится принятие и реализация оптимальных решений в планировании и управлении производством. Особенно воз­ растает роль оперативно-календарного планирования.

В связи с этим встают новые актуальные задачи по совер­ шенствованию экономико-математических методов, по внедре­ нию этих методов в практику внутризаводского календарного планирования, по разработке более совершенных оптимиза-

* Материалы X X I V съезда КПСС . М., 1971, с. 174.

3

ционных моделей внутризаводского оперативно-календарного планирования.

Задачи оперативно-календарного планирования известны давно, но только появление электронных цифровых вычис­ лительных машин (ЦВМ) и современных экономико-матема­

решена в математически строгом смысле только в простейших постановках (для одного — трех станков и произвольного числа деталей). Для других задач этого класса точных ме­ тодов решения, существенно отличных по числу операций от полного перебора, пока нет.

Развитие математического программирования позволило подойти к задачам оперативно-календарного планирования с новым арсеналом средств и методов, но и это по ряду обстоятельств не продвинуло вперед решение проблемы.

Из-за отсутствия точных методов стали использоваться различного рода приближенные эвристические алгоритмы от простейших, имитирующих известные правила традиционного метода текущего распределения работ, до сложных конструк­ ций, учитывающих многообразную оперативную информацию о состоянии производственного процесса и о возможных результатах рекомендуемых решений. В основе эвристиче­ ских алгоритмов лежат различные принципы: направленный перебор, выделение множества планов, перспективных на оптимум, построение функций приоритета и др.

Вследствие разнообразия производственных условий число постановок задач календарного планирования очень велико, поэтому вряд ли можно надеяться на построение некоего универсального приближенного алгоритма решения. Для оп­ ределенных классов задач приходится разрабатывать спе­ циализированные алгоритмы.

Следует заметить, что создание приближенного алгоритма решения задачи календарного планирования — алгоритма, генерирующего календарные графики, которые по термино­ логии исследования операций можно назвать «хорошими»,— сложная и трудоемкая задача. Для построения эффективного эвристического алгоритма и его внедрения в практику пла­ нирования требуется напряженная исследовательская работа в несколько человеко-лет. Это объясняется тем, что нет об­ щей теории и методологии построения эвристических алгорит­ мов и, в частности, алгоритмов календарного планирования, а также тем, что постановки календарных задач включают значительное разнообразие производственных условий.

Весьма многообещающей является идея построения алго­ ритмов как системы обособленных операторов или процедур, реализованных на ЦВМ с соблюдением определенных требо­ ваний стандартизации. Такие стандартизованные подпро-

4

граммы получили название программных модулей, или, крат­ ко, модулей. Создание алгоритмов как системы модулей имеет ряд преимуществ.

Во-первых, при работе над новым алгоритмом можно ис­ пользовать значительное число уже разработанных программ-

ских языков, эффективных при реализации того или иного модуля. Наконец, преимущество методики и в том, что она позволяет привлекать к разработке стандартных модулей широкий круг специалистов.

В конечном счете, построение модулярных алгоритмов приводит к резкому снижению трудовых затрат при создании рабочих программ генерации календарных графиков.

Попытки оптимизации оперативных календарных плановграфиков вне рамок АСУ возможны только в эксперимен­ тальном порядке и на малом числе производственных объек­ тов. Как будет видно из постановки задачи, приведенной , в первой главе книги, для рабочих календарных графиков требуется большая исходная оперативная информация о со­ стоянии производственного объекта, причем объем исходных данных резко увеличивается при возрастании точности кален­ дарного планирования. Поэтому только автоматизированные системы планирования и управления промышленными пред­ приятиями позволяют реализовать в оперативном режиме составление и обновление на ЦВМ календарных планов-гра­ фиков выпуска продукции для всех участков на основе ком­ плекса программ и системы информации.

Оптимизация календарного графика, как правило, усили­ вает регламентацию работ и понижает помехоустойчивость календарного плана. Всякое существенное нарушение хода производственного процесса (заболевание рабочего, выход из строя станка и др.) влечет за собой необходимость нового решения задачи календарного планирования и выдачу нового графика. Если такие пересчеты календарного графика прово-, дятся слишком часто, они могут дезориентировать руковод- j ство цеха в прогнозировании выполнения производственной! программы. Эффективным средством защиты от этого служит предоставление цеху, наряду с оперативным календарным графиком, информации о сроках выпуска деталей, как это

i сделано в АСУ «Барнаул».

При реализации задач оперативно-календарного планиро­ вания для производственных объектов (цехов, участков) воз­ никает еще одна трудность. Известно, что производственная программа среднего по величине цеха машиностроительного

5

вать тот факт, что недостатки нормирования порождают су­ ществование «выгодных» и «невыгодных» деталей. В алгорит­ мах оперативно-календарного планирования учет этого фак­ тора-— весьма сложная и дорогостоящая процедура с точки зрения рационального использования ресурсов ЦВМ.

В литературе известны теоретические попытки введения проблемы «выгодных» и «невыгодных» деталей в едлный алгоритм календарного планирования, однако, нет сведений об успешной реализации таких алгоритмов в практике завод­ ского планирования. Более плодотворным представляется путь, когда к решению проблемы «выгодных» и «невыгодных» деталей привлекается опыт коллектива и, в первую очередь, опыт мастеров и начальников участков. Основываясь на ориентирах, выданных ЦВМ, мастер всегда имеет возмож­ ность распределить работы должным образом. Понятно, что эта проблема «выгодных» и «невыгодных» деталей времен­ ная, но игнорировать ее, тем не менее, нельзя.

Успешное применение методики дифференциации деталей производственной программы во многом зависит от удачного распределения деталей по трем приоритетным группам. Здесь формализованные алгоритмы работают только на первом этапе, когда, например, определяется частота попадания дета­ лей в число дефицитных (возможны и другие процедуры начального предварительного распределения деталей по группам). Окончательное решение принадлежит экспертам. Основная работа по группировке деталей выполняется в на­ чале года или при существенном обновлении производствен­ ной программы. Незначительная корректировка групп дета­ лей осуществляется периодически для учета динамики про­ изводственного процесса.

Дифференцированный подход можно применить и к обо­ рудованию цеха, включая в постановку календарной задачи для первой группы-деталей только наиболее загруженное или ведущее технологическое оборудование. Но этот подход нуж­ дается в дополнительной экспериментальной проверке.

Структура книги обусловлена ее прикладной направлен­ ностью. Прежде всего рассматривается задача календарного планирования для предприятий мелкосерийного и серийного типов производства. Экономико-математическая постановка задачи в значительной мере обобщена: задача сформулиро­ вана в результате широкого круга исследований производст­ венных условий и степени влияния этих условий на опера­ тивно-календарные планы-графики. В формулировке задачи отражены наиболее существенные и типичные условия. Для этой задачи приведен алгоритм оптимизации, основанный на исчислении динамических показателей приоритета для всех партий деталей и единиц оборудования, участвующих в за­ даче; основные процедуры алгоритма построены на идеях

8