Новые информационные технологии в ТЭА

ЛИСТ ДЛЯ ЗАМЕЧАНИЙ

1 ПРИМЕНЕНИЕ КОМПЬЮТЕРОВ В УПРАВЛЕНИИ ТЭА

Принципы построения информационных систем. При информатизации управления производственными процессами предприятий  необходимо руководствоваться общими правилами, лежащими в основе построения современных информационных систем.

Основой любой информационной системы  является база данных. Персонал имеет  доступ к базе данных через пакет  прикладных программ или автоматизированные рабочие места. АРМ - проблемно-ориентированный  программно-технических комплекс, вынесенный на рабочее место конечного пользователя и автоматизирующий в режиме диалога  некоторый набор управленческих процедур. АРМы можно условно разделить  на обеспечивающие внесение информации в БД и позволяющие извлекать  данные из БД и представлять их пользователям. В базу данных системы информация может быть внесена:

- из первичной документации (технический паспорт, путевой лист и т.п.);

- от персонала АТП (заявка на ремонт, требование на получение запасных частей и т.п.);

- через средства автоматической идентификации объектов (магнитной, штриховой, радиочастотной и пр.).

Если первичный документ появляется от сторонней организации (например, технический паспорт на автомобиль), то данные в компьютер вносятся с  уже готового документа. Если документ является внутренним (например, ремонтный  лист), то нет необходимости его  ручного формирования. Сведения о  характере неисправности могут  быть внесены в компьютер со слов персонала (в данном случае - водителя), а документ (в случае необходимости) будет сформирован системой автоматически  и выведен на печать. Если требуется  абсолютная достоверность информации и существует соответствующая техническая  возможность, то данные могут попадать в компьютер, минуя персонал - через  средства автоматической идентификации объектов. В этом случае вообще отпадает необходимость в формировании первичных документов, система может сразу выдать соответствующую сводку (например, сведения о работе водителей на линии без путевых листов). Естественно, при реализации информационных систем необходимо придерживаться второго или третьего пути.

Извлечение информации из базы данных осуществляется двумя способами:

- формирование и выдача на экран монитора или на бумажные носители в виде выходных форм отчетных сведений о деятельности подразделений предприятия;

- получение управленческих решений с помощью экспертной системы.

Формирование выходных форм - это  наиболее легко реализуемый, традиционный путь, однако персонал должен обладать достаточным опытом и знаниями, чтобы  принять правильное решение на основе анализа данных вторичных документов. Использование экспертных систем - путь более сложный с точки  зрения программной реализации, однако более эффективный с точки  зрения обоснованности и оптимальности  принятых решений.

При реализации на АТП информационных систем рекомендуется следующее:

- реализация обмена информацией между подразделениями АТП через локальную компьютерную сеть;

- ревизия всей структуры и схемы документооборота предприятия, т.е. сокращение до минимума первичной документации и (по возможности) формирование ее на ЭВМ, исключение из оборота всех вторичных и промежуточных носителей информации;

- отделение нормативно-справочной информации от текущих данных и ее хранение на магнитных носителях;

- использование единой нормативно-справочной информации всеми подразделениями предприятия;

- однократный ввод первичной информации в ЭВМ с использованием всех возможностей контроля ошибок ввода;

- перераспределение задач между подразделениями АТП с целью сокращения обменных информационных потоков;

- работа всех информационных подсистем в режиме реального времени;

- соблюдение определенных этапов разработки и реализации системы.

Структура и  функционирование информационных систем управления производством. На АТП преимущественно  используется децентрализованная технология обработки данных, при которой  персонал предприятия сам обрабатывает все первичные документы и  формирует необходимые выходные формы без каких-либо посредников.

Общая структурная схема информационной системы АТП (рисунок 1) включает комплекс взаимосвязанных автоматизированных рабочих мест. Функции отдельных  АРМ будут разными для различных  типов АТП (пассажирские, грузовые, таксомоторные и пр.). Однако, вне  зависимости от этого, все рабочие  места должны работать в рамках единой (локальной) сети и использовать общую  базу данных.

