Структура и функции управления микробиологическим предприятием

Основные направления совершенствования планирования и управления предприятием
Особенности микробиологического производства, представля­ющего совокупность сложных стадий технологического процесса, обусловливают высокие требования к управлению на всех уров­нях — от уровня аппарата до уровня предприятия.
Необходимость совершенствования управления на современном этапе представляется особенно актуальной в связи с решением задач, по ускоренному развитию отраслей, выпускающих средства интенсификации сельского хозяйства страны. Выделим три направления роста производства продукции микробиологической промышленности:

1. 
   Улучшение качества микробиологической продукции.
   
2. 
   Ускорение научно-технического прогресса и повышение производительности труда на основе разработки новых перспективных видов продукции, применения высокоэффективных штаммов, совершенствование питательных сред, отработка технологических линий, отвечающих современным требованиям микробиологического синтеза, ускорение реализации научно-технических открытий и разработок.
   
3. 
   Повышение эффективности микробиологического производства, улучшение плановой работы, реализация комплексного подхода к управлению и планированию и органической связи плана с достижениями науки и техники, передового опыта; концентрация сил и ресурсов на выполнении производственных программ, рациональное использование производственных фондов, трудовых и финансовых ресурсов.
   

Таким образом, стоит задача совершенствования как технологических процессов, так и управления предприятием, что предполагает создание интегрированной системы управления, использую­щей современные средства вычислительной техники для сбора, об­работки, представления информации и выработки управляющих воздействий, устройства, позволяющие автоматизировать управление технологическими процессами (датчики физико-химических измерений, дистанционно-управляемая арматура), с одной стороны, и экономико-математические модели и методы для оптимизации управленческих решений, изыскания и использования внутрипроизводственных резервов с другой.
Управление процессами превращения исходного сырья и мате­риалов в готовую продукцию представляет собой взаимосвязанную совокупность разнообразных функций по сбору технологической информации, контролю, анализу и регулированию состояния про­цесса, контролю за поступлением ресурсов и т. д. По сложности процесс управления производством находится на пределе возмож­ностей человека, а порой и превышает эти возможности. Рассогла­сование же во времени между процессами, происходящими на объ­ектах управления , и управляющими воздействиями запаз­дывание информации о состоянии процесса ведут к безвозвратным потерям живого и овеществленного труда.
Существующая в настоящее время система учета и контроля состояния производства регистрирует только основные показатели хода производства на каждую календарную дату.
В этих условиях анализ производственно-хозяйственной дея­тельности предприятия на всех уровнях иерархии может быть вы­полнен только после обработки технико-экономической, учетной и статистической информации, т.е. примерно 1 раз в месяц. Нам же необходим экспресс-анализ состояния производства и технико-экономических показателей на всех уровнях предприятия на теку­щую дату. Для этого информация, описываемая вектором внутрен­него состояния процесса должна оперативно поступать на все уровни управления. Это возможно только в условиях автоматиза­ции сбора, обработки информации и представления ее руководству (информационно-управляющему органу) в виде, удобном для при­нятия обоснованного решения (например, в виде таблиц, графиков со всеми необходимыми комментариями). Только автоматизация сбора, обработки, агрегирования (укрупнения) информации и опе­ративное её представление в удобном для анализа виде открывает принципиальную возможность использования современных методов оперативного управления все усложняющимся производственным процессом.
При этом, следует учитывать, что по мере движения этой ин­формации вверх по иерархическим уровням происходит превраще­ние содержательной части этой информации из технологической на уровне аппарата в технико-экономическую на уровне цеха и в основном экономическую на уровне предприятия .
Автоматизация обработки информации позволяет организовать оперативный учет и контроль хода производства, своевременно оп­ределять потери сырья, материалов, энергетических ресурсов и ус­транять причины, вызывающие эти потери. Оперативное (с циклом в сутки) определение фактических расходов ресурсов на всех иерархических уровнях производства и сопоставление этих данных с плановыми и нормативными позволяет своевременно принять необ­ходимые решения и посредством управляющих воздействий скоррек­тировать условия протекания процесса (заменить неисправное обо­рудование, усилить контроль за каким-либо параметром, улучшить качество питательной среды, посевного материала и т.д.).
Значительным источником экономии сырья в микробиологиче­ской промышленности является снижение дефектных и низко-ак­тивных операций, что достигается внедрением автоматических ком­плексов управления технологическими аппаратами. Этот путь по­вышает точность регулирования параметров процесса, устраняет ошибки производственного персонала, позволяет оптимизировать технологические процессы.
