В настоящее время информатизации общества уделяется огромное внимание. Активно идет процесс перестройки экономики на базе научно-технического прогресса на самых его перспективных направлениях. Современный уровень развития компьютерной техники сделал возможным обработку первичных документов, учетных данных, ведение счетов, формирование отчетности с помощью компьютерных технологий. Прежде всего необходимо рассмотреть базовые понятия автоматизации.

Под информацией (от лат. «information») – это сведения, знания, сообщения, уведомления. т.е. нечто присущее только человеческому сознанию и общению. В широком смысле информация – это сведения, знания, сообщения, являющиеся объектом хранения, преобразования, передачи .

Информация обладает не только количеством, но и содержанием (смыслом) и ценностью. Под информационным ресурсом понимают:

1. Данные, преобразованные в форму, которая значима для предприятия.

2. Данные значимые для управления предприятием.

Информационные ресурсы представлены в документах массивов информации на машинных носителях, архивах библиотеках.

Одной из важнейших разновидностей информации является экономическая информация - совокупность сведений в сфере экономики, которые необходимо фиксировать, передавать, хранить, преобразовывать и использовать для осуществления функций управления учреждением и его отдельными звеньями. Количество экономической информации следует понимать, как меру устранения неопределенности знаний об объекте.

Экономическая информация фиксируется, в основном, в обычных первичных и сводных документах, являющихся носителями ее определенных совокупностей.

Тот объем экономической информации, который отражает только одну сторону хозяйственной деятельности предприятия, например, состояние расчетов с поставщиками, реализацию и т. д., другими словами, множество данных, с каким-либо однородным признаком, носит название информационной совокупности или массива.

Информационные совокупности различных сторон хозяйственной деятельности предприятия организуются в оперативные, бухгалтерские, статистические и плановые подсистемы, которые в свою очередь объединяются в информационную систему предприятия. Информационная система отдельного предприятия будет являться подсистемой информационной системы вышестоящей организации.

Использование информации состоит обычно в её анализе, который может снова вызывать обработку информации, прежде всего логического порядка, для формирования сложных выводов. Использование результативной информации должно благоприятно отражаться на хозяйственной деятельности и процессах управления; способствовать правильному планированию и регулированию.

При разработке концепции информатизации общества необходим системный, комплексный подход к решению проблем развития и использования информационных ресурсов, как и всего информационного потенциала общества, т.е. информационные ресурсы и информационные составляющие трудовых ресурсов.

Для успешного хранения, обработки и передачи экономической информации необходимо сокращать время принятия решений, что неизбежно приводит к увеличению скорости передачи и переработки информации.

Под информатизацией будем понимать глобальный процесс активного формирования и широкомасштабного использования информационных ресурсов. В процессе информатизации происходит преобразование традиционного технологического способа в новый на основе использования кибернетических методов и средств ЭВМ .

Главными направлениями развития информатизации становятся: создание более прогрессивных и гибких средств обработки информации, снижение стоимости ее обработки, улучшение технических характеристик оборудования, расширение масштабов стандартизации устройств сопряжения, качественное улучшение подготовки кадров; разработка защитных мер против несанкционированного доступа к информации и др.

Измерение процесса информатизации осуществляется путем определения масштаба внедрения информационных технологий во все сферы общественной жизни.

Для сравнительного анализа необходимо рассмотреть понятие автоматизации (automation). Под ним понимается процесс применение технических средств, экономико-математических методов и систем управления, освобождающих человека частично или полностью от непосредственного участия в процессах получения, преобразования, передачи и использования энергии, материалов или информации”. Автоматизация может рассматриваться с позиции информационного процесса, причем процесса управления системами различного назначения, в первую очередь - экономическими.

Автоматизация предполагает создание соответствующих системы, которые в зависимости от степени подразделяются на автоматизированные (в которых часть функций выполняет человек) и автоматические (работающие без участия человека) .

Таким образом, информатизацию можно рассматривать, как процесс создания среды поддержки принятия решения, а автоматизацию, ускоряет процесс сбора, обмен и обработки данными, т.е. выступает, как техническая база для информатизации.

Информационная технология – это совокупность методов, производственных процессов и алгоритмов программно-технических средств, объединённых в технологическую цепочку. В современных условиях информационная технология становится эффективным инструментом совершенствования предприятия .