Внедрение информационных систем на АТП необходимо выполнять в определенной последовательности. Все рабочие  места связаны на информационном уровне и "подпитывают” друг друга  определенными данными. На первой стадии запускаются рабочие места, обеспечивающие систему нормативно-справочной информацией, на второй - текущей первичной информацией, на третьей - формирующие выходные формы.

Рисунок - 1 Структура  информационной системы автотранспортного  предприятия

При реализации комплексной системы  предприятия в первую очередь  необходимо реализовать АРМ "Техотдел”  и "Кадры”, поскольку без сведений о подвижном составе и персонале  другие подсистемы эффективно работать не будут.

На втором этапе необходимо реализовать  подсистемы работы диспетчера, обработки  путевой документации и учета  расхода топлива. В результате комплексной  обработки путевых листов будут  формироваться сведения о расходах топлива, отработке водителей и  о пробегах автомобилей.

На третьем этапе возможна реализация рабочих мест бухгалтерии (начисление заработной платы) и планового отдела (формирование форм анализа работы предприятия).

На четвертом этапе, после того как в системе налажен учет пробегов, можно реализовать АРМ  техника по учету долговечности  шин, АРМ ремонтной зоны (планирование ТО-1 и ТО-2, диспетчерское управление постановкой на ТО и в ремонт, учет работ исполнителей при ТО и  ремонте автомобилей), АРМ склада.

Задачи, решаемые персоналом АТП, можно  условно разделить на две группы: учетно-статистические и управленческие. Внедрение информационных систем на АТП необходимо начинать с решения  учетно-статистических задач (учет работы персонала, расхода топлива, запасных частей, ремонтов и пр.). После того как будут отлажены процессы сбора, хранения информации и формирования форм отчетности, можно переходить к реализации задач второго уровня - управления работоспособностью парка, затратами на топливо, шины, запасные части и т.п.

Анализ применения ЭВМ на АТП  показал, что при переходе к машинной обработке данных объемы обрабатываемой информации сокращаются по первичным  документам в 2 раза, вторичным ~ в 10-15 раз. В целом при использовании  ПЭВМ затраты на обработку информации могут быть снижены на 60%. При этом после внедрения информационной системы трудоемкости работ распределятся  следующим образом: ввод данных в  ПЭВМ - 95-96%, обработка информации и  получение выходных форм - 4-5%.

Таким образом, при внедрении ПЭВМ наиболее слабым звеном в технологической  цепочке обработки данных остается ручной ввод информации в базу данных. Эту процедуру можно автоматизировать на основе средств автоматической идентификации  объектов.

Рассмотрим подробно безбумажные  технологии и средства идентификации.

Итак, 95-96% времени персонала тратится на ввод первичной информации в ПЭВМ. Кроме того, могут быть случаи сознательного  искажения данных, особенно на пассажирском транспорте (приписки выполненных рейсов, изменение показателей регулярности движения, снижение плановой выручки  и т.п.). Чтобы снизить трудозатраты на ввод первичных данных и обеспечить достоверность информации, используются средства идентификации объектов (магнитная, штриховая, радиочастотная) и системы  контроля работы транспорта.

Сущность идентификации заключается  в том, что объектам (автомобилям, персоналу, видам работ, запасным частям и т.д.) присваиваются уникальные коды. Коды наносятся непосредственно  на объекты, например, в виде штриховых  этикеток, радиочастотных меток и  др., а в базе данных компьютерной системы уникальным кодам присваивается  определенная информация, характеризующая  эти объекты (например, наименование запасной части, ее стоимость, наличие  на складе и пр.). С помощью сканеров (устройств считывания кодов) можно фиксировать действия над объектами (приход, отпуск) или изменение их состояния (отправка в ремонт, на ТО), фиксировать дату и время выполнения различных действий, сохранять эту информацию в автономных накопителях и передавать в компьютерные системы в автоматическом режиме. Эффективность применения средств автоматической идентификации обусловлена практически мгновенным вводом информации в компьютер, при этом исключается возможность случайного или сознательного искажения данных.

