Информационное поле предприятия формируют потоки, берущие начало как внутри организации, так и вне ее. Должен ли руководитель ИТ-службы организовывать информационные потоки, текущие вне ИС? В чем совпадают и в чем отличаются программа информатизации и программа автоматизации компании? Кто и каким образом управляет программой информатизации (руководство функциональных подразделений, ИТ-директор, служба безопасности…)?

Андрей Слюсаренко,
заместитель директора отдела управленческого консалтинга ООО «TopS Business Integrator»

Такие термины, как «автоматизация» и «информатизация», «автоматизированная система» и «информационная система», сейчас во многих случаях являются взаимозаменяемыми. Однако в ряде областей это не так. Действительно, мы формально говорим об информатизации, а не автоматизации общества или государства, имея в виду проникновение информационных технологий, культуру и готовность использования и т. п. С другой стороны, применение ИТ в «новых» областях деятельности, таких, как экспериментальные исследования или инженерное проектирование, обычно рассматривается как автоматизация, при этом фокус делается на передачу части конкретных функций от человека к машине.

Однако как только речь заходит об автоматизации и информатизации в контексте систем управления предприятием, эти понятия становятся фактически тождественны. Можно, конечно, занести контакты и задачи на «желтые листочки», а потом прикрепить их к доске в определенном порядке, так, чтобы организовать в определенном смысле информационную неавтоматизированную систему, но такой пример будет в современном мире исключением.

Формально, конечно, можно проводить различия, опираясь, например, на старые ГОСТы, в которых разделяются термины «автоматизированная система» (АС) и «информационное обеспечение АС», и, соответственно, делать акценты либо на информационных аспектах, либо на технологической архитектуре. Но автоматизация управления предприятием в данном случае - это, прежде всего, решение задач сбора, категоризации, анализа, переработки и распространения информации. Соответственно, и программы информатизации/автоматизации будут совпадать - на самом деле эти вопросы логично рассматривать в рамках общей ИТ-стратегии.

Кто отвечает за разработку ИТ-стратегии? Нельзя считать, что CIO несет единоличную ответственность. Его функции состоят, прежде всего, в организации правильного взаимодействия между бизнесом и ИТ-службой и достижении консенсуса. С одной стороны, он должен четко воспринимать требования бизнеса и в соответствии с ними подстраивать деятельность ИТ-подразделений, с другой - должен являться связующим звеном и объяснять бизнес-руководителям преимущества и ограничения ИТ, которые влияют на деятельность компании. В этом плане CIO, прежде всего, отвечает за процесс разработки и реализации стратегии в целом, и уже потом - за аспекты, относящиеся исключительно к компетенции ИТ-службы, такие, например, как развитие сетевой и вычислительной инфраструктуры.

Собственно, разработка ИТ-стратегии производится на стыке бизнеса и ИТ, так что в этом процессе будут принимать участие большое число руководителей - и функциональных подразделений, обеспечивающих служб (финансы, служба качества, служба безопасности и т. п.) и ИТ-подразделений. У каждого из участников - свои функции и своя ответственность. Например, управляющий директор может быть ответственен за сбалансированность учета интересов всех бизнес-подразделений. Распределение обязанностей и степень участия во многом зависят от принятой модели управления в области ИТ (хорошо известным примером является предложенная MIT Sloan категоризация типа бизнес/ИТ-монархия, федерализм и т. п.).

Отдельные важные вопросы - это управление реализацией разработанной стратегии как набором взаимосвязанных проектов и процессов (управление программой информатизации в данном случае) и поддержка жизненного цикла разработанных документов (программ). То есть выполнение проектов и степень достижения целей должны постоянно контролироваться, а сами документы (модели, планы) периодически корректироваться с тем, чтобы обеспечить постоянное соответствие требованиям бизнеса и изменениям окружения. Обычно поддержка этих функций возлагается на специальную группу в аппарате CIO.

Возвращаясь к аспекту информатизации, отметим, что в последнее время стало актуально и даже в какой-то мере модно ставить вопрос о системах управления знаниями или даже более глобально - интеллектуальным капиталом организации. В этом смысле информатизация предприятия может рассматриваться именно как развитие данной компоненты общей информационной системы. Но сама задача управления знаниями гораздо шире: по оценкам, она «поддается автоматизации» где-то на четверть, максимум - на треть. Остальное - это использование скрытых (неявных) знаний людей, осуществление эффективных коммуникаций между ними, организация эффективной семантической интеграции. Понятно, что роль таких систем существенно зависит от специфики бизнеса организации. Поэтому в тех компаниях, где интеллектуальный капитал необходим для работы (пример - консалтинговые фирмы), часто вводится специальная должность типа CKO - Chief Knowledge Officer, который и отвечает за эти вопросы «с точки зрения содержания». В компетенцию ИТ-службы и CIO в этом случае будут входить только вопросы поддержки соответствующих систем.

Артем Глекель,
заместитель генерального директора по ИТ ОАО «Соломбальский целлюлозно-бумажный комбинат»

Давайте сначала попробуем понять, что есть информация для современной компании. Опасаюсь навлечь на себя гнев своих коллег, но считаю, что информация - это такой же ресурс, как электроэнергия или вода. Без них сегодня не может обходиться ни один современный офис, и тем более промышленное предприятие. У этих ресурсов одинаковый жизненный цикл: генерация (в случае с водой - водозабор из источника), предварительная подготовка (возможно, накопление), передача по сетям потребителю в необходимом объеме, ну и собственно сам процесс потребления. Я думаю, в недалеком будущем бизнес будет относиться к использованию информационных технологий именно как к электро- и водоснабжению. Уже сегодня при строительстве здания, ремонте офиса, организации нового производства ИТ-инфраструктура создается одновременно с другими системами жизнеобеспечения.

Информатизация из экзотики превращается в обычный инструмент бизнеса для формирования прибавочной стоимости. И как следствие, компании в меру своей ИТ-зрелости начинают задумываться - а где же границы у этой информатизации, нужно ли с ней увязывать автоматизацию технологических процессов и кто всем этим должен управлять? У себя на предприятии мы ввели термин - автоматизированная информационная система (АИС). Это организационно-техническая система, представляющая собой совокупность следующих взаимосвязанных компонентов: технических средств обработки и передачи данных, программного обеспечения, баз данных, персонала и пользователей, объединенных по организационно-структурному, тематическому, технологическому или другим признакам для выполнения автоматизированной обработки данных с целью удовлетворения информационных потребностей организации. Тут вам и автоматизация, и информатизация «в одном флаконе». Такое определение, по-моему, дает ответ сразу на все поставленные вопросы.

Любой информационный поток, который прямо или косвенно помогает бизнесу делать деньги, а бюджетным организациям - создавать важные для них ценности, должен являться частью программы информатизации.

Теперь что касается автоматизации. Надеюсь, то, что автоматизация бизнес-процессов при помощи ERP, CRM и прочих управленческих систем является частью информатизации, ни у кого не вызывает сомнений. И то, что ERP-система - это не АИС предприятия, а только одна из ее компонент - это тоже понятно. Тогда попробуем разобраться, нужно ли включать в состав АИС информационные потоки АСУ ТП, автоматизированных систем физической безопасности (СКД, видеонаблюдения) и прочих подобных систем, которые существуют или могут появиться в ближайшее время в современной компании. По своему составу все эти системы полностью подпадают под определение АИС (вычислительная техника, каналы связи, программное обеспечение и базы данных). Но их основное назначение напрямую не связано с удовлетворением информационных потребностей организации. Они должны управлять сложными и не очень процессами - регистрировать события, принимать решения и выдавать команды исполнительным устройствам. В процессе своей работы системы автоматизации накапливают в своих базах данных колоссальные объемы информации, которая после определенной обработки, несомненно, представляет интерес для бизнеса. Следовательно, информационные потоки систем автоматизации обязательно должны вливаться в единое информационное пространство компании.

