Проектирование промышленных предприятий. Принципы. Методы. Практика. Грундиг К.-Г. 2007 (1021084), страница 45
Текст из файла (страница 45)
Динамика есть выражение способности внутренних и внешних переплетений связей изменяться и перенастраиваться в кратчайшие сроки (приспособляемость структуры). 4.2. Фрактальное предприятие 209 При рассмотрении фрактальных структур в их целостности и иерархичности эти структуры можно разделить на шесть уровней (см. концепцию уровней в [4.9] ).
С точки зрения «уровней производственного процесса и материального потока», важных в качестве принципов проектирования структуры промышленного предприятия, можно выделить следующие направления развития «фрактального структурирования»: ° интеграция взаимного воздействия перекрывающих факторов (стратегического, экономического, культурного рода) в структурирование производственно-заводских систем; ° создание прозрачных производственных участков (фракталов) небольшой сложности и с высоким уровнем функциональной интеграции, последовательно ориентированных на продукт и производственный процесс в цепочке создания стоимости, выстраивание системы отношений между клиентами и поставщиками; ° снижение уровня сложности логистических процессов, повышение их прозрачности и управляемости путем упрощения (малые и простые системы).
Элементы и принципы решения проблемы фрактального структурирования реализуются в промышленной практике в различных формах. Комплексные решения практических вопросов н опыт методического применения представлены, например, в [4.8], [4.11], [4.12], [4.13]. 5 Моделирование в процессе проектирования промышленного предприятия $.1. Основные принципы Важным вспомогательным средством в процессе проектирования промышленного предприятия являются методы моделирования. Предметом исследования становятся проблемы, связанные с анализом, структурным проектированием (расчет параметров), оптимизацией и проверкой функционирования производственно-заводских систем и систем материальных потоков.
Применение методов моделирования при проектировании промышленного предприятия позволяет использовать в процессе проектирования и планирования данные о динамическом поведении во времени исследуемых систем. Поэтому такое проектирование промышленного предприятия называется динамическим. Основой для него является представление и моделирование протекания соответствующих процессов с помощью модели, пригодной для проведения экспериментов. Моделирование позволяет дать представление о весьма сложных имеющихся (существующих) или запланированных (не существующих) системах и охватывает тем самым различные проектные задачи и системные структуры в процессе проектирования промышленного предприятия.
При этом выявляются существенные отличия принципов моделирования от принципов статического проектирования промышленного предприятия. Последние исходят из количественной структуры предприятия, которая получается в результате экстраполяции аналитических данных или применения специальных аналитических моделей. Отображающая точность статического проектирования сильно ограничена.
В частности, при нем не отражается динамика процесса. При применении методов моделирования существенно повышается качество процесса и результатов проектирования. Уже на этапе проектирования появляется возможность выявить проблемы, возникающие позднее в процессе производства (после реализации проекта), в необходимых случаях внести исправления и учесть их при принятии планово-инвестиционных решений. Тем самым повышается точность проектных решений, снижается уровень не- 212 5. МоделироВание В процессе лроектироВания промышленного предприятия Проектная инициатива 1. Планнроввннецеяей Обав» поетэновкв проблем Анвлиэ возмоыноетей 2.
Предварительное ироектнроввнне Конкретизироввннвя поетвновнв проблем Предварительноетехнико-экономиче. екое обоеноввние п ленте ЧЕРНОВОЕ МОДЕЛИРОВАНИЕ Принятие решений/ принцип решения 3. Эскизное проектирование 3.1 Идеальное нроеятирование Концепции реаений (идевлиэироввнные) 3.2 Реальное проектирование Варианты реаенийттпредпочтительный вариант технико.экономичесное обоеноввние С. Детальное проектирование Исполнительный проект 3. Разработка нсноянитеяьного проекта Исполнительная документация 6. Реализация проекта Производственно-заводская систенв Илл.
5ОЕ Включение исследований вв основе моделирования в систему работ по проектированию промышленного предприятия определенности при проектировании, а проектируемые объекты заблаговременно становятся транспарентными. Тем самым исследования, проводимые с помощью моделирования, оказывают непосредственное влияние на принятие решения и величину издержек. Использование методов моделирования в процессе проектирования промышленного предприятия зависит от постановки проблем, имеющейся в рас- о и и о ет .о Ф о т к о ь з з Я з и к о и и ц к о а о О Ф и о и и о о з о л з Ю к з и о о о о Ф о О 5.х Оснодиые яринчилы 215 поражении базы данных и момента использования.
Из илл. 5.1 видно, что их применение возможно на этапах предварительного, эскизного и детального проектирования соответственно содержанию проектных задач в каждом конкретном случае. Из классификации проектных работ (см. илл. 2.3 и 2.5) явствует, что постановка проблем, базы данных, степень обобщения, временные горизонты, глубина планирования и информативность результатов исследований с помощью моделирования на различных этапах проектирования могут значительно отличаться друг от друга. Методы моделирования интегрируются в современный процесс проектирования промышленного предприятия, сопровождая его на всем протяжении. Они применяются в ходе общего проектирования циклически, в специфических информационно-технических и организационных условиях.