Рисунок - 2 Номер  ремонтного листка 125, закодированный с помощью штрихового кода «2 из 5»

Технологии применения магнитного и штрихового кодирования практически  идентичны. В обоих случаях используются карточки с нанесенной на них закодированной информацией, которая может быть автоматически считана специальными устройствами. Штриховой код может  быть определен как своеобразный алфавит, с помощью которого можно  кодировать и впоследствии расшифровывать информацию автоматическим путем. Полоски штрихового кода символизируют две цифры: широкая линия соответствует цифре 1, узкая - цифре 0. Каждый код включает в себя следующие три элемента: набор линий старта (начало кода), закодированные данные, набор линий конца кода. Существует порядка 20 видов штриховых кодов. Самый простой носит название - "2 из 5». Этот код позволяет кодировать только цифры (от 0 до 9), каждая цифра кодируется пятью штрихами, два из которых широкие, а три - узкие. Пробелы в этом коде никакой информации не несут и их ширина равна ширине узкого штриха.

Например, ремонтный листок номер 125, закодированный с помощью этого  кода, будет иметь последовательность цифр - 110100010100110100101 (рис. 2). Некоторые  коды имеют более сложную структуру. Например, в коде "39" значащими  являются и темные, и светлые штрихи, он позволяет кодировать цифровую и  символьную информацию.

Средства штриховой идентификации  в основном применяются для решения  задач учета движения (приход, уход) различных объектов (товары, услуги, материальные ценности). Кодированию  подлежат как сами учитываемые объекты, так и их получатели или поставщики (это могут быть автомобили, запасные части, агрегаты, детали, смазочные  материалы, документы, виды работ и  пр.). В качестве поставщиков и  получателей могут выступать  персонал (кладовщики, водители, ремонтные  рабочие) и подразделения (склады, производственные зоны, участки). Штриховое кодирование  может применяться в следующих  решаемых на АТП задачах учета:

- движение запасных частей и материалов на складах;

- работа подвижного состава на линии;

- внутригаражное перемещение автомобилей;

- расход топлива;

- работа исполнителей ремонтных зон.

Таблица 1 - Алфавит  штрихового кода ”2 из 5"

Рисунок 3 - Схема  учета движения запчастей в АТП  с использованием штрихового кодирования

1 - движение  материалов, 2 – информации.

С помощью штриховой идентификации  объектов можно вводить в ПЭВМ до 88-90% первичных данных, т.е. значительно  снизить долю рутинных работ. В целом  по предприятию трудозатраты на ввод данных в ЭВМ могут быть снижены  на 78-80%.

Наиболее типичная задача, где применяется  штриховая идентификация, - учет движения материальных ценностей (рисунок 3). В  этом случае каждому виду материалов в базе данных присваивается уникальный код. Этот код печатается (в виде штриховой этикетки) и наклеивается на деталь (на стеллаж или на упаковку). Для идентификации запасных частей можно использовать или номер детали по каталогу, или номенклатурный (складской) номер. Обычно номер детали по каталогу состоит из 11-18 знаков, номенклатурный номер - из 5-6 знаков. Если система используется только в рамках предприятия, то эффективнее использовать более короткий код (номенклатурный номер). Если использовать штриховое кодирование в рамках всей отрасли (АТП, автозаводы, СТО А, магазины запасных частей и т.д.), то штриховая идентификация должна быть единой для всех, и в этом случае в качестве кода необходимо использовать номера деталей по каталогу.