Для того чтобы программы информатизации и автоматизации были согласованы, а расходы на их реализацию были оптимальны, в компании должен быть единый центр управления этой сферой деятельности. Возвращаясь к крамольному сравнению информации с электроэнергией, проведем аналогию: если за энергоснабжение единолично отвечает главный энергетик, то за удовлетворение информационных потребностей компании должен отвечать CIO. Все остальные желающие «порулить» информатизацией пусть оставят эту идею. Каждый должен заниматься своим делом.

Предприятие, на котором я работаю, имеет ярко выраженный характер непрерывного процессного производства. Ежеминутно по трубопроводам, транспортерам и электросетям происходит перемещение огромного количества различных видов ресурсов. От того, насколько эффективно расходуются эти ресурсы, зависит себестоимость выпускаемой нами продукции, прибыльность нашего бизнеса и, как итог, благосостояние работников компании. Следовательно, одной из стратегических задач предприятия является задача постоянного контроля затрат на производство и управления себестоимостью выпускаемой продукции. Решение этой задачи невозможно без создания единой автоматизированной информационной системы, пронизывающей все уровни управления предприятием (от прибора учета воды в цехе до системы многомерного анализа на компьютере финансового директора). На предприятии не должно оставаться «неоцифрованной» информации. Любая информация, так или иначе связанная с производственным циклом (от закупки сырья до продажи готовой продукции), должна регистрироваться в автоматизированной информационной системе. Создать такую систему способна только хорошо выстроенная и легко управляемая структура функционально связанных между собой подразделений. Мы у себя такую структуру создали и постепенно движемся к стратегической цели.

Желаю всем своим коллегам понять, чем ИТ могут помочь бизнесу, и исходя из этих потребностей реализовывать программы информатизации и автоматизации компании.

Александр Петров,
директор по развитию бизнеса компании «ЭпикРус»

В настоящее время вопрос о структурировании информационного поля и оптимизации информационных потоков становится еще более актуальным, так как его формирование осуществляется на основе информации из разнородных источников. Отметим, что информационное поле предприятия - понятие достаточно широкое, оно являет собой синтез внутреннего и внешнего информационных полей. Под внутренним полем мы понимаем весь внутренний документооборот предприятия (бухгалтерия, приказы и распоряжения руководителей, аналитические материалы деятельности компании). Здесь важно отметить, что качество данного поля зависит от позиции, которую занимает руководство.

Если внутреннее информационное поле формируется за счет источников, которые легко проверить на полноту и достоверность, то внешнее поле формируется из ненадежных источников. Внешняя информация недостоверна, противоречива, разнородна. Ее огромный спектр включает в себя нормативные документы федерального, регионального и местного уровней, результаты исследований от сторонних компаний, информацию от клиентов и т. д.

Оперировать внешними и внутренними потоками информации так, чтобы руководитель мог принимать стратегически верные решения и успешно вести дела компании, возможно лишь при наличии единой системы управления информацией.

Можно попытаться дать следующее определение термину «информатизация»: это совокупность технических, методических и других средств для осуществления сбора, хранения, обработки и обмена информацией. Автоматизация является лишь подмножеством информатизации и предназначена для повышения эффективности выполнения рутинных операций (начиная с автоматизированного выполнения технологических операций в производстве и заканчивая процедурами сбора, обработки и обмена информацией).

Важно заметить, что термин «программа» с точки зрения проектного подхода предполагает выполнение ряда задач, связанных общей целью: для программы информатизации - это информационное обеспечение деятельности, для программы автоматизации - это повышение эффективности.

С точки зрения западной практики, организация информационных потоков (в том числе и вне информационных систем) является одной из важнейших функций CIO. Дело в том, что CIO координирует информацию о хозяйственной деятельности предприятия, и, соответственно, кто как не он является ключевой фигурой в разработке и оптимизации бизнес-процессов. Кроме того, CIO не ограничен узкой предметной областью - в его компетенцию входит информационное обеспечение всего предприятия. Таким образом, при возникновении задачи в какой-либо конкретной предметной области (например в управлении производством) CIO является ключевым менеджером, который может комплексно оценить влияние изменений на смежные бизнес-процессы.

Возникновение позиции CIO связывают с необходимостью стратегического планирования развития информационных технологий на предприятии, а также необходимостью интерпретации запросов бизнеса в понятийный аппарат ИТ-службы. Результат его деятельности - эффективное обслуживание бизнеса ИТ-службой.

Зачастую в российской практике функцию организации информационных потоков могут выполнять самые разные руководители: технический директор, руководитель ИТ-службы, иногда - финансовый директор и др. (именно для решения данной организационной задачи).

Дмитрий Весовщук,
директор службы информационных технологий группы компаний ИКТ

Все информационные потоки, составляющие информационное поле предприятия, условно можно разделить на потоки, возникающие при выполнении технологических процессов и бизнес-процессов, и потоки управленческой информации.

Информационные потоки в рамках технологических процессов и бизнес-процессов предприятия являются неотъемлемой частью самих процессов: с одной стороны, они возникают в этих процессах, с другой - обеспечивают их надлежащее протекание. Именно наличие этих информационных потоков обеспечивает необходимую координацию действий участников процессов и формирование базовой информации для управления процессами предприятия.

Потоки управленческой информации, в основном, направлены «снизу вверх» и «сверху вниз». Наиболее важная информация о протекании технологических и бизнес-процессов предприятия фиксируется, агрегируется и аккумулируется и затем передается на более высокий уровень управления для ее интеграции, анализа и принятия управленческих решений. Принятые управленческие решения направляются к исполнителям «сверху вниз» и затем контролируются в рамках все тех же вертикальных информационных потоков.

Состав информации, возникающей и циркулирующей в информационном поле современного предприятия, обширен и разнообразен. Наряду с традиционными сведениями о технологической и финансово-хозяйственной деятельности предприятия, все большее значение приобретает такая информация, как сведения о рынке и клиентах, персонале, информация, содержащаяся в системе качества и корпоративной базе знаний и др.

Перед программами автоматизации и информатизации стоит сложная задача - построить адекватную целям, эффективную и конкурентоспособную систему управления предприятием путем автоматизации рутинных и трудновыполнимых операций и организации сбора, обработки и анализа информации.

Разделение программ автоматизации и информатизации целесообразно для крупных промышленных и государственных компаний, где функциональный, организационно-территориальный и технический объемы внедрения новых технологий велики. В данном случае эти программы могут иметь различные задачи, бюджеты и управление. На небольшом предприятии такое разделение не является оправданным, и эти программы должны быть объединены в одну программу. В любом случае - программы автоматизации и информатизации в значительной степени взаимосвязаны и должны быть хорошо скоординированными.

Безусловно, CIO должен участвовать в организации всех информационных потоков предприятия, включая и те, которые в настоящий момент протекают вне действующих на предприятии информационных систем. В пользу этого можно привести следующие доводы.

CIO наиболее полно и детально представляет картину текущего и планируемого состояния автоматизации и информатизации: какие информационные ресурсы и сервисы на предприятии имеются, как они формируются и используются, какова их стоимость, какова политика их безопасного использования. Исходя из этого, он может предложить наиболее рациональные схемы организации информационных потоков.

Потребности бизнеса, высокая конкуренция, конечные пользователи, развитие современных технологий управления выдвигают все новые и новые требования к автоматизации и информатизации. Те информационные потоки и информация, которые вчера казались мало значимыми, сегодня становятся необходимыми для построения адекватной современным потребностям системы управления предприятием. И CIO должен быть готовым обеспечить внедрение необходимых процедур работы с такой информацией в рамках общего информационного поля предприятия.

