что такое оптимизация технологического процесса
Оптимизация производственных процессов предприятия
Оптимизация производства преследует две основные цели: улучшение качества готовой продукции и снижение общих затрат на ее изготовление. Для достижения указанных целей используются различные методы, изменение подхода к работе организации, использование более современных производственных технологий.
Процессы, затрагиваемые оптимизацией
Оптимизация производственных процессов затрагивает основные сферы изготовления продукции на предприятии:
В результате всех процедур, производительность организации должна возрастать, а финансовые затраты оставаться на прежнем уровне либо уменьшаться.
Методы оптимизации производства
При управлении предприятием в целях оптимизации производственной деятельности, в первую очередь, затрагиваются текущие процессы. Целью специалистов становится улучшение актуальных методов изготовления продукции. Только если оптимизационная деятельность не помогает улучшить состояние компании, используется модернизация оборудования.
Существует несколько основных методов сократить траты и увеличить доходы:
Задача специалистов заключается в том, чтобы оптимизировать производство на постоянной основе. Временные меры приносят или незначительный, или краткий результат.
Бережливое производство
Данная модель оптимизации подразумевает исключение любых процессов в организации, которые приводят к дополнительным тратам бюджета. Основное условие – изготовление ограниченного количества товаров, использование ограниченного числа сотрудников и т. д. В рамках оптимизации производства продукции и других сфер деятельности, при бережливом методе сокращаются траты на:
Путь бережливого производства дает долгосрочный результат без потери в качестве итоговых товаров. Технология характеризуется ускорением и упрощением рабочих процессов, благодаря чему расходы понижаются естественным образом, а темп производства растет.
Тотальная оптимизация
Принципы тотального метода оптимизации производства отправляют предпринимателя к подчиненным. К процедурам по снижению затрат привлекаются сотрудники. Формируется отдел или нанимаются специалисты в данной области, которые создают проект. На основании проекта можно оптимизировать производство, снизить затраты на покупку сырья и количество брака. Программа подразумевает следующие факторы:
В России уже используется данный вид оптимизации на крупных предприятиях. Обе модели позволяют добиваться значительных результатов в улучшении работы фабрики или другой промышленной компании.
Почему оптимизация не работает
В некоторых случаях оптимизация ресурсов производства не приносит видимых результатов. Тому есть распространенные причины:
Компания «Арбор Прайм» предлагает собственных специалистов по оптимизации производственных предприятий, а также всеобъемлющие консультации по данной теме. Оптимизировать и улучшить работу организации поможет только продуманный, системный подход.
Оптимизация технологических процессов проектирования на производстве
В зависимости от особенностей технологических процессов, а также от характера используемой математической модели могут использоваться различные модели оптимизации процессов. Они позволяют решить ряд конкретных задач, выбрать наиболее оптимальный вариант среди имеющихся.
Основные задачи
Оптимизация технологических процессов помогает сделать наиболее эффективный выбор рационального варианта в конкретной ситуации. Главными задачами расчетов при этом выступают следующие:
Виды оптимизации
Виды основ оптимизации ТП (технологических процессов) включают в себя параметрические и структурные рабочие методы. Первая группа – это изменение имеющихся значений при определенной структуре, например, расчет оптимального состава режима использования оборудования или реза. Чтобы решить такие задачи, необходимо использование нелинейного либо линейного математического программирования.
Структурная оптимизация процесса проектирования связана с подбором структуры, она работает по принципу исключения вариантов за счет следующего:
Методы
Оптимизация параметров для технологического процесса решает задачу выбора метода, при котором наименьшие затраты на вычисление дадут больший информационный объемом о требуемом процессе.
Процессы находятся в прямой зависимости от того, какие именно методы будут применены в работе при поиске наиболее результативного решения для конкретной ситуации. Всего можно выделить пять методов, включающих в себя:
Выбор будет индивидуальным, он соответствует заданным процессам и условиям. Чаще всего это наименьшая себестоимость, то есть самые меньшие финансовые затраты, максимально возможная производительность при заданных условиях с наименьшим временем, необходимым для изготовления одной единицы.