Также базовое значение, при автоматизации и информатизация, имеет понятие информационной системы (ИС) - это взаимосвязанная совокупность информационных, технических, программных, математических, организационных, правовых, эргономических, лингвистических, технологических и других средств, а также персонала, предназначенная для сбора, обработки, хранения и выдачи экономической информации и принятия управленческих решений.

Свойства информационных систем:

Любая ИС может быть подвергнута анализу, построена и управляема на основе общих принципов построения сложных систем;

При построении ИС необходимо использовать системный подход;

ИС является динамичной и развивающейся системой;

ИС следует воспринимать как систему обработки информации, состоящую из компьютерных и телекоммуникационных устройств, реализованную на базе современных технологий;

Выходной продукцией ИС является информация, на основе которой принимаются решения или производятся автоматическое выполнение рутинных операций;

Участие человека зависит от сложности системы, типов и наборов данных, степени формализации решаемых задач.

Процессы в информационной системе:

Ввод информации из внешних и внутренних источников;

Обработка входящей информации;

Хранение информации для последующего ее использования;

Вывод информации в удобном для пользователя виде;

Обратная связь, т.е. представление информации, переработанной в данной организации, для корректировки входящей информации.

Экономическая информационная система (ЭИС) представляет собой систему, функционирование которой во времени заключается в сборе, хранении, обработке и распространении информации о деятельности какого-то экономического объекта реального мира. ЭИС предназначены для решения задач обработки данных, автоматизации конторских работ, выполнения поиска информации и отдельных задач, основанных на методах искусственного интеллекта .

В зависимости от сферы применения ЭИС классифицируются:

ИС фондового рынка;

Страховые ИС;

Статистические ИС;

ИС в налоговой сфере;

ИС в таможенной деятельности;

Финансовые ИС;

Банковские ИС (БИС);

ИС промышленных предприятий и организаций (в этот контур входят бухгалтерские информационные системы).

Информационная технология - процесс различных операций и действий над данными. Технологический процесс обработки информации ИС состоит из отдельных операций, реализуемых с использованием комплекса технических и программных средств. Комплекс технических и программных средств постоянно расширяется, что обусловлено развитием ИС в сторону применения различных информационных сред, включая мультимедиа.

Программное обеспечение информационных технологий делится на программные средства базовые , без которого невозможна работа технических средств, и прикладное программное обеспечение . На рис. 1 приведена классификация программных средств ИС.

Рис. 1. Классификация программных средств ИС

К базовому программному обеспечению, в первую очередь, относятся операционные системы для локальных компьютеров, сетевые операционные системы, управляющие работой серверов и сетью. К наиболее популярным операционным системам в мире относятся: операционная система Windows (95/98/NT/2000), Unix, Solaris, OS/2, Linux и др. Другая часть базового программного обеспечения относится к сервисным средствам, используемым для расширения функций операционных систем, обеспечения надежной работы технических средств и выполнения процедур обслуживания информационной системы и ее компонентов:

Антивирусные программы (DrWeb, AVP (антивирус Касперского), Norton Antivirus и другие);

Архиваторы файлов (WinZip, WinRAR, WinARJ);

Утилиты для тестирования компьютеров, сетей, операционных систем, обслуживания файлов, дисков и т. п. (SiSoft Sandra for Windows, Norton Utilities, Quarterdeck WinProbe/ Manifest и другие).

Информационные технологии используют программное обеспечение общего назначения, не зависящее от типа ИС и содержания обрабатываемой информации. В первую очередь, это офисные программы, включающие:

СУБД для организации и управления БД;

Текстовый процессор для работы с текстовыми документами;

Процессор электронных таблиц для выполнения расчетов;

Пакет презентационной графики;

Интернет-обозреватель для работы с информационными ресурсами глобальной сети и другие.

Технические средства для информационных технологий ИС делятся на классы:

1. Средства сбора и регистрации информации.

2. Комплекс средств передачи информации (технические и программные средства компьютерных сетей): локальные вычислительные сети (ЛВС); региональные вычислительные сети (РВС); глобальные вычислительные сети (ГВС), в том числе сеть Интернет; intranet (интранет) сети корпораций, предназначенные для использования в масштабе предприятий эффективных информационных технологий Интернета.

3. Средства хранения данных. Базы данных ИС хранятся на серверах БД, файловых серверах, локальных компьютерах.

4. Средства обработки данных: микрокомпьютеры (портативные компьютеры; большие и сверхбольшие компьютеры -- машины специального применения в крупномасштабных ИС (ряд SUN и другие).