При оформлении прихода материалов на АТП при помощи сканеров в ЭВМ  вводятся коды поступающих материальных ценностей и их количество. Система  учета движения запасных частей принимает  эту информацию, разносит ее по соответствующим  электронным картотекам и (в случае необходимости) формирует приходные  документы. Если на поступивших деталях (или стеллажах склада) отсутствуют  штриховые коды, то они формируются  при помощи специальных программ, печатаются и наклеиваются на соответствующие  детали или коробки.

Рисунок 4 - Принципиальная схема автоматизации управления ресурсом шин на базе средств автоматической идентификации объектов

При выдаче запасных частей кладовщик  считывает штриховой код получателя, затем штриховые коды выдаваемых деталей и указывает их количество. Эта информация через сканер попадает в систему учета запасных частей, выполняется корректирование соответствующих  картотек и (при необходимости) формируются  расходные документы. В системе  учета движения запасных частей имеется  блок прикладных программ, позволяющих  выполнять анализ расхода запасных частей с формированием соответствующих  форм отчетности.

В последние годы значительно возрос интерес к автоматизации управления эксплуатацией различных элементов  автомобилей на основе оперативной  информации об их техническом состоянии. Рассмотрим эту проблему на примере  управления ресурсом шин с использованием штрихового и радиоволнового кодирования (рисунок 4). Шины идентифицируются либо с помощью этикеток со штриховым  кодом, либо с помощью ретрансляторов на микросхемах. Штриховые этикетки приклеиваются к боковой поверхности  шины резиновым клеем, а штриховые  коды наносятся специальными чернилами, устойчивыми к растяжению и трению. Считывание штрихового кода выполняется  с помощью сканера. Радиоволновая  микросхема прикрепляется к внутренней боковой поверхности шины, при  этом место ее расположения отмечается на внешней стороне специальной  меткой. Микросхема не имеет элементов  питания, она возбуждается радиоволнами специального сканера, подносимого  к ней на расстояние 15-20 см. При  возбуждении микросхема передает сканеру  специальный сигнал в виде десятизначного идентификационного числа (номер шины), которое запоминается и хранится в сканере.

При использовании автоматизированной системы механик считывает с  помощью сканера номер автомобиля, номер шины, для каждой из которых  измеряется и вводится в запоминающее устройство сканера глубина протектора. Эта информация хранится в переносном накопителе сканера в течение  дня, а затем переносится в  стационарный компьютер, где периодически обрабатывается с помощью специальных  программ. Компьютер анализирует  износы по типам шин, по рисункам протекторов, по автомобилям, маршрутам работы и  т.д. Это позволяет оперативно реагировать  на отклонения в темпах изнашивания, прогнозировать затраты, связанные  с износом шин, оценивать качество работ фирм, занимающихся производством  шин и восстановлением протекторов  и т.д.

Эффективность информационной системы  зависит от ее структуры (количество и состав АРМ, перечень решаемых задач, используемые технические средства и т.д.), а применение информационных систем увеличивает эффективность  работы не только персонала, но главным  образом самого производства (рисунок 5).

При использовании ЭВМ происходит сокращение объемов информации, обрабатываемой персоналом вручную (до 60%), скорость и  оперативность обработки данных увеличивается в сотни, даже в  тысячи раз, при резком сокращении числа  ошибок. Однако основная доля эффективности (55-60%) приходится на задачи управления основным производством в результате повышения обоснованности и оперативности  принятия решений, индивидуализации контроля исполнения, снижения простоев в ремонте, расхода запчастей, экономии топлива, шин и т.п.

2 МЕТОДЫ ПРИНЯТИЯ РЕШЕНИЙ

Процесс принятия решений - это выбор  варианта решения из нескольких возможных. Он складывается из характерных этапов (рисунок 6) и носит, как отмечалось ранее, итеративный характер.

При принятии решений используются определенные методы, которые классифицируются по нескольким признакам (рисунок 7).

В зависимости от ситуации, в которой  принимаются решения, они подразделяются на стандартные и нестандартные.