Методы оптимизации технологических процессов могут использовать один или несколько критериев, то есть в работе будут применяться различные параметры, многокритериальная оптимизация. При этом будет создан один компромиссный критерий, учитывающий сразу несколько выбранных параметров, так называемых Еi-локальных критериев (Е1, Е2, Е3, …Еr). Для каждого такого критерия будет решаться задача оптимизации разработки технологических процессов, после чего будет выполнено вычисление экстремального значения для Еi (при i, равном 1, 2, 3, …, r).
Аналитические методы оптимизации технологического процесса производства предполагают применение средств математического программирования. Всего четырнадцать таких методов, включая покоординационный подъем, градиентный, исключения областей, дихотомии, деления интервала, Фиббоначи, Розенбока и другие.
Имитационная оптимизация управления технологическими процессами предполагает работу в реальных условиях, создания имитационной модели, основа которой дает возможность выбрать удовлетворяющий вариант ТП. При расчетах применяются способы исключения, выбора подходящей модели, что позволяет достигнуть заданного критерия. При моделировании применяются такие языки, как GPSS, Симула, Симскрипт.
Комбинированный метод предполагает использование отдельных приемов указанных приемов, объединение аналитического и имитационного методов в один, что позволяет достигнуть оптимального результата. Такой способ применяется при определенных условиях и необходимости получения наиболее точного результата.
Выбор метода полностью зависит от ситуации, условий расчетов и прочих данных, включая требования к результативности. Часто оптимальным является комбинированный метод, более гибкий и позволяющий работать практически при любых ситуациях. Советуем вам также почитать про методы структурирования информации.
4. Оптимизация технологических процессов
Проблемам автоматизации, регулирования, оптимизации технологических процессов в отраслях промышленности и индустрии общественного питания уделяется немало внимания, поскольку это обеспечивает не только качество продукции, но и существенный технико-экономический результат (минимизация потерь пищевых веществ, предотвращение дефектов изделий и затрат на их исправление, сокращение длительности технологических процессов за счет комбинирования и т.д.).
В индустрии общественного питания до настоящего момента преобладает ручной труд, в то время как в пищевой промышленности на крупных предприятиях действуют механизированные и автоматизированные линии [4], которые уже на стадии проектирования направлены на оптимизацию технологических процессов. Оптимизации в сфере АПК посвящены специальные публикации, например, возможности оптимизации отдельных процессов производства (возделывания) сои, широко распространенной на Дальнем Востоке (посевы до 1 млн га) и активно используемой в пищевых производствах, представлена в статье В.А. Тильба, Н.М. Тишков [5].
Индустриальные способы производства кулинарных полуфабрикатов и изделий, например, на мясокомбинатах, требовали оптимизации технологий производства мясных изделий за счет рационального использования субпродуктов, богатых белками, микроэлементами, витаминами и другими нутриентами [7].
При использовании ингредиентов в производстве пищевой продукции возникает задача оптимизации норм внесения пищевых добавок, представленных в технической документации.
В отечественной практике накоплен опыт применения методов стандартизации, которые могут быть применены для оптимизации некоторых бизнес-процессов, к которым можно относить и технологические процессы, определяемые как изменения свойств и структуры сырья, компонентов, добавок при их обработке вручную, в системе аппаратов и машин для формирования заданного уровня качества изделий.
Можно представить метод параметрической стандартизации в производстве пищевой и кулинарной продукции, позволяющей оптимизировать ассортимент изделий по главным показателям (параметрам) качества, учитывая квалиметрический метод исследования проблемы качества продукции [1]. Данная тема может быть подробно изучена на практических занятиях по данной дисциплине.
Оптимизация, как известно, направлена на формирование наилучших результатов при соответствующих условиях. В индустрии общественного питания актуальны такие практические результаты, как снижение расхода пищевого сырья и ингредиентов, электрической энергии, водных ресурсов и т.п.
При этом необходимо обеспечить, по крайней мере, стандартное качество продукции, либо оптимизировать качество по важнейшим показателям, например, пищевой ценности.