5. Средства вывода информации. Для отображения и вывода информации используются видеомониторы, принтеры, графопостроители.

Информационная система - среда, составляющими элементами которой являются компьютеры, компьютерные сети, программные продукты, базы данных, люди, различного рода технологические и программные средства и т.д. .

В структуре информационной системы можно выделить базовые компоненты компьютерной информационной системы (ИС) (рис. 2):

Информация;

Информационные технологии;

Организационные единицы управления;

Функциональные компоненты.

Каждый базовый компонент ИС является самостоятельной системой, имеет определенную структуру построения и цели функционирования.

Рис. 2. Структура ИС бюджетного учреждения

Функциональная структура ИС - совокупность функциональных подсистем, комплексов задач и процедур обработки информации, реализующих функции системы управления (рис. 3).

Рис. 3. Состав функциональных компонентов ИС

1. Стратегический анализ и управление. Это высший уровень управления, обеспечивает централизацию управления всего предприятия, ориентирован на высшее звено управления.

2. Управление персоналом включает задач по организации менеджмента; создание нормативно-справочной информации; ведение базы данных кадрового состава, формирование приказов, статистический анализ и учет движения кадров и другие;

3. Логистика -- управление материальными потоками (заготовка материалов и комплектующих изделий), управление производством, управление сбытом готовой продукции. Все компоненты логистики тесно интегрированы с финансовой бухгалтерией и функционируют на единой информационной базе.

4. Управление производством включает комплексы задач:

Техническая подготовка производства (ТПП), в том числе конструкторская и технологическая подготовка производства, создание нормативно- справочной базы (номенклатура ДСЕ, конструкторский состав изделий, справочники технологического оборудования и оснастки, пооперационно- трудовые нормативы);

Технико-экономическое планирование (ТЭП);

Учет затрат на производство (контроллинг);

Оперативное управление производством.

5. Бухгалтерский учет информационно связан с управленческим учетом затрат в производстве, финансовым менеджментом, складским учетом. Бухгалтерский учет хозяйственных операций в финансовой бухгалтерии осуществляется на основе бухгалтерских проводок, формируемых на основании первичных учетных документов.

Информационная технология является более емким понятием, чем информационная система. Реализация функций информационной системы невозможна без знаний ориентированной на нее информационной технологии. Информационная технология может существовать и вне сферы информационной системы.

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.

Информатизация и автоматизация бизнеса радикально изменили работу компаний в XXI веке. Они дали управленцам неоценимую помощь и неограниченный доступ к информации.

Эпоха информации началась в XX веке и продолжается в XXI. Характеризуется она резким возрастанием количества информации, которая распространяется практически мгновенно. Это отражается как на повседневной жизни людей, так и на деятельности компаний.
Например, рассмотрим управление логистикой . Логистика - это наука о доставке товаров потребителю. Изначально логистика была локальной: каждый из посредников знал только о том, откуда он сам получил товар и кому его продал. Если в процессе перепродажи товар приходил в негодность, то страдала репутация неповинного в этом производителя. Поэтому производственные компании начали разрабатывать инструменты управления логистикой , и информатизация облегчила эту задачу. Сегодня можно отследить любуюцепь перекупщиков, через которых товар добирается до покупателя, и изменить ее:производители сами могут укоротить цепь, чтобы цена для покупателя стала ниже, или отсеять ненадежных перекупщиков, чтобы уверенно гарантировать качество продаваемого товара.
Аналогично информатизация изменила и другие процессы компании, поэтому сейчас залогом успешного развития любого бизнеса стала комплексная автоматизация управления бизнесом . Руководители современных компаний понимают, что оснащение компьютерами рабочих мест персоналаи создание единой информационной сети необходимо даже в тех отраслях народного хозяйства, которые ранее были далеки от компьютерных технологий.
Без автоматизации управления бизнесом невозможно эффективно собирать, хранить и анализировать большое количество информации о предприятии и его контрагентах, оперативного принимать стратегические и тактические решения, быстро доводить принятые решения до всех исполнителей и контролировать ход всех ключевых процессов предприятия.
Комплексные программные решения автоматизируют всю цепочку управления бизнесом: прогнозирование и реализация планов, анализ результатов. Они могут предоставить любую информацию, рассчитать прогнозируемые показатели математическими методами, провести анализ, сохранить планы работ и передать их исполнителям, отследить текущие и накопленные отклонения от планов, скорректировать текущие планы и провести итоговый анализ.
Таким образом, в современных условиях автоматизация необходима для управления бизнесом , который хочет стабильно работать и успешно развиваться.