9. Автоматизация производственных процессов (Ясуки Секигучи)

Развитие производственной автоматизации в Японии

Автоматизация производственных процессов не является новой темой. Оливер Ивенс построил первую автоматическую мукомольную мельницу в 1784 г., Жозеф Мари Жаккард в 1801 г. создал автоматический ткацкий станок. Сегодня, однако, термин "производственная автоматизация" означает применение цифровых ычислительных машин и (или) коммуникационной ехники.

Автоматизация (компьютеризация) производственных процессов - это новая концепция, развитая на основе автоматизации оборудования. Автоматизация производственных процессов часто используется для мелкосерийного производства на заводах, выпускающих многие виды продукции. В этом смысле автоматизация производственных процессов - это почти то же, что и создание гибких производственных систем.

Современная производственная автоматизация началась с первого фрезерного станка с ЧПУ, о чем было объявлено Массачусетским технологическим институтом в 1952 г.

Первым станком с ЧПУ в Японии был пресс для штамповки револьверных головок фирмы "Фудзицучинки" (ныне "Фудзицу"), созданной в 1956 г.

Обрабатывающий центр - это станок с ЧПУ, оборудованный прибором автоматической смены обрабатывающего инструмента, который может совершать несколько видов операций в одном положении; его создание фирмой "Керни энд Треккер" было завершено в 1958 г.

Компьютеризованные ЧПУ появились в 70-х годах, когда микропроцессоры стали популярными и цена на микроэлементы памяти упала. ЧПУ на базе процессоров - это числовой контроллер, работающий с помощью программ, закладываемых в микропроцессор. В настоящее время почти все числовые контроллеры являются компьютеризованными. Применение микрокомпьютеров с числовым программным управлением сделало возможным осуществление различных новых контрольных функций в безлюдных производственных процессах.

Автоматизация передвижения материалов для обработки - это основная техника в автоматизации производства. В Японии иногда говорят, что гибкие производственные системы (ГПС) базируются на гибкой системе обеспечения материалами. Первая японская АУТС была произведена в 1970 г. фирмой "Дайфуку Мэшинери Уоркс", использовавшей импортированную технику. Позже более 10 предприятий стали производить автоматически управляемые транспортные средства (АУТС), хотя спрос оставался низким. Производство стало быстро расти. Согласно одному докладу общее количество отгруженных станков на конец 1981 г. было около 3 тыс. В 1969 г. в Японии появился автоматизированный товарный склад. Их быстрое распространение приходится на начало 70-х годов.

В табл. 10 даются классификация и определения промышленных роботов японской Ассоциацией робототехники. Они совпадают с классификацией японского Промышленного Стандарта. Три первых типа иногда относят к роботам низшего класса, другие рассматриваются как роботы высокого класса. Согласно данным Ассоциации, производство роботов в 1968 г. исчислялось суммой лишь 400 млн. иен в 1981 г. Этот быстрый рост начался примерно в 1975 г. Производство в 1982 г. составило около 150 млрд. иен и выросло до 180 млрд. иен в 1983 г., несмотря на трудные внешние условия.

Таблица 10. Классификация промышленных роботов на основе методов ввода информации и обучения. Примечание. Манипулятор - механизм, обрабатывающий предмет без прикосновения к последнему рабочего-оператора. Обладает двумя степенями свободы. Робот - механическая система, обладающая подвижностью, подобной живому организму, иногда в сочетании с "умственными" способностями. Действует в ответ на человеческие команды. В этом контексте "умственные функции" означают способность выполнять по крайней мере одно из следующих действий: делать вывод, управлять, приспосабливаться, учиться.

Роботы с фиксированной последовательностью операций составили около 50% общего числа и по количеству, и по стоимости. Эти роботы составили более 50% всех роботов в 1979 г. Однако их доля в стоимостном выражении стала снижаться с 1980 г. Доля роботов высокого класса стала быстро расти (30% в 1979 г., 52% в 1980 г., 59% в 1981 г.). Этот факт, кажется, представляет собой начало полномасштабного практического применения промышленных роботов, и это является причиной того, что 1980 г. называется первым годом промышленных роботов в Японии.

Гибкие сборочные роботы-манипуляторы - техника, изобретенная и созданная в Японии профессором Макино из университета Яманати, была поддержана сначала главным образом мелкими и средними компаниями, показавшими готовность инвестировать капитал в НИОКР для развития их производства.

До 1979 г. основным потребителем роботов была автомобильная промышленность. Например, в 1974 г. 44% роботов (по стоимости) были проданы предприятиям автомобильной промышленности. Отрасль промышленности, производящая электроприборы, стала крупным потребителем с 1980 г. Эти две отрасли промышленности являются двумя наиболее крупными потребителями роботов. Третьей отраслью является производство пластмассовых изделий.

Роботы низшего класса используются главным образом для сборочных операций, на конвейерных линиях массового производства точного оборудования, электрических и электронных машин, и т. д. Роботы высокого класса часто используются для сварки, в основном в автомобильной промышленности. С недавнего времени роботы высокого класса стали использоваться для сборочных операций. Ожидается, что эта тенденция будет развиваться и дальше.

Автоматизированное производство и проектирование

Автоматизация производственных процессов на заводе требует автоматизации информационных процессов, так же как и производственного оборудования. Информационные процессы на заводе могут быть разделены на два вида: на технологические (показаны слева на рис. 9.1) и экономические (показаны справа). Автоматизация производства и проектирования относится к первому виду. Ко второму относят автоматизацию делопроизводства.

Технологические информационные процессы включают серию процессов - от проектирования до производственных операций. Автоматизация первой половины этой серии процессов относится к проектированию, второй - к производству. Последние процессы начались раньше, чем техническое применение станков с ЧПУ. Научно-исследовательские работы по созданию первого языка автоматического программирования - "АПТ-1" - начались в 1951 г. Считается, что НИОКР по автоматизированному проектированию начались примерно в 1959 г. Сущность его была впервые определена в 1959 г. в проекте по автоматизированному проектированию министерством внешней торговли.

В Японии автоматизация производства также началась раньше автоматизации проектирования. Национальные языки автоматического программирования - "ФАПТ" ("Фудзицу") и "ХАПТ" ("Хитати") - были созданы уже в середине 60-х годов.

Недавно, когда компьютерное управление широко распространилось, стал применяться ввод информации в ЧПУ, и программы для ЧПУ стали использоваться без знания языка полномасштабного автоматического программирования. Это облегчает трудный процесс принятия решений в планировании операций с помощью взаимодействующего ввода информации от операторов станка. Фирмы "Фанук", "Окума" и "Мицубиси" производят около 90% контроллеров ЧПУ в Японии.

Согласно исследованию 1981 г., проведенному Ассоциацией японских менеджеров, автоматизированное проектирование уже действует на 38% из 333 компаний, ответивших на ее анкету. Ответившие были из почти всех отраслей промышленности в обрабатывающем секторе; 37% компаний либо вели подготовку к внедрению автоматизированного проектирования, либо рассматривали этот вопрос. Это свидетельствует о быстром распространении этих систем.

Внедрение станков с ЧПУ способствовало пересмотру содержания процессов и методов управления предприятиями. ЧПУ имеют родство с компьютерами, компьютеры же были необходимы для подготовки программ для ЧПУ. Таким образом, в конце 60-х годов развернулось создание производственных систем, сочетающих несколько агрегатов с ЧПУ.

Кроме развития концепций производственных систем и совершенствования техники доставки материалов, важным фактором развития ГПС является совершенствование станков. Это означает расширение (или сочетание) их функций, что проявилось в развитии концепции обрабатывающих центров, постепенно превратившихся в обрабатывающие и сборочные ячейки, ставшие основными модулями ГПС. Обрабатывающая ячейка может быть описана как небольшой автоматизированный завод, состоящий из движущихся мини-складов - накопителей (например, транспортный стеллаж), одного или двух обрабатывающих центров с автоматической сменой инструмента, магазина различных инструментов, резцов, погрузочно-разгрузочного механизма (автоматический транспортный стеллаж) и промышленного робота.