Стандартные решения принимаются  в часто повторяющихся производственных ситуациях. Они содержатся в законах, стандартах, правилах, нормативах и  другой действующей документации; при  их принятии используется опыт других специалистов и организаций. Например, при тормозном пути больше нормативного (правила дорожного движения) автомобиль не допускается к эксплуатации; после  определенной наработки автомобиль направляется на соответствующий вид  ТО (Положение о ТО и ремонте, заводские  рекомендации и др.).

В инженерно - технической службе до 60-65% всех решений (у инженера АТП  – 80-83%, у главного инженера. 45-55%) приходится на подобные повторяющиеся производственные ситуации. Решения при этом принимаются  по следующей схеме: анализ рыночной или производственной ситуации, ее идентификация с одной из стандартных, принятие решения по правилам или  по аналогии со стандартным.

Рисунок 6 –  Блок-схема процесса принятия решений

Знание и использование стандартных  правил свидетельствуют не об отсутствии творческой инициативы, а о высокой  квалификации инженерно-управленческого  персонала. Это, во-первых, сокращает  время на принятие решения, разработку и реализацию соответствующих мероприятий; во-вторых, уменьшает вероятность  принятия ошибочных решений; в-третьих, у специалиста высвобождается время  для принятия решений в новых  или сложных производственных и  рыночных ситуациях, требующих сбора  информации, ее анализа, расчетов, объединяемых понятием "исследование операций". Это так называемые нестандартные  решения.

Рисунок 7 –  Классификация методов принятия решений

Операция -  это конкретное действие, направленное на достижение системой поставленных целей. К операциям  относятся как отдельные мероприятия, проводимые для повышения эффективности  системы, так и сложные программы, касающиеся достижения цели, стоящей  перед системой в целом. Каждая операция ( оценивается ее эффективностью, т.е. вкладом в достижение цели, который обеспечивается при ее выполнении. В общем случае показатель эффективности, или целевая функция, может зависеть от трех групп факторов (или подсистем):

Первая группа факторов (a1,...,an) характеризует условия выполнения операции, которые заданы и не могут быть изменены в ходе ее выполнения. Для конкретного  АТП это: климатические условия района расположения предприятия, влияющие на надежность парка; дорожные условия обслуживаемого  региона, влияющие на надежность и производительность автомобилей, и др.

Вторая группа факторов (х1, ..., хm ), которая иногда называется элементами решения, может меняться при управлении, влияя на целевую функцию. Эти управляемые факторы выбираются из дерева систем ТЭА. Примеры второй группы факторов: режимы ТО, качество ТО и ТР, квалификация персонала, уровни механизации и др.

Третья группа факторов - заранее неизвестные условия (z₁...z_k), влияние которых на эффективность системы неизвестно или недостаточно изучено. Например: конкретные погодные условия на завтра; число требований на ТР в течение следующей смены, определяющее простой автомобилей в ремонте, загрузку постов и персонала; психофизиологическое состояние водителя, влияющее на безопасность движения и эксплуатационную надежность автомобиля, и др.

Первая и третья группы факторов иногда условно объединяются общим  понятием «природа» (или производство ), которое характеризует все внешние для системы условия, влияющие на исход операции, мероприятия, программы.

В зависимости от объема и характера  имеющейся информации решения подразделяются на: принимаемые в условиях определенности; при наличии риска; в условиях неопределенности.

В условиях определенности состояние  природы известно, т.е. третья группа

факторов  отсутствует или может  приниматься постоянной, превращаясь в первую группу.  Когда действуют все три группы факторов, задача выбора решения формулируется следующим образом: при заданных условиях с учетом действия неизвестных факторов требуется найти элементы решения, которые по возможности обеспечивали бы получение экстремального значения целевой функции. Если может быть определена или оценена вероятность появления тех или иных состояний природы (факторов третьей группы), то решение принимается в условиях риска. Если вероятность состояния природы неизвестна, то задача решается в условиях неопределенности.

Аппарат принятия решения может  изменяться от использования алгоритмичеcкoro подхода до натурального эксперимента (рисунок 7).