Типы систем автоматизации включают в себя:

• неизменяемые системы. Это системы, в которых последовательность действий определяется конфигурацией оборудования или условиями процесса и не может быть изменена в ходе процесса.
• программируемые системы. Это системы, в которых последовательность действий может изменяться в зависимости от заданной программы и конфигурации процесса. Выбор необходимой последовательности действий осуществляется за счет набора инструкций, которые могут быть прочитаны и интерпретированы системой.
• гибкие (самонастраиваемые) системы. Это системы, которые способны осуществлять выбор необходимых действий в процессе работы. Изменение конфигурации процесса (последовательности и условий выполнения операций) осуществляется на основании информации о ходе процесса.

Эти типы систем могут применяться на всех уровнях автоматизации процессов по отдельности или в составе комбинированной системы.

В каждой отрасли экономики существуют предприятия и организации, которые производят продукцию или предоставляют услуги. Все эти предприятия можно разделить на три группы, в зависимости от их «удаленности» в цепочке переработки природных ресурсов.

Первая группа предприятий, это предприятия, добывающие или производящие природные ресурсы. К таким предприятиям относятся, например, сельскохозяйственные производители, нефтегазодобывающие предприятия.

Вторая группа предприятий, это предприятия, выполняющие переработку природного сырья. Они изготавливают продукцию из сырья, добытого или произведенного предприятиями первой группы. К таким предприятиям относятся, например, предприятия автомобильной промышленности, сталелитейные предприятия, предприятия электронной промышленности, электростанции и т.п.

Третья группа, это предприятия сферы услуг. К таким организациям относятся, например, банки, образовательные учреждения, медицинские учреждения, рестораны и пр.

Для всех предприятий можно выделить общие группы процессов, связанные с производством продукции или предоставлением услуг.

К таким процессам относятся:

• бизнес процессы;
• процессы проектирования и разработки;
• процессы производства;
• процессы контроля и анализа.

• Бизнес процессы – это процессы, обеспечивающие взаимодействие внутри организации и с внешними заинтересованными сторонами (потребителями, поставщиками, надзорными органами и пр.). К этой категории процессов можно отнести процессы маркетинга и продаж, взаимодействия с потребителями , процессы финансового, кадрового, материального планирования и учета и пр.
• Процессы проектирования и разработки – это все процессы, связанные с разработкой продукции или услуги. К таким процессам относятся процессы планирования разработки, сбора и подготовки исходных данных, выполнение проекта, контроль и анализ результатов проектирования и пр.
• Процессы производства – это процессы, необходимые для производства продукции или предоставления услуг. К этой группе относятся все производственные и технологические процессы. Они также включают в себя процессы планирования потребности и планирования мощностей, логистические процессы и процессы обслуживания.
• Процессы контроля и анализа – эта группа процессов связана со сбором и обработкой информации о выполнении процессов. К таким процессам относятся процессы контроля качества, операционного управления, процессы контроля запасов и пр.

Большинство процессов, относящихся к этим группам, может быть автоматизирована. На сегодняшний день, существуют классы систем, которые обеспечивают автоматизацию этих процессов.

Техническое задание на подсистему "Склады"	Техническое задание на подсистему "Документооборот"	Техническое задание на подсистему "Закупки"

Стратегия автоматизации процессов

Автоматизация процессов представляет собой сложную и трудоемкую задачу. Для успешного решения этой задачи необходимо придерживаться определенной стратегии автоматизации. Она позволяет улучшить процессы и получить от автоматизации ряд существенных преимуществ.

Кратко, стратегию можно сформулировать следующим образом:

• понимание процесса. Для того чтобы автоматизировать процесс необходимо понимать существующий процесс со всеми его деталями. Процесс должен быть полностью проанализирован. Должны быть определены входы и выходы процесса, последовательность действий, взаимосвязь с другими процессами, состав ресурсов процесса и пр.
• упрощение процесса. После проведения анализа процесса необходимо упростить процесс. Лишние операции, не приносящие ценности, должны быть сокращены. Отдельные операции могут объединяться или выполняться параллельно. Для улучшения процесса могут быть предложены другие технологии его исполнения.
• автоматизация процесса. Автоматизация процессов может выполняться только после того, как процесс максимально упростился. Чем проще порядок действий процесса, тем проще его автоматизировать и тем эффективнее будет работать автоматизированный процесс.

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.