Полномасштабная автоматизация производственных процессов завода стоит больше нескольких сот миллионов иен. Автоматизация производства в один миг - очень рискованное и дорогостоящее мероприятие для мелких предприятий. Использование гибких обрабатывающих ячеек - первый шаг к автоматизации производства на мелких предприятиях. Термин ГОЯ/ГПЯ (гибкая обрабатывающая или производственная ячейка) в настоящее время широко применяется в Японии.

Термин ГПС, возможно, впервые использован для обозначения автоматической обрабатывающей системы фирмы "Керни энд Треккер" в 1971 г. Ныне он используется для обозначения автоматизированных производственных систем для мелкосерийного производства на многономенклатурных заводах.

Происходящий рост ГПС способствовал расширению безлюдных операций, таких, как контроль за процессами в опасных производствах, аварийная диагностика, исправление ошибок.

Гибкие обрабатывающие ячейки ныне широко распространены, но лишь несколько масштабных проектов нацелено на полную автоматизацию. ГПС так дороги, что для достижения высокой эффективности их использования (контрольная цифра, считают, должна быть выше 85%) необходимы огромные прибыли и инвестиции. Высокая эффективность мелкосерийного производства с широкой номенклатурой изделий может быть с трудом достигнута даже на искусно сделанной технике. Однако многие успешные ГПС опираются на простой метод типа "первым пришел - первым обслужен" (или "как раз вовремя"). Их успех, кажется, стал возможным в результате создания гибких обрабатывающих секций на основе объединения ячеек (групп) того же типа.

В станкостроении используется несколько крупномасштабных ГПС. Один тип - на заводе компании Фанук" фирмы "Фудзи" (которая начала быстро наращивать крупномасштабные ГПС). Другой тип используется, например, компанией "Мазак" и фирмой Мори Сейки". Одной из самых больших, полномасштабных ГПС является система, работающая на заводе фирмы "Мори Сейки" в Ига с октября 1982 г. Она объединяет 13 грузоподъемных кранов, большой автоматизированный товарный склад с 18 тыс. транспортных стеллажей, 16 автоматически управляемых транспортных средств; 13 обрабатывающих центров размещены в цехе площадью 46 тыс. кв. м. Здесь детали станков обрабатываются под контролем из одного центра, где заняты три оператора по сравнению с 27 работавшими раньше.

ГПС широко используются в производстве электробытовых приборов, электронике, при производстве автомобилей, строительных машин, в сельскохозяйственном машиностроении и станкостроении.

История развития автоматизации производства в Японии обобщена в табл. 11. Она показывает, что почти двадцатилетний путь развития автоматизации в США и Западной Европе был пройден Японией за 10 лет.

Анализ примеров

Рассмотрим три представительных японских проекта автоматизации производства. Один - это гигантский проект развития технологии автоматизации, осуществляемый министерством внешней торговли и промышленности. Два других проекта представляют собой успешные проекты внедрения автоматизации производства. Первый, относительно небольшой проект является хорошим примером проекта типа "от потребности к продукту". Второй - это пример крупномасштабной ГПС, созданной производителями станков частично для НИОКР новых технологий. Это проект типа "от продукта к потребности". Хотя эти проекты сильно отличаются, есть существенное сходство в подходах к достижению результата. Третий крупный проект - проект НИОКР по автоматизации производства (методология безлюдной технологии - комплекс гибких производственных систем - МБТ/КГПС). Автоматизация находится на главном направлении микроэлектронной революции. Автоматизация производства - это крупномасштабная проблема, и ее развитие может быть облегчено стимулированием и организацией различной исследовательской деятельности.

Деятельность любого промышленного предприятия, в том числе и металлургического, можно условно разделить на две части: первая - это непосредственно производственный процесс, вторая - финансово-экономическая деятельность предприятия. Требования к информационным системам по финансово-экономической деятельности не имеют, пожалуй, особой специфики для различных областей, но производственная деятельность крупного металлургического производства, включающего множество технологических циклов и потребляющего разное сырье (как исходное, так и промежуточное), всегда ставит задачу контроля технологических цепочек на всех этапах. В металлургии сбои в технологическом цикле могут иметь как тяжёлые финансовые последствия, так и приводить к крупным авариям. Соответственно контроль должен осуществляться в реальном времени и непрерывно, что выдвигает требования к производительности информационных систем, гарантии качества услуг и их надёжности. Впрочем, надёжность и защищённость систем не в меньшей степени требуются и для финансово-экономической деятельности, так как объем входящих и исходящих финансовых потоков, а также циркулирующих внутри предприятия весьма велик.

Любое более-менее серьёзное предприятие металлургической отрасли нередко представляет собой конгломерат нескольких, в известной степени независимых друг от друга, но связанных производств. В зависимости от размеров предприятия и области металлургии, в которой оно специализируется, количество этих производств может варьироваться. Относительная автономность всех производств, тем не менее подразумевает их слаженную работу и сопряжённость технологических циклов. В связи с этим необходимо создание ряда независимых друг от друга информационных систем и обеспечение их интеграционного взаимодействия друг с другом.

В мировой практике принято рассматривать комплексные системы автоматизации предприятий в виде 5-уровневойпирамиды. Структуру информационной системы крупного промышленного предприятия обычно представляют в виде пирамиды (рис.).

Рис. Уровни автоматизированной информационной системы промышленного предприятия

Исторически процесс информатизации проникал на производство с двух сторон - «сверху» и «снизу». «Сверху» (самый верхний, пятый уровень) в офисах создаются информационные структуры, отвечающие за работу предприятий в целом. Это автоматизация бухгалтерского учёта, управления финансами и материально-техническим снабжением, организацией документооборота, анализом и прогнозированием и др. Этот уровень называется планирование ресурсов производства, т.е. материальных ресурсов (MRP , Manufacturing Resource Planning), или управление всеми ресурсами предприятия (ERP , Enterprise Resource Planning) . Задачи, решаемые на этом уровне, в аспекте требований, предъявляемым к компьютерам, отличаются главным образом повышенными требованиями к ресурсам серверов.

Требуется, как правило, ведение единой интегрированной - централизованной или распределённой, однородной или неоднородной базы данных, планирования и диспетчеризация на уровне предприятия в целом, автоматизации обработки информации в основных и вспомогательных административно-хозяйственных подразделениях предприятия: бухгалтерский учёт, материально-техническое снабжение и т.п. Для решения этих задач выбирают универсальные компьютеры, а также многопроцессорные системы повышенной производительности.

Самый нижний, первый уровень представляет собой набор датчиков, исполнительных механизмов и других устройств, предназначенных для сбора первичной информации и реализации управляющих воздействий. Этот уровень называется I/O (Input/Output, ввод/вывод).

Следующий, второй уровень предназначен для непосредственного управления производственным процессом с помощью различных устройств связи с объектом (УСО), программируемых логических контроллеров (ПЛК, PLC - Programmable Logic Controller) или (и) промышленных (индустриальных) компьютеров (PC, ПК). Это уровень (Control Level - простое управление) , на котором замыкаются самые «короткие» контуры управления производством.

Уровень управления Control характеризуется следующими показателями:

• предельно высокой реактивностью режимов реального времени;
• предельной надёжностью (на уровне надёжности основного оборудования);
• функциональной полнотой взаимодействия с уровнем Input/Output;
• возможностью автономной работы при отказах комплексов управления верхних уровней;
• возможностью функционирования в сложных цеховых условиях.