Технологический процесс рассматривается как целенаправленные изменения физико-химических, биологических и других свойств сырья при его обработках в системе пищевого оборудования – аппаратов и машин с целью выработки безопасной и качественной продукции и напитков.
К аналитическим методам оптимизации следует отнести способы, представленные в работе Н.М. Прутковой [13]:
Способы математического программирования:
Градиентные методы – применяют для общих способов оптимизации линейных и нелинейных функций без ограничений и с линейными и нелинейными ограничениями. Применяют для многих сложных процессов химической и пищевой технологии.
Статистические подходы (гл. 7):
Метод планирования эксперимента по Боксу-Уилсону и его модификациям – для оптимизации и планирования химико-технологического эксперимента и прочих задач; различных стохастических процессов.
Регрессионный анализ – для объектов с линейными и нелинейными экстремальными характеристиками.
Адаптационная оптимизация – для стохастических процессов, поиска дрейфующего оптимума и т.п.
Учитывая сложность изучаемых задач, в настоящее время актуальны автоматические и компьютеризированные методы с т.н. самонастраивающимися моделями технологических, химических и других процессов.
Построение блок-схем позволяет оптимизировать технологии производства продукции путем, например, комбинирования отдельных операций, выполнения процессов обработки в одном многофункциональном аппарате, например, пароконвектомате или использования специализированного аппарата для контролируемого эффективного размораживания сырья (рисунок).
Лекция 3.1. Оптимизация технологических процессов (стр. 3 )
 | Из за большого объема этот материал размещен на нескольких страницах: 1 2 3 4 5 |
Математическая модель, построенная исходя из экспериментальных данных, используется для разработки оптимальных режимов. Эксперимент осуществляется по определенному плану в соответствии с теорией планирования эксперимента. Общее число опытов невелико. При неполном знании механизма процесса статистические методы оптимизации являются весьма эффективными. Основоположником статистического планирования эксперимента является английский ученый Р. Фишер. Современная форма планирования эксперимента в СССР начала развиваться с 1900-х годов.
Оптимизация — это целенаправленная деятельность человека, заключающаяся в получении наилучших результатов при соответствующих условиях.
Для правильной постановки задачи оптимизации необходимо, чтобы выполнялись следующие условия:
а) существовал объект оптимизации (технологический процесс) с управляющими воздействиями (факторами), которые позволяют изменять его состояние в соответствии с требованиями;
б) должна быть правильно сформулирована цель оптимизации, при этом оптимизации подвергается только одна величина;
в) оптимизируемая величина должна иметь количественную оценку. Количественная оценка оптимизируемого объекта называется критерием или параметром оптимизации.
Вид критерия оптимизации определяется конкретной задачей. Наиболее общим критерием оптимальности являются экономические оценки. Общая оценка экономической эффективности процесса (R) включает следующие показатели: производительность В, численно выражаемая объемом выпускаемой продукции в единицу времени; объем капитальных вложений Ф в данное производство; эксплуатационные затраты Э на осуществление процесса; количественный показатель К выпускаемого продукта.
В общем случае экономический критерий оптимальности процесса является функцией от этих показателей: R = f(B, Ф, Э, К).
В настоящее время в связи с возникновением отдельных компаний и фирм получают приоритет задачи внутрифирменного планирования, которые по своей сути мало отличаются от отраслевых задач. Поэтому в настоящей статье уделено большое внимание вопросам выбора способов восстановления изношенных деталей строительных и дорожных машин с использованием критерия минимума затрат.
Сущность оптимизации выбора технологического процесса восстановления изношенных деталей состоит в том, чтобы из множества возможных вариантов выбрать наилучший (оптимальный) по принятому критерию в данных производственных условиях.
Оптимальным вариантом ТПВИД считается такой, при котором в течение перспективного планового периода выполняются необходимые условия технологического процесса, а значение целевой функции достигает экстремума, т. е. наивысшего результата при данных затратах или заданного результата при минимальных затратах.