Экспериментальное моделирование позволяет постоянно проводить эксперименты для решения различных проблем в рамках отдельных этапов проектирования. Например, на этапе предварительного проектирования — относительно необходимых инвестиционных потребностей, на этапе эскизного проектирования — относительно выбора параметров, функционального контроля и выбора вариантов решения, а на этапе детального проектирования — относительно точных расчетов исполнительного варианта.
Понятно, что методы моделирования являются элементом поддержки процесса проектирования и принятия решений. Они представляют собой вспомогательное средство целенаправленного действия. Согласно [5.1), моделирование определяется следующим образом. «Моделирование — это воссоздание системы и присущих ей динамических процессов в виде модели, позволяющей проводить эксперименты с целью получения знаний, которые могут быть перенесены в реальность». Основной методический принцип моделирования состоит, следовательно, в том, чтобы в соответствии с конкретно поставленной проблемой близко к действительности отобразить объекты проектирования в виде управляемой модели и затем смоделировать ход процесса во времени в рамках целевых экспериментов с подключением интеллектуальной обратной связи.
После оценки и интерпретации результатов экспериментирования в зависимости от полученных выводов происходит либо прекращение экспериментов и оценка результатов, либо целенаправленное изменение параметров модели (разработка вариантов) и новый последующий запуск эксперимента (продолжение испытаний). На илл. 5.2 этот методический процесс проектирования представлен в схематичном виде, с разделением на четыре комплексных задачи.
При этом особое значение имеет находящийся в определенных границах оптимизационный цикл экспериментов, который представляет собой специфический процесс итеративной оптимизации решения, например, в рамках диалогового режима(оценка/изменение). В промышленной практике моделирование зарекомендовало себя в качестве общепризнанного высокоэффективного вспомогательного средства ана- 214 5. Моделиродание д иронессе лроектиродания промышленного лредлриятия Илл.
5.2. Основной принцип моделирования — цикл моделирования и оптимизации (по [5.2), )5.3)) лиза и проектирования. Этот метод позволяет заблаговременно и в короткие сроки выносить качественные и количественные суждения относительно проектируемого объекта. Так, например, уже на этапе предварительного проектирования можно снизить риск при принятии решения относительно необходимых потребностей в оборудовании и инвестициях. С помощью методов моделирования экспериментально проверяются и оцениваются потребности для различных сценариев производства и сбыта, что позволяет получить обоснованные показатели потребностей в инвестициях.
При этом удается избежать неоправданных инвестиций из-за недостаточных знаний о происходящих процессах и тем самым снизить риск при проектировании (см. пример практического применения в разделе 8.1). Как правило, методы моделирования применяются как в случаях проектирования нового предприятия (по типовому варианту «А» — новостройка), так и в случаях перепроектирования существующих систем (по типовым вариантам «Б», «В», «Г», «Д»). К типовым, релевантным для практики проблемам, которые следует решать в процессе проектирования промышленного предприятия, опираясь на методы моделирования, можно отнести (см., например, [3.35], [5.2] — [5.б], [5.15]): дд Осноднме ар«илиям 215 ° определение объемов потребностей в оборудовании (объем инвестиций) для процессов обработки и логистики (средства доставки, складское оборудование); ° анализ размещения оборудования в целях минимизации «узких мест» и затрат на транспортировку (оптимизация планировки); ° выбор и определение размерных параметров систем доставки (оптимизация маршрутов и направлений движения); ° выбор и определение размерных параметров складских систем, а также стратегий складирования и комплектования; ° системное сравнение альтернативных принципов решения (вариантов планировки — выбор вариантов); ° оптимизация нагрузки на территориально-пространственные структуры (доводка идеальных вариантов до реальных); ° подтверждение функций проектных решений (производительность, предельные величины, оптимальное поведение, стратегия действий в случае аварий и перебоев в работе); ° анализ поведения системы — подтверждение возможностей (показатели производительности, продолжительность производственных циклов, загрузка, соблюдение сроков); ° анализ гибкости вариантов решения при варьировании производственных программ (динамика рынка); ° анализ влияния помех (поведение при выходе из строя) на поведение системы — определение размерных параметров буферных систем.
Общим при постановке проблем является то, что предпосылкой для их решения методами моделирования является отображение соответствующих производственных процессов и материальных потоков в абстрактной имитационной модели. Распространенными и очень наглядными являются такие принципы моделирования, в основу которых заложен типичный для этих процессов принцип очереди ожидания. Дискретные процессы производства и движения материального потока представляют собой управляемые системы (или системы очереди ожидания). Процесс управления в обобщенном виде носит многоэтапный характер (последовательность рабочих операций/этапы производства) и характеризуется управлением одинаковыми/неодинаковыми продуктами (заказами/партиями) при смешанной последовательной и/или параллельной структуре (замещающей/дополняющей) технологически различных рабочих мест (оборудования) и может быть кратко обозначен как «открытый сетевидный процесс управления». Особый интерес в этих протекающих во времени процессах управления представляет динамика образования и ликвидации очереди ожидания продуктов (ожидание обработки из-за нехватки производственных мощностей) и оборудования (ожидание загрузки из-за нехватки продуктов).
![](https://s.studizba.com/z.php?f=/templates/si/i/noavatar.png&w=100&h=100&t=1"){kind=avatar}