Третий уровень называется SCADA (Supervisory Control and Data Acquisition - буквально, сбор данных и диспетчерское управление). На уровне (SCADA Level) осуществляется диспетчеризация систем сбора данных и оперативное управление технологическим процессом, принимаются тактические решения, прежде всего направленные на достижение стабильности процесса. Данный уровень управления должен обеспечивать:

• диспетчерское наблюдение за технологическим процессом по его графическому отображению на экране в реальном масштабе времени;
• расчёт и выбор законов управления, настроек и уставок, соответствующих заданным показателям качества управления и текущим (или прогнозным) параметрам объекта управления;
• хранение и дистанционную загрузку управляющих программ в PLC;
• оперативное сопровождение моделей объектов управления типа «агрегат», «технологический процесс», корректировку моделей по результатам обработки информации от первого уровня;
• ведение единой базы данных технологического процесса (реальное время);
• контроль работоспособности оборудования первого уровня, реконфигурацию комплекса для выбранного режима работы;
• связь с вышестоящим уровнем.

Компьютеры третьего уровня должны объединяться в локальную сеть с выходом на следующий уровень управления.

Очевидно, что первичная информация с третьего уровня должна «добираться» до пятого, верхнего уровня, уровня принятия стратегических решений. Очевидно также, что поток сырых данных, без надлежащей обработки, послужит скорее «информационным шумом» для менеджеров и экономистов. Необходимым связующим звеном выступает новый класс средств управления производством - MES (Manufacturing Execution Systems - или системы исполнения производства) . Этот уровень выполняет упорядоченную обработку информации о ходе производства продукции в различных цехах, обеспечивает управление качеством, а также является источником необходимой информации в реальном времени для самого верхнего уровня управления. Данный уровень характеризуется необходимостью решения задач оперативной упорядоченности первичной информации из цеха (группы цехов) и передачи этой информации на верхний уровень планирования ресурсов всего предприятия. Решение этих задач на данном уровне управления обеспечивает оптимизацию управления ресурсами цеха (группы цехов) как единого организационно-технологического комплекса по заданиям, поступающим с верхнего уровня, и при оперативном учёте текущих параметров, определяющих состояние объекта управления.

Заметим, что на каждом из указанных уровней промышленной информационной системы в мировой практике очень широко используются различные технические средства, программное обеспечение и модели.

Анализ задач, решаемых на нижнем уровне пирамиды информационной системы (уровень Control, см. рис.) показывает, что здесь имеется определённая взаимосвязь задач, решаемых информационными системами, с задачами автоматизированных систем управления (АСУ). Особенностью создания «цифровой нервной системы» промышленного предприятия является необходимость тесной интеграции автоматизированных систем управления технологическими процессами (АСУ ТП) и автоматизированными системами управления предприятием (АСУП). В связи с этим конкретизируем эти понятия.

В зарубежной практике типовая архитектура АСУ ТП , как правило, включает в себя следующие уровни (см. рис.):

• уровень Input/Output, т.е. непосредственного взаимодействия с технологическим объектом, на котором осуществляется сбор данных от датчиков и воздействие на технологических процесс с помощью исполнительных механизмов и регулирующих органов;
• уровень Control, на котором осуществляется непосредственное управление технологическими параметрами. На этом уровне, как мы уже отмечали, часто используются программируемые логические контроллеры - ПЛК (PLC - Programmable Logic Controllers) с открытой архитектурой или свободно программируемые контроллеры различных отечественных и зарубежных фирм;
• уровень SCADA - автоматизированного рабочего места (АРМ) оператора, включающий диспетчерскую систему сбора и управления технологическим процессом (собственно SCADA-система), компьютерные системы поддержки принятия решений. Это верхний уровень управления в системе АСУ ТП , на котором собирается необходимая информация от многих источников низшего уровня и который включает контуры управления и принятия решения не только на основе вычислительных средств, но и человека (оператора). На этом же уровне предусматривается решение задач оптимизации, прогнозирования технологического процесса. Здесь предусматривается использование мощных вычислительных ресурсов в экспертных и моделирующих системах реального времени.

Интеллектуальным ядром такой переработки информации являются математические модели технологических процессов.

Классификация моделей, соответствующая различным автоматизированным информационным системам, приведена на рис. На нижних трёх уровнях (Input/Output, Control, SCADA) находятся относительные простые инженерные модели реального времени. На уровне MES - полные и упрощенные математические модели, при этом в основу положен аналитический подход, основанный на использовании фундаментальных физических, физико-химических законов. Отметим, что именно такого классам моделей применительно к доменному производству и будет уделено основное внимание в последующих главах. На самом верхнем уровне располагаются экономико-математические модели предприятия. Такое разделение моделей, конечно же, условно и обусловлено во многом современным состоянием теории математического моделирования, имеющихся технических и программных средств, что и проиллюстрировано на рис.

Итак, использование математических моделей объектов в процессе их функционирования, является основной из характерных черт современной теории управления. Заметим, что математическое содержание проблемы управления в трудах крупных математиков получило существенное развитие. В тоже время член-корреспондент РАН А.А. Красовский совершено справедливо отмечал, что «…в развитии современной теории управления с точки зрения практики далеко не все обстоит благополучно. Классическую теорию автоматического управления в основном создавали инженеры для инженеров. Современную теорию управления создают в основном математики для инженеров и во все большей мере математики для математиков». Последнее с точки зрения практики вызывает определённое беспокойство. Главное негативное влияние на практическое внедрение методов современной теории управления оказывает масса оторванных от практических потребностей и возможностей работ, интересных в математическом отношении, но пока бесплодных в отношении современных приложений. Нельзя отрицать право на существовании математической современной теории управления как раздела математики, развивающегося по собственным законам и находящего применение по мере возникновения соответствующих потребностей. Однако такая математическая сторона современной теории управления должна быть достаточно чётко выделена по отношению к прикладной её стороне. Главная проблема заключается в принципиальном игнорировании многими математиками такого фундаментального понятия, как физическая сущность и индивидуальные особенности управляемого объекта. Если на начальном этапе развития классической теории автоматического управления, а в последующем в математической теории оптимального управления, такое абстрагирование от физического содержания несомненно было полезным с точки зрения разработки основ теории, то сегодня развитее теории управления требует возврата и учёта основополагающих свойств объекта управления, но уже на новом качественном уровне развития современной прикладной теории управления.В современной теории управления математическое содержание во многом подавляет физическое начало, формальный вычислительный подход не может быть перспективным направлением в развитии прикладной теории управления, несмотря на мощь современной вычислительной техники. Следует особо подчеркнуть, что начавшаяся ещё в конце 60-х годов «компьютерная эйфория», сводящая сложную проблему математического моделирования технологических процессов и синтеза систем управления только лишь к вычислительной мощности ЭВМ, полностью себя исчерпала. Этим, вообще говоря, во многом и завершается формально-математический этап развития теории моделирования и управления в XX веке и начинается этап развития физической теории моделирования и управления.

Несмотря на информатизацию, развитие вычислительной математики и алгоритмов идентификации, банки сертифицированных (верифицированных) математических моделей остаются слабо заполненными. Это связано с большими интеллектуальными и временными затратами для создания адекватных математических моделей сложных процессов и систем. Для новых процессов и систем высокой сложности это создаёт большие трудности, так как эти процессы и системы, как правило, не могут функционировать без управления, а математическая модель часто не может быть идентифицирована и сертифицирована без реально функционирующей системы. Методологической основой создания моделей технологических процессов является общая теория систем и системный анализ. При использовании этой методологии модель технологических процессов состоит не только из математических моделей отдельных элементов, но и математических моделей взаимодействия между элементами и внешней средой, описываемых оператором взаимодействия (взаимосвязи). Каждый элемент математической модели может иметь различную степень детализации математического описания. Важно лишь, чтобы входные и выходные параметры всех элементов модели находились во взаимном соответствии, что обеспечит получение замкнутой системы уравнений математической модели процесса в целом. В идеале математическое описание каждого элемента должно включать уравнения, параметрами которых являются только физико-химические свойства веществ. Однако получить такое фундаментальное описание свойств всех элементов, их взаимосвязей при существующем уровне знаний и исследований некоторых явлений металлургических процессов в настоящее время не всегда представляется возможным. Это связано ещё и с тем чрезвычайным усложнением математического описания свойств элементов, что оно само по себе приводит к резкому усложнению математической модели процесса в целом и, кроме того, вызывает существенные вычислительные трудности при её реализации. В связи с этим при практическом использовании описанного алгоритма на том или ином уровне детализации приходится применять и эмпирические соотношения.