Принятию обоснованного решения, как правило, предшествует рассмотрение большого количества разнообразных вариантов, отли­чающихся различными ограничениями и критериями. Найти опти­мальные из них можно лишь с помощью особого инструмента — набора математических методов и средств вычислительной техники.
Необходимость применения методов оптимизации возникает на всех уровнях планирования и управления. Так, на уровне аппарата это технико-экономическая оптимизация процесса, т.е. выбор таких режимов протекания процессов в аппарате, которые позволят по­лучить максимальное количество целевого продукта при минималь­ных затратах живого и овеществленного труда, оптимизация опе­ративно-календарного планирования. На уровне предприятия воз­никают задачи оптимизации перспективного и технико-экономиче­ского планирования, задачи распределения годовой производствен­ной программы по календарным периодам. Это задачи многокрите­риальной оптимизации, так как необходимо достичь максимальных значений нескольких обобщенных показателей, таких как объем то­варной и реализованной продукции, номенклатура, прибыль, себестоимость, рентабельность и т. д., при наличии большого количества ограничивающих факторов — производственных мощностей участ­ков, ограничений по ресурсам, условий сбыта продукции, финансо­вых возможностей предприятия и т.д.
В условиях интенсификации общественного производства боль­шое значение приобретают вопросы изыскания и использования внутрипроизводственных резервов на всех уровнях производствен­ной иерархии. Основу для решения проблемы составляет поиск не­обходимых экономико-математических методов для формализации и моделирования производственных процессов. Только используя экономико-математические методы и средства сбора, обработки и представления информации в удобном для восприятия виде, мож­но решать и такую проблему, как расшивка узких мест в произ­водстве. Для правильного определения путей решения этой пробле­мы необходимо иметь в распоряжении управляющего органа не только всю необходимую информацию о поведении объекта во вре­мени, состоянии предметов труда, средств труда, использовании ресурсов, но и возможность многовариантного просмотра предлагае­мых решений.
Прогнозирование ожидаемых результатов производственно-хозяйственной деятельности в условиях неполной информации в на­стоящее время производится интуитивно. Автоматизация сбора, об­работки и представления информации о состоянии производства и математические модели, имитирующие производственные ситуа­ции, позволяют превратить прогнозирование из искусства в науку, принимать практически безошибочные решения, повысить качество управления производством.
В условиях автоматизации сбора, обработки, хранения инфор­мации появляется возможность иметь любые данные о процессе, технологическом оборудовании, о ресурсах, составляющие базу дальнейшего совершенствования технологических регламентов. Ин­формация о состоянии оборудования, его производительности пред­ставляет собой ценный материал для анализа работы технологиче­ских аппаратов с целью их дальнейшего совершенствования и заме­ны на прогрессивные и более производительные типы установок.
Внедрение автоматических комплексов управления, устране­ние ручного труда в технологическом процессе, включая подготовку и проверку оборудования, создает условия для смягчения дефици­та трудовых ресурсов, снижения текучести кадров, повышает пре­стижность профессии аппаратчиков и лаборантов.
Таким образом, внедрение экономико-математических методов и вычислительной техники в планирование и управление производ­ством изменяет характер труда, позволяет поднять квалификацион­ный уровень персонала, повысить уровень исполнительской дис­циплины, уровень ответственности, объективно учитывать и оценивать результаты труда каждого.
Вместе с тем в разработке аппарата экономико-математическо­го моделирования есть свои проблемы. Общая экономико-матема­тическая модель функционирования многоуровневой системы микро­биологического производства, которая приводилась выше, может быть реализована на базе информационной модели, но будет весь­ма, громоздкой. Такая модель может быть использована для имита­ции в ходе численного эксперимента на ЭВМ различных производ­ственных ситуаций и оценки последствий от принимаемых реше­ний, но вряд ли она применима для аналитического исследования.
Следовательно, возникает проблема упрощенного математиче­ского описания системы, которую можно решить путем перехода от информационных моделей, рассмотренных выше, к объемным «моделям, являющимся основным инструментом задач оптимально­го планирования и управления всех уровней микробиологического производства. В этих условиях цели планирования и управления формируются в терминах объемов выпускаемой продукции, мы от­казываемся от фиксации расположения операций по агрегатам, не учитываем длительности технологических операций на отдельных агрегатах, а переходим к суммарным величинам. Применяя, кроме этого, упрощения, связанные с линеаризацией и упрощением структуры, можно перейти к модели, где количество переменных совпадает с числом продуктов и ресурсов, циркулирующих в про­изводстве. Причем эта модель может быть сведена даже к линей­ной модели математического программирования. Модели оптималь­ного планирования можно использовать не только для решения традиционных задач расчета оптимальных планов, но и для анали­за использования ресурсов, выявления определения внутрипроиз­водственных резервов, формирования планов, гарантирующих мак­симальное использование ресурсов.