Оптимизация ТПВИД прежде всего сводится к выбору таких способов (процессов) восстановления, которые минимизировали бы удельные затраты при обеспечении наивысшего качества восстановленных деталей.
Для каждого технологического процесса необходимо определить затраты на восстановление с учетом себестоимости восстановления и удельных капитальных вложений, составляющих суммарные удельные затраты, и на основе сопоставления величин удельных затрат по каждому из возможных вариантов выбирается оптимальный.
Поэтому в соответствии с определением и общей постановкой задачи решение оптимизации выбора ТПВИД является наиболее актуальной и крайне важной проблемой, решение которой позволит избежать не только простоев машин, но и сэкономить трудовые, материальные, топливноэнергетические и другие ресурсы.
Технологический процесс восстановления изношенных деталей строительных и дорожных машин является достаточно сложным производством, включающим технические, технологические, организационные и экономические вопросы, а также много других факторов. Поэтому при разработке математической модели технологического процесса восстановления изношенных деталей, а значит и целевой функции оптимальных затрат на восстановление, воспользуемся теорией анализа производственных функций.
Прежде всего это позволит оценить эффективность затрат на составляющие технологического процесса восстановления (удельные затраты) и таким образом обосновать и разработать целевую функцию минимума удельных затрат по выбору способа восстановления изношенных деталей.
Теория анализа производственных функций процесса восстановления изношенных деталей позволит решить следующие задачи:
· разработать целесообразную (оптимальную) математическую модель оптимизации технологического процесса восстановления изношенных деталей;
· определить оптимальные значения параметров, влияющие на удельные затраты и их изменения во времени и позволяющие решать задачи восстановления изношенных деталей с минимальными удельными затратами (затраты на единицу наработки).
Оптимизация технологических процессов
Оптимизация технологических процессов и систем аналитическими методами также состоит в том, чтобы найти экстремальные значения критерия оптимизации в определенной области изменения значений параметров. Аналитических методов много.
Однако аналитические методы возможны в случае, если имеют место детермированные закономерности, т. е. данному значению какого-либо фактора соответствует определенное значение критерия оптимальности. При этом технологические процессы должны быть хорошо изученными, чтобы можно было построить физические модели процесса, описываемые аналитическими функциями.
В технологии бетонов преобладают все еще недостаточно изученные процессы, в которых большую значимость имеют случайные (стохастические) процессы и которые описать аналитическими методами не представляется возможным. В этом случае для оптимизации процессов используют статистические методы, которые позволяют при данных областях изменения факторов оптимизировать процесс с определенной степенью вероятности. Для этой цели широкое распространение получил метод оптимального планирования эксперимента. Уравнение регрессии достаточно точно описывает исследуемый технологический процесс или систему. Обычно ограничиваются полиномами первой или второй степени, редко используют полиномы третьей степени. Применительно к данному уравнению регрессии разработана методика эксперимента, реализация которой позволяет с помощью ЭВМ по экспериментальным данным вычислить коэффициенты уравнения. Затем, дифференцируя это уравнение в заданных пределах параметров также с помощью ЭВМ, определяют оптимальные условия протекания технологического процесса.
Технологию материалов максимально механизируют и автоматизируют, при этом особое внимание уделяют оптимизации технологических процессов на основе использования ЭВМ. Получение эффективных материалов при минимальных затратах — один из важнейших принципов организации их технологии. Важно также организовать технологический процесс в строгом соответствии с нормативно-техническими документами, обобщающими передовой опыт и способствующими внедрению достижений науки и техники.
Объектами исследования в технологических КНИР могут быть : технологический процесс изготовления детали, отдельная технологическая операция, технологический переход. Иногда объектом исследования может быть технологический метод, например метод обработки отверстий с криволинейной осью и т. д.
Собственно деталь, ее конструктивно-технологические параметры объектом технологического исследования бывает сравнительно редко.
Объект исследования в основном выделяют при анализе состояния проблемы и корректируют, если необходимо, при определении основной цели и задач работы.