Системы компьютеризированного интегрированного производства (CIM) - естественный этап развития информационных технологий в области автоматизации производственных процессов, связанный с интеграцией гибкого производства и систем управления ими. Исторически первым решением в области развития систем управления технологическим оборудованием была технология Numerical Control (NC), или числового программного управления. В основу автоматизации производственных процессов закладывался принцип максимально возможной автоматизации, почти полностью исключающей участие человека в управлении производством. Первые системы прямого числового программирования (Direct Numerical Control - DNC) позволяли компьютеру передавать данные программы в контроллер станка уже без участия человека. В условиях динамичных производств станки и агрегаты с жесткой функциональной структурой и компоновкой заменяются на гибкие производственные системы (Flexible Manufacturing System - FMS), а позже - на реконфигурируемые производственные системы (Reconfigurable Manufacturing System - RMS). В настоящее время ведутся работы по созданию реконфигурируемых производств и предприятий (reconfigurable enterprises).

Развитие компьютерного управления производством было реализовано в нескольких областях управления, таких как планирование производственных ресурсов, учет, маркетинг и продажи, а также в области развития технологий, поддерживающих интеграцию CAD/CAM/CAPP-систем, обеспечивающих техническую подготовку производства. Информационные системы этого класса существенно отличались от систем автоматизации в технических системах, трудно формализуемые и неформализуемые задачи управления производством, преобладающие в сложных производственно-экономических системах, не могли быть решены без участия человека. Полный потенциал компьютеризации в производственных системах не может быть получен, когда все сегменты управления производством не интегрированы. На практике это поставило задачу общей интеграции производственных процессов с другими информационными системами управления предприятием. Возникла потребность в возможности передачи данных через различные функциональные модули системы управления производством, объединении основных компонентов интегрированной автоматизированной системы управления производством. Понимание этого привело к появлению концепции компьютеризированного интегрированного производства (CIM), реализация которой потребовала развития целой линейки компьютерных технологий в системах управления производством на основе принципов интеграции.

Основное различие между комплексной автоматизацией производства и компьютеризированным интегрированным производством заключается в том, что комплексная автоматизация касается непосредственно технических производственных процессов и работы оборудования. Автоматизированные системы управления производственными процессами предназначены для выполнения сборки, обработки материалов и контроля производственных процессов практически без участия человека. CIM включает в себя использование компьютерных систем для автоматизации не только основных (производственных), но и обеспечивающих процессов, таких как, например, информационные, процессы управления в финансово-экономической области, процессы принятия проектных и управленческих решений.

Концепция компьютеризированного интегрированного производства (CIM) подразумевает новый подход к организации и управлению производством, новизна которого состоит не только в применении компьютерных технологий для автоматизации технологических процессов и операций, но и в создании интегрированной информационной среды для управления производством. В концепции CIM особую роль играет интегрированная компьютерная система, ключевыми функциями которой является автоматизация процессов проектирования и подготовки производства изделий, а также функции, связанные с обеспечением информационной интеграции технологических, производственных процессов и процессов управления производством.

Компьютеризированное интегрированное производство объединяет следующие функции:

• проектирование и подготовку производства;
• планирование и изготовление;
• управление снабжением;
• управление производственными участками и цехами;
• управление транспортными и складскими системами;
• системы обеспечения качества;
• системы сбыта;
• финансовые подсистемы.

Таким образом, компьютеризированное интегрированное производство охватывает весь спектр задач, связанных с развитием продукта и производственной деятельности. Все функции осуществляются с помощью специальных программных модулей. Данные, необходимые для различных процедур, свободно передаются от одного программного модуля к другому. В CIM используется общая база данных, которая позволяет с помощью интерфейса обеспечивать доступ пользователя ко всем модулям производственных процессов и связанных с ним бизнес-функций, которые интегрируют автоматизированные сегменты деятельности или производственного комплекса. При этом CIM снижает и практически исключает участие человека в производстве и тем самым позволяет ускорить производственный процесс и снижает коэффициент сбоев и ошибок.

Существует немало определений CIM. Наиболее полное из них - определение Ассоциации компьютерных автоматизированных систем (CASA/ SEM), разработавшей концепцию компьютеризированного интегрированного производства. Ассоциация определяет CIM как интеграцию общего производственного предприятия с управленческой философией, которая улучшает организационную и кадровую эффективность . Дэн Эпплтон, президент Dacom Inc., рассматривает CIM как философию управления производственным процессом .

Компьютеризированное интегрированное производство рассматривается как целостный подход к деятельности производственного предприятия в целях оптимизации внутренних процессов. Этот методологический подход применяется ко всем видам деятельности: от проектирования продукта до сервисного обслуживания на комплексной основе с использованием различных методов, средств и технологий для того, чтобы добиться улучшения производства, снижения затрат, выполнения плановых сроков поставки, улучшения качества и общей гибкости в производственной системе. При таком целостном подходе экономические и социальные аспекты имеют такое же значение, как технические аспекты. CIM также охватывает смежные области, в том числе автоматизирует процессы общего управления качеством, реинжиниринга бизнес-процессов, параллельного проектирования, документооборота, планирования ресурсов предприятия и гибкого производства.

Динамическая концепция производственного предприятия с точки зрения развития систем компьютеризированного интегрированного производства рассматривает производственную среду компании как совокупность аспектов, включая:

• особенности внешней среды предприятия. Рассматриваются такие характеристики, как глобальная конкуренция, забота об окружающей среде, требования к системам управления, сокращение цикла производства продукции, инновационные способы производства изделий и необходимость быстрого реагирования на изменения внешней среды;
• поддержку принятия решений , что определяет необходимость углубленного анализа и применения специальных методов для принятия эффективных управленческих решений. Для того чтобы оптимально распределить инвестиции и оценить эффект от внедрения сложных систем в виртуальном территориально-распределенном производстве, компания должна нанимать высококвалифицированных специалистов - группу поддержки принятия решений. Такие специалисты должны принимать решения, основываясь на данных, получаемых из внешней среды и из производственной системы, используя подходы к решению слабоструктурированных задач;
• иерархичность. Все процессы управления в производственной системе разбиваются по сферам автоматизации;
• коммуникационный аспект. Отражает необходимость в обмене данными между различными системами и в поддержании глобальных коммуникационных и информационных связей как по каждому контуру управления, так и между различными контурами;
• системный аспект , который отражает саму систему компьютерноинтегрированного производства как инфраструктуру, лежащую в основе сознания единой компьютерно-интегрированной среды предприятия.

Практический опыт создания и эксплуатации современных CIM показывает, что система CIM должна охватывать процессы проектирования, изготовления и сбыта продукции. Проектирование должно начинаться с изучения конъюнктуры рынка и кончаться вопросами доставки продукции потребителю. Рассматривая информационную структуру CIM (рис. 2.4), можно условно выделить три основных, иерархически связанных между собой уровня. К подсистемам CIM верхнего уровня относятся подсистемы, выполняющие задачи планирования производства. Средний уровень занимают подсистемы проектирования производства. На нижнем уровне находятся подсистемы управления производственным оборудованием.

Рис. 2.4.

Различают следующие основные компоненты информационной структуры CIM.