Следует отметить, что огромным преимуществом математиче­ских моделей является прежде всего то, что они позволяют прове­рить эффективность принимаемых решений, не прибегая к прак­тической реализации. В этой простой идее, действительно состав­ляющей фундамент применения экономико-математических моде­лей, имеются, однако, и «подводные камни». Один из них — не­полная адекватность модели реальности. Повышение точности опи­сания производственных процессов в рамках экономико-математи­ческой модели может быть достигнуто за счет более полного учета всех факторов, существенно влияющих на процессы функциони­рования системы, в том числе и факторов, имеющих вероятностную природу. Включение в модель случайных факторов позволяет учесть любые не вполне детерминированные явления (изменения в качестве сырья и материалов, брак продукции, выход из строя агрега­тов и т.д.)
Построение экономико-математических моделей производствен­ных процессов для технико-экономической оптимизации является весьма сложной и многоплановой проблемой. Для микробиологиче­ского производства эта проблема усложняется еще и тем, что мик­робиологический синтез — сложный, вероятностный процесс, плохо поддающийся формализации посредством математического модели­рования. Тем не менее, построение математических моделей отдель­ных стадий микробиологического производства вполне реально и эффективно. Можно, в частности, идти по такому пути. Сначала разрабатывать математическую модель какой-либо стадии производ­ственного процесса. По выбранному критерию (целевой функции), скажем, по максимуму выхода продукции (активность, титр и т. д.), выполнить оптимизационный расчет параметров модели, нормы расхода материальных и энергетических ресурсов, длительность производственного цикла, изменение температуры, расхода воздуха, рН и т. д. Эти нормы и нормативы, занесенные на внешние запоминающие устройства ЭВМ, выступают затем исходными данными для следующего уровня оптимизации - комплексной оптимизации производственной программы предприятия и календарных планов цеха.
При накоплении информации для прогнозирования поведения системы в условиях воздействия случайных факторов удается так­же решить задачу оптимального планирования в стохастической постановке.
Следует отметить, что наличие мощного экономико-математи­ческого аппарата оптимального планирования и моделирования процессов микробиологического производства позволяет рассмотреть множество разновидностей планово-производственных ситуаций с целью выявления и устранения узких мест в производстве.
Таким образом, совершенствование управления и решение про­блемы повышения эффективности производства, с одной стороны, связано с созданием оперативной системы получения и обработки информации, с разработкой и применением методов оптимального планирования производства, а с другой — с автоматизацией тех­нологических процессов. Это может быть достигнуто в рамках ав­томатизированной системы управления производством и технологи­ческими процессами - интегрированной многоуровневой АСУ пред­приятия микробиологической промышленности. Такая система управ­ления должна строиться исходя из общей иерархии управления на предприятии, из особенностей каждого уровня иерархии. Это дости­гается различными комплексами технических средств. Так, на уров­не аппарата основными техническими средствами автоматизирован­ного управления служат специализированный микропроцессор, дат­чики измерении параметров процесса, преобразователи информа­ции, управляющие устройства и исполнительные механизмы. Применение технических средств для непосредственного управления процессом в аппарате повышает точность поддержания параметров процесса в пределах регламента, создает основу для оптимизации процесса, устраняет ручной труд производственного персонала, все это приводит к улучшению технологических показателей, более полному использованию оборудования, предотвращает возникнове­ние дефектных и низко-активных операций и т.д.
Технической базой на уровне участка являются специализиро­ванные устройства управления (микропроцессоры), объединенные в единую систему, управляемую с автоматизированного рабочего места (АРМ), представленного блоком управления, мнемосхемой, отражающей состояние процессов в аппаратах, и пультом управле­ния, задающим режим работы технологических установок на участке.
На уровне цеха технической базой являются управляющие вычислительные машины типа СМ с устройствами отображения ин­формации (дисплейными модулями). Эти УВМ соединены посредством каналов связи; с одной стороны, со специализированными микропроцессорами нижнего уровня, с другой — с ЭВМ на уровне предприятия.
Локальные сети, сервера, АРМы, микроконтроллеры.