Пример №1 Тема КНИР, соответствующий данному направлению : “Исследование точности обработки системы координированных отверстий корпусной детали на автоматической линии из станков ЧПУ”. При задании этой темы обязательно указывают деталь-представитель и сведения об линии для ее обработки.
Объектом исследования является технологическая операция обработки корпусной детали на автоматической линии либо, по согласованию с руководителем, часть технологической операции, выполняемая на одной или нескольких позициях автоматической линии, состоящей из станков ЧПУ.
Целью КНИР является обеспечение качества изготовления корпусных деталей при максимальной производительности автоматической линии.
Основные задачи исследования :
а) исследовать изменение точности изготовления системы координированных отверстий в ходе технологической операции.
б) выявить параметры технологической операции, оказывающие доминирующее влияние на точность ;
в) получить закономерности, описывающие взаимосвязь выделенных параметров технологической операции и точности ;
г) предложить конкретные технологические мероприятия, позволяющие обеспечивать заданную точность обработки при максимальной производительности линии за счет целенаправленного воздействия на выделенные параметры технологической операции.
Пример №2 “ Исследование динамики формообразования цилиндрических поверхностей при отделочных методах обработки “.
Объект исследования – технологический метод (операция) отделочной обработки наружной цилиндрической поверхности. По указанию руководителя может быть выбран один из методов : тонкое точение и растачивание, круглое шлифование, алмазное выглаживание.
Оптимизация технологических процессов изготовления деталей.
В исследованиях этого направления осуществляется поиск условий реализации технологических процессов, операций, методов, оптимальных по достижимому качеству обработки, производительности, затратам.
Пример №3 “Оптимизация обработки наружных цилиндрических поверхностей на токарных станках с ЧПУ ”.
Как оптимизация бизнес-процессов влияет на работу компании?
Прежде чем говорить о том, что такое оптимизация бизнес-процессов, давайте уточним, какие аспекты деятельности предприятия вообще можно отнести к данной категории. Более того, многие авторы используют этот термин без пояснений, как интуитивно понятный, хотя сами зачастую не слишком хорошо его понимают и заменяют альтернативными терминами вроде “бизнес-сущности”.
Итак, бизнес-процессом можно назвать регламентированную последовательность действий нескольких сотрудников, направленную на получение определённого результата, имеющего ценность для заказчика процесса (под заказчиком мы понимаем не только клиентуру, но и того сотрудника, который “принимает эстафету” дальнейшей работы с продуктами процесса). Мы говорим именно о нескольких сотрудниках, потому что действия работника всегда хотя бы косвенно связаны с результатами труда других участников процесса: продавец взаимодействует с поставщиками; штукатур — с каменщиками и т. п. Участие людей является обязательным признаком бизнес-процесса, поскольку полностью автоматизированная последовательность действий переходит в другую категорию процессов — технологических.
Следовательно, оптимизация бизнес-процессов компании (Business Process Optimization) — это комплекс мероприятий, направленных на усовершенствование отдельных направлений или всей деятельности организации.
В чём могут выражаться усовершенствования, какими методами они достигаются, расскажем в этой статье.
Наглядный пример оптимизации бизнес-процесса
Недостатки процесса:
Изучение бизнес-процесса специалистами-аналитиками позволило вдвое сократить время бизнес-процесса и на треть уменьшить использование бумажной документации:
Когда нужно проводить улучшение бизнес-процессов
Для некоторых предприятий оптимизация может оказаться весьма затратным мероприятием, поэтому, прежде чем принимать подобное решение, следует изучить ключевые точки деятельности компании.
Оптимизация целесообразна в следующих обстоятельствах:
Оптимизация бизнес-процессов: пошаговое руководство
Оптимизацию следует отличать от реинжиниринга бизнес-процессов. Реинжиниринг — это однократная революционная методика кардинального изменения деятельности организации, тогда как оптимизация носит эволюционный характер и применяется по мере необходимости и столько раз, сколько это понадобится.
Описание бизнес-процессов
Прежде чем преобразовывать какие-либо процессы, их нужно описать и проанализировать. Описание бизнес-процессов включает всю последовательность действий работников в рамках процесса. Описание выражается в графическом и текстовом виде.