• 1. Верхний уровень (уровень планирования ) :
  • PPS (Production Planning Systems) - системы планирования и управления производством;
  • ERP (Enterprise Resource Planning) - система планирования ресурсов предприятия;
  • MRP II (Manufacturing Resource Planning) - система планирования потребностей в материалах;
  • CAP (Computer-Aided Planing) - система технологической подготовки;
  • САРР (Computer-Aided Process Planning) - автоматизированная система проектирования технологических процессов и оформления технологической документации;
  • AMHS (Automated Material Handling Systems) - автоматическая система перемещения материалов;
  • ASRS (Automated Retrieval and Storage Systems) - автоматизированная складская система;
  • MES (Manufacturing Execution System) - система управления производственными процессами;
  • AI, KBS, ES (Artificial Intelligence/Knowledge Base Systems/Expert Systems) - системы искусственного интеллекта/системы баз знаний/экс- пертные системы.
• 2. Средний уровень (уровень проектирования изделия и производства)-.
• PDM (Project Data Management) - система управления данными об изделиях;
• CAE (Computer-Aided Engineering) - система автоматизированного инженерного анализа;
• CAD (Computer-Aided Design) - система автоматизированного проектирования (САПР);
• САМ (Computer-Aided Manufacturing) - автоматизированная система технологической подготовки производства (АСТПП);
• модификации указанных выше систем - интегрированные технологии CAD/CAE/CAM;
• ETPD (Electronic Technical Development) - система автоматизированной разработки эксплуатационной документации;
• IETM (Interactive Electronic Technical Manuals) - интерактивные электронные технические руководства.
• 3. Нижний уровень {уровень управления производственным оборудованием)-.
• CAQ (Computer Aided Quality Control) - автоматизированная система управления качеством;
• SCADA (Supervisory Control And Data Acquisition) - диспетчерское управление и сбор данных;
• FMS (Flexible Manufacturing System) - гибкая производственная система;
• RMS (Reconfigurable Manufacturing System) - реконфигурируемая производственная система;
• CM (Cellurar Manufacturing) - автоматизированная система управления производственными ячейками;
• AIS (Automatic Identification System) - система автоматической идентификации;
• CNC (Computer Numerical Controlled Machine Tools) - числовое программное управление (ЧПУ);
• DNC (Direct Numerical Control Machine Tools) - прямое числовое программное управление;
• PLCs (Programmable Logic Controllers) - программируемый логический контроллер (Г1ЛК);
• LAN (Local Area Network) - локальная сеть;
• WAN (Wide Area Network) - распределенная сеть;
• EDI (Electronic Data Interchange) - электронный обмен данными.

Почти все современные производственные системы реализуются сегодня

с помощью компьютерных систем. Основные области, автоматизируемые системами класса CIM, подразделяют на следующие группы.

• 1. Планирование производственных процессов :
  • планирование ресурсов предприятия;
  • планирование выпуска продукции;
  • планирование потребностей в материалах;
  • планирование продаж и операций;
  • объемно-календарное планирование;
  • планирование потребности в производственных мощностях.
• 2. Проектирование изделия и производственных процессов :
  • получение проекта для различных конструкторских решений;
  • выполнение необходимых функций на различных этапах подготовки производства:
    • - анализ чертежей конструкции,
    • - моделирование изготовления,
    • - отработка технологических звеньев предприятия,
    • - определение правил изготовления для каждого конкретного задания на каждом рабочем месте;
  • решение задач проектирования с учетом факторов, связанных с решением задач организации производства и управления;
  • разработка конструкторской документации;
  • разработка технологических процессов;
  • проектирование средств технологического оснащения;
  • временное планирование производственного процесса;
  • принятие в процессе проектирования наиболее рациональных и оптимальных решений.
• 3. Контроль производственных процессов :
  • входной контроль сырья;
  • диспетчерское управление и сбор данных;
  • контроль процесса производства;
  • контроль готового изделия по окончанию производственного процесса;
  • контроль продукции при эксплуатации.
• 4. Автоматизация процессов производства :
  • основных - технологические процессы, в ходе которых происходят изменения геометрических форм, размеров и физико-химических свойств продукции;
  • вспомогательных - процессы, которые обеспечивают бесперебойное протекание основных процессов, например, изготовление и ремонт инструментов и оснастки, ремонт оборудования, обеспечение всеми видами энергий (электрической, тепловой, пара, воды, сжатого воздуха и т.д.);
  • обслуживающих - процессы, связанные с обслуживанием как основных, гак и вспомогательных процессов, но в результате которых продукция не создается (хранение, транспортировка, технический контроль и т.д.).

В рамках методологического подхода к компьютеризированному интегрированному производству выделяют следующие его основные функции:

• а) закупки;
• б) поставки;
• в) производство:
  • планирование производственных процессов,
  • проектирование изделия и производства,
  • автоматизация управления производственным оборудованием;
• г) складская деятельность;
• д) управление финансами;
• е) маркетинг;
• ж) управление информационно-коммуникационными потоками.

Закупки и поставки. Отдел закупок и поставок отвечает за размещение

заказов на поставку и следит, обеспечивается ли качество поставляемой поставщиком продукции, согласовывает детали, договаривается об осмотре товара и последующей поставке в зависимости от производственного графика для последующего снабжения производства.

Производство. Организуется деятельность производственных цехов но производству продукта с дальнейшим пополнением базы данных информацией о производительности, используемом производственном оборудовании и состоянии выполненных производственных процессов. В С1М осуществляется программирование ЧПУ на основе автоматизированного планирования производственной деятельности. Важно то, что все процессы должны контролироваться в режиме реального времени, учитывая динамичность расписания и актуальную изменяемую информацию о продолжительности изготовления каждого из изделий. Например, после прохождения продукции через единицу оборудования система передает в базу данных его технологические параметры. В системе CIM единица оборудования - это то, что управляется и конфигурируется компьютером, например, станки с ЧПУ, гибкие производственные системы, роботы, управляемые компьютерами, системы обработки материалов, системы сборки с компьютерным управлением, гибкие автоматизированные системы контроля. Отдел планирования производственного процесса принимает параметры изделия (спецификации) и производства, введенные отделом проектирования, и формирует производственные данные и информацию для разработки плана по производству продукции с учетом состояния и возможностей производственной системы.

Планирование включает в себя несколько подзадач, касающихся потребностей в материалах, производственных мощностей, инструментов, рабочей силы, организации технологического процесса, аутсорсинга, логистики, организации контроля и т.д. В системе CIM процесс планирования учитывает как издержки производства, так и возможности производственного оборудования. Также CIM предоставляет возможность изменения параметров для оптимизации производственного процесса.

Отдел проектирования устанавливает начальную базу параметров для производства предлагаемого продукта. В процессе проектирования система собирает информацию (параметры, размеры, особенности продукта и др.), необходимую для изготовления продукта. В системе CIM это решается возможностью геометрического моделирования и автоматизированного проектирования. Это помогает оценить требования к продукту и эффективность его производства. Процесс проектирования предотвращает затраты, которые могли бы быть понесены в реальном производстве в случае неправильной оценки производственных возможностей оборудования и неэффективной организации производства.

Управление складом включает в себя управление хранением сырья, комплектующих, готовой продукции, а также их отгрузку. В настоящее время, когда аутсорсинг в логистике очень развит и есть необходимость поставки компонентов и изделий «точно в срок», система CIM особенно необходима. Она позволяет оценить время поставки, загруженность склада.

Финансы. Основные задачи: планирование инвестиций, оборотного капитала, контроль денежных потоков, реализация поступлений, учета и распределения средств являются основными задачами финансовых отделов.

Маркетинг. Отделом маркетинга инициируется потребность в определенном продукте. CIM позволяет описать характеристики продукта, проекцию объема производства к возможностям производства, необходимые для производства объемы выпуска продукта и стратегию маркетинга продукта. Также система позволяет оценить производственные затраты на определенный продукт и оценить экономическую целесообразность его производства.

Управление информационно-коммуникационными потоками. Управление информацией является, пожалуй, одной из главных задач в CIM. Оно включает в себя управление базами данных, коммуникации, интеграцию производственных систем и ИС управления.