Как правило, при принятии инженерных, управленческих и других решений 

полная информация о состоянии  системы, внешних условиях и последствиях принимаемых решений отсутствует. Например, принимая решение о числе  постов на станции технического обслуживания, можно только предполагать потенциальное число клиентов, характер их требований по содержанию и распределение этих требований по часам суток, дням недели, месяцам гoдa и т.п. Аналогичная ситуация с числом возможных требований на конкретный вид ремонта автомобиля в течение завтрашнего дня, возможности выхода или невыхода на работу конкретного специалиста или рабочего и т.д. Строго говоря, полную информацию можно получить только после свершения того или иного события (например, отказы уже произошли), когда необходимость в упреждающем решении отпала, а система перешла в режим реактивного управления. Поэтому при управлении необходимо восполнять или компенсировать дефицит информации. Для этого существуют следующие способы:

- сбор дополнительной информации и ее анализ. Очевидно, это возможно, если  система располагает определенным резервом времени и средств;

- использование опыта аналогичных предприятий или решений. При этом важно располагать банком решений или иметь надежный доступ к нему. Кроме того, опыт других не может быть использован без корректирования; использование коллективного мнения  специалистов или экспертизы; применение специальных инструментальных методов и критериев, основанных на теории игр; использование имитационного моделирования, которое воспроизводит производственные  ситуации близкие к реальным, и ряд дрyгиx методов.

Наиболее простым является метод  априорноrо ранжирования, основанный на

экспертной оценке факторов группой  специалистов, компетентных в исследуемой

области.

Метод априорноrо ранжирования сводится к следующему:

- организацией или специалистом, проводящим экспертизу, на основании

условий заказчика, анализа литературных данных, обобщения опыта, опроса специалистов, анализа дерева систем и т.д. определяется предварительный (с определенным резервом, обеспечивающим выбор) перечень факторов, требующих 

ранжирования.

- составляется анкета, в которой приводится, желательно в табличной форме, перечень факторов, необходимые пояснения и инструкции, примеры заполнения анкет.

- осуществляется комплектация и проверка компетентности группы экспертов которые должны быть специалистами в рассматриваемых вопросах, но не быть лично заинтересованными в результатах экспертизы.

- после формирования группы проводится устный или письменный инструктаж экспертов.

- экспертами осуществляется индивидуальная оценка предложенных факторов, в процессе которой факторы располагаются в порядке убывания степени их влияния на результирующий признак или объект исследования, являющийся целевой функцией. При этом фактору, имеющему наибольшее влияние, присваивается первый paнг (цифра 1). Фактору, имеющему меньшее значение, - второй paнг (цифра 2) и т.д.

Paнг обозначается как akm, где k -  номер фактора; m -  номер эксперта

(k = 1,2, з...; m = 1,2,3...).

- организаторами экспертизы проводится обработка результатов экспертного опроса в следующей последовательности:

- определяется сумма рангов всех экспертов по каждому фактору

- вычисляется сумма рангов всех экспертов по всем факторам

- определяется средняя сумма рангов

- определяется отклонение суммы рангов каждого фактора от средней суммы рангов

- с помощью коэффициента конкордации оценивается степень согласованности мнений экспертов

Коэффициент конкродации может изменяться от 0 до 1. Если он существенно отличается от нуля (W>0,5), то можно считать, что между мнениями экспертов имеется определенное согласие. Если коэффициент конкордации недостаточен (W < 0,5), то организаторами экспертизы проводится анализ причин негативного результата. Такими причинами могут быть: нечеткая постановка вопросов или инструктаж, неправильный выбор факторов, подбор некомпетентных экспертов, возможность сговора между ними и др. В зависимости от результатов этого анализа принимается решение о передаче проведении экспертизы другой группе специалистов; об изменении инструкции; о корректировке cocтава факторов.

При любом исходе проводить повторную  экспертизу прежним составом экспертов  не рекомендуется.