Как создать информативную модель бизнес-процесса? Профессионалы могут рассказать о критериях, методах и даже специальных языках описания, таких как нотация BPMN, которая считается одним из лучших языков моделирования и существенно упрощает работу проектировщиков.
Однако здесь мы рассмотрим основной алгоритм создания полной и понятной схемы.
Если полученная схема бизнес-процесса понятна даже несведущему в вашем бизнесе человеку, значит, работа по описанию процессов выполнена правильно.
Критерии оценки потребности в оптимизации
Имея в своём распоряжении наглядные схемы, мы можем оценить оптимальность бизнес-процессов и сделать выводы о необходимости их улучшения.
В свою очередь, параметры, по которым проводится оценка бизнес-процессов, тоже следует проанализировать. Так, качество конечного продукта проверяется через отзывы клиентов (рекламации). Промежуточные результаты оцениваются по уровню удобства выполнения следующей процедуры.
Эффективность управления бизнес-процессом оценивается с помощью системы качественных и количественных коэффициентов:
Принципы оптимизации
Методология и эффективные приёмы оптимизации
С чего начать оптимизацию бизнеса? При выборе комплекса методов оптимизации необходимо учитывать параметры, влияющие на целесообразность тех или иных мероприятий:
Основные методы улучшения бизнес-процессов
В зависимости от характера выявленных проблем на конкретном предприятии может применяться индивидуальный комплекс методик:
Способы оптимизации бизнес-процессов
Основные приёмы рационализации бизнес-процессов давно известны и с успехом применяются на предприятиях с различной спецификой производства.
Распространённые ошибки оптимизации
Одна из типичных ошибок оптимизации бизнес-процессов в организации — концентрация на психологически значимых, но объективно несущественных элементах деятельности. В результате степень решения проблем получается очень слабой, а зачастую и уходит в минус. Рассмотрим такую ситуацию. При обсуждении срыва сроков доставки менеджер утверждает, что строго придерживался регламента. Соответственно, руководство начинает модернизировать инструкции. Однако менеджер — не специалист-аналитик, он не может изучить начало и конец процесса, дать оценку работе смежных служб. Если бы эта работа была проделана, могло бы выясниться, что менять нужно не регламент, а, допустим, процесс “продажи”.
Другой недочёт внедрения изменений — интуитивная реорганизация процессов. Источники, по которым можно было бы изучить технологию оптимизации, часто написаны сложным, профессиональным языком и изобилуют непонятными формулами. Подобные “руководства” сложно применить к конкретной производственной обстановке.
И, наконец, самая частая ошибка, которая прослеживается практически в каждой организации, — личное участие высшего руководства в оптимизации. Не являясь специалистами в той или иной области, собственники и топ-менеджеры редко могут действительно грамотно рассчитать объёмы и характер необходимых изменений. Кроме того, они тратят на решение этих проблем своё время, которое могло бы быть использовано для реализации стратегических задач.
Внедрение рекомендаций по оптимизационным мероприятиям
В зависимости от масштаба эти работы могут занимать от шести-восьми недель и более.
На практике последовательность действий выглядит приблизительно так:
Работу можно считать оконченной, когда контролирующий орган отметит повышение эффективности деятельности (достижение запланированных показателей) на данном участке.
Заключение
Оптимизация бизнес-процессов — это сложная, многоплановая задача: невозможно за один приём выделить и проанализировать каждый из процессов предприятия, это кропотливый труд. Поэтому, приступая к внедрению новых, оптимизированных технологий, помимо описания целей и задач желательно установить конкретные временные рамки для проведения запланированных работ. Кроме того, необходимо позаботиться об обеспечении лояльности коллектива, для чего необходимо заблаговременно проводить с сотрудниками разъяснительную работу. Не следует забывать, что человеческие ресурсы являются основной ценностью компании и значимым фактором её успешности. Сознательное или бессознательное саботирование мероприятий по оптимизации может свести к нулю все усилия специалистов и высшего руководства организации.