Старая экономическая модель предприятия противоречит современным тенденциям развития производственных предприятий. В нынешнем конкурентном мировом рынке выживание любой отрасли зависит от умения завоевать клиента и своевременно выводить на рынок продукцию высокого качества, и производственные компании не являются исключением. Любая производственная компания стремится непрерывно снижать стоимость продукта, сокращать затраты на производство, чтобы оставаться конкурентоспособной в условиях глобальной конкуренции. Кроме того, существует необходимость постоянного улучшения качества и уровня эксплуатации изготавливаемой продукции. Другим важным требованием выступает время доставки. В условиях, когда любое производственное предприятие зависимо от внешних условий, в том числе аутсорсинга и длинных цепочек поставок, возможно, с пересечением международных границ, задача постоянного сокращения сроков выполнения заказов и доставки является действительно важной задачей. CIM представляет собой высокоэффективную технологию для достижения основных задач управления производством - повышения качества продукции, уменьшения стоимости и времени изготовления продукта, а также повышения уровня логистического сервиса. CIM предлагает интегрированные ИС для удовлетворения всех этих потребностей.

От внедрения CIM ожидают экономических эффектов:

• увеличения коэффициента использования оборудования и снижения накладных расходов;
• значительного уменьшения объемов незавершенного производства;
• сокращения затрат на рабочую силу, обеспечения «безлюдного» производства;
• ускорения сменяемости моделей выпускаемой продукции в соответствии с требованиями рынка;
• сокращения сроков поставок продукции и повышения ее качества.

Внедрение ОМ дает ряд преимуществ, экономический эффект от внедрения обеспечивается за счет:

• увеличения производительности труда конструкторов и технологов;
• сокращения запасов;
• сокращения затрат на продукт;
• сокращения отходов и количества брака;
• улучшения качества;
• сокращения длительности циклов производства;
• минимизации числа ошибок конструирования - повышения точности проектирования;
• визуализации процедур анализа сопряжений элементов изделий (оценка собираемости);
• упрощения анализа функционирования изделия и сокращения количества испытаний опытных образцов;
• автоматизации подготовки технической документации;
• стандартизации проектных решений всех уровней;
• повышения производительности процесса проектирования инструмента и оснастки;
• уменьшения числа ошибок при программировании изготовления на оборудовании с ЧПУ;
• обеспечения задач технического контроля сложных изделий;
• изменения корпоративных ценностей и работы с персоналом в производственной компании; обеспечения более эффективного взаимодействия между инженерами, конструкторами, технологами, руководителями различных проектных групп и специалистов по системам управления на предприятиях;
• увеличения гибкости в производстве для достижения немедленного и быстрого реагирования на изменение продуктовых линеек, технологий управления производством.

Недостатком CIM является отсутствие четкой методологии внедрения и сложность оценки эффективности от внедрения CIM и создания решений по интеграции, связанных с высокими первоначальными инвестициями в крупномасштабные проекты информатизации на производственных предприятиях.

• Laplante Р. Comprehensive dictionary of electrical engineering. 2nd ed. Boca Raton, Florida:CRC Press, 2005. P. 136.
• Ibid.

Прогнозируемый на 70-е годы так называемый «информационный барьер» удалось преодолеть широким внедрением в управление организациями различных технических средств, в том числе компьютеров и средств связи. Если бы этого сделать не удалось, то произошла бы потеря управляемости организациями, что существенно снизило бы эффективность их работы. Информационный барьер должен был возникнуть из-за быстрого роста объемов информации, которую необходимо было обрабатывать для принятия решений и повышения требований к оперативности принятия решений. Управляемые процессы в организациях становились все более динамичными и это требовало уменьшить шаг принятия решений с одной стороны, а с другой стороны из-за роста объемов информации время ее обработки увеличивалось. И когда шаг принятия решений становился меньше времени ее обработки и происходила потеря управляемости.

Для снижения времени обработки информации и тем самым восстановления управляемости необходимо было использовать технические средства и в первую очередь компьютеры.

Однако необходимо отметить, что наше время характеризуется широким использованием компьютеров, средств связи и новых информационных технологий не только в управлении сложными организациями, но и во всех других сферах человеческой деятельности и этот процесс называется информатизацией. Цель информатизации - построение информационного общества. Долгое время не могли найти название тому этапу развития человечества, который бы следовал за этапом индустриального общества. Одно время его называли постиндустриальным, но такое название неудачно, так как оно не отображает специфики этого этапа развития.

Характерными чертами информационного общества является следующие:

1. Более 50% взрослого населения заняты работой с информацией в различных сферах деятельности (экономике, политике, религии, издательстве, науке и т.д.)

2. Осуществляется переход к наукоемким производствам.

3. Особая роль отводится образованию.

Информатизация дает новое качество информационному обеспечению деятельности людей, приводит к структурным изменениям, изменениям социально-экономических отношений, улучшает качество жизни людей (многие люди могут работать дома, получая информацию через вычислительные сети и персональные компьютеры), в том числе женщины, имеющие маленьких детей, студенты, работающие с библиотечными фондами и т.д.

Развитые страны придают информатизации наивысшие приоритеты, подчиняют этой цели основные ресурсы и усилия. И достигли уже значительных результатов.

Информационная индустрия США включает более 1000 фирм. Одной из самых больших является компания Telelase System, основанная в 1984 году и состоящая из 19 дочерних компаний.

Эта компания обслуживает 850 млн. потребителей информации (корпорации, профессионалы, домашние пользователи, студенты, библиотеки, правительство). Информационная сеть компании содержит 900 баз данных. Актуальность данных о выпускаемой продукции в этих базах - месяц, о ценах на товары - сутки, о ценах акций - 20 минут. Одновременно сеть может обслуживать до 100 пользователей. Одна из дочерних компаний явлется создателем методов расчета рейтинга кредитоспособности - основного показателя жизнестойкости любого предприятия. Эта компания обеспечивает доступ к сети 18 миллионам бизнесменов из 100 стран мира. В базе данных 9 миллионов американских фирм и более 20 тысяч европейских.

Те преобразования, которые осуществляются в нашей стране, конечно же, требуют нового качества информационного обеспечения во всех сферах жизни нашего общества и особенно в экономике.

Поскольку отставание наше в этой области существенно, информатизацию необходимо проводить в ускоренных темпах. Кое-что правительство делает в этом направлении. Решением правительства создан фонд информатизации, академия информатизации. Правительство поставило задачу перед этими организациями осуществлять информатизацию не за счет государства, а за счет и на средства субъектов экономической деятельности (банков, фирм, предприятий). Государство же должно создавать необходимые условия и заинтересованность. Есть уже и результаты, но они явно недостаточны.

Одним из важнейших направлений информатизации является создание автоматизированных систем (АС). АС представляют собой наиболее эффективную форму использования компьютеров, средств связи и новых информационных технологий.

В зависимости от сферы автоматизируемой деятельности АС разделяются:

· автоматизированные систему управления (АСУ)

· системы автоматизированного проектирования (САПР)

· автоматизированные системы научных исследований (АСНИ)

· автоматизированные системы обработки информации (АСОИ)

· автоматизированные системы технологической подготовки информации (АСТПП)

· автоматизированные системы контроля и испытаний (АСК).

В управлении организациями используются системы первого вида - АСУ.

К ним относятся:

n автоматизированные системы управления предприятием (АСУП)

n автоматизированные системы управления НИИ (КБ) - АСУ НИИ(КБ)

АСУ НИИ (КБ) предназначаются для автоматизированного управления научными исследованиями и конструированием изделий.

Целью функционирования АСУ этого вида является сокращение сроков проведения НИОКР, улучшения использования финансовых, трудовых и материальных ресурсов НИИ и КБ.

В деятельности НИИ (КБ) можно выделить несколько направлений, каждому из которых должен соответствовать ряд функциональных подсистем, входящих в состав АСУ НИИ (КБ) (См. табл. 21)