Модели формирования планов освоения и выпуска изделий при оптимальном управлении качеством продукции

Описание типовых ситуаций. При формировании плановых производственных заданий на освоение и выпуск новой продукции возникают практические ситуации, когда изделия приоритетной номенклатуры не в достаточной степени обеспечены необходимыми материалами и полуфабрикатами. Кроме того, не вполне отработана конструкторско-технологическая документация и подготовлены средства технологического оснащения данного вида продукции, а также не обучен в необходимой мере производственный персонал. Для таких условий характерны неритмичность производства, простои производственного персонала и оборудования, что в конечном итоге может крайне неблагоприятно отражаться на качестве выпускаемой продукции и эффективности производства. В таких ситуациях трудно надеяться на скорое освоение и выпуск новой продукции хорошего качества на данном предприятии (производстве, цехе, участке).
В то же время имеется возможность на данном предприятии осуществлять освоение и выпуск неприоритетной номенклатуры изделий, для которой имеются вполне приемлемые условия ее выпуска с хорошим качеством. При этом под приоритетной продукцией данной номенклатуры подразумеваются такие изделия, которые в соответствии с календарными планами и директивными документами вышестоящих организаций должны быть запущены в конкретные сроки. А под неприоритетной номенклатурой изделий подразумеваются такие изделия, которые запланированы к освоению и запуску их в производство в несколько более отдаленные сроки по сравнению с приоритетными изделиями. В таких случаях с целью выпуска продукции хорошего качества, по-видимому, необходимо найти некоторое компромиссное решение вопроса, а именно: во-первых, следует организовать выпуск определенной части неприоритетной номенклатуры изделий, поскольку ее тоже необходимо осваивать; во-вторых, следует приступить к освоению и выпуску определенной части изделий приоритетной номенклатуры, а остальную часть передать временно другому предприятию, у которого имеются условия для выпуска этой продукции хорошего качества. Какие конкретно изделия следует осваивать к выпуску на данном предприятии, можно решить на основе проведения некоторого формального анализа, что приведет к некоторому удорожанию выпуска продукции на данном предприятии, но в целом повышает эффективность производства и качество выпускаемой продукции.
Формализация процесса формирования плановых заданий. Вышеописанную производственную ситуацию формально можно описать следующим образом. На момент времени формирования ,к-го планового задания в 5-м цехе на д-м участке имеется следующая номенклатура изделий.
1.            Множество изделий приоритетной номенклатуры, обеспеченной необходимыми ресурсами на момент времени /&; при этом производственные мощности не догружены. Для этого случая в производство изделий из множества П — символ пересечения множеств; 0 — обозначение пустого множества.
3.            Множество       1 изделий неприоритетной номенклатуры, обеспеченной ресурсами. Для этого случая.
В рассматриваемой производственной ситуации задачу формирования планового задания на освоение и выпуск изделий сформулируем следующим образом: по 5-му цеху (производству) на д-м участке к моменту времени включить в плановое задание на выпуск множества изделий {Я°Л или         которые удовлетворяют следующим условиям эффективности производства:
отклонения фактических сроков запуска Мг изделий г-й номенклатуры в интервале времени Д/& должна быть максимальной, т. е.
при ограничениях (123)—(128) для множества изделий и при ограничениях (129)—(133) для множества изделий.
Решение данной задачи относится к классу многоэкстремальных с множеством стратегий, т. е. с выбором определенного множества изделий или {#59), которое обеспечило бы экстремум по всем критериям эффективности вида (133)—(140).
В рассматриваемой производственной ситуации формирование процесса планирования происходит в условиях значительной неопределенности, хотя в принципе известно состояние каждой стратегии в отношении множеств изделий и применительно к критериям (133)—(140). Однако в целом затруднительно отдать предпочтение той или иной стратегии. Описанная неопределенная ситуация не имеет конфликтной окраски, т. е. никто никому явно или неявно не противодействует, а полностью зависит от неизвестной объективной действительности, которую в теории игр и статистических решений принято называть природой, или внешней средой. В рассматриваемой неопределенной ситуации практически отсутствуют реальные возможности осуществить производственные эксперименты для оптимизации процессов формирования плановых производственных заданий. Поэтому в данной ситуации для принятия конкретных решений следует исходить из обеспеченности некоторого гарантированного результата.
В теории игр и статистических решений предлагается ряд критериев оптимального выбора решений, которые можно использовать для выбора рациональной номенклатуры изделий. Опыт показывает, что при практическом применении критериев оптимальности рекомендации, получаемые на их основе, могут не совпадать. Это обстоятельство еще более усугубляет процесс принятия решений в условиях неопределенности. Однако необходимость обоснования принимаемых решений в условиях неопределенности в поставленной задаче остается.
Наиболее известными критериями оптимальности применительно к рассматриваемой задаче являются: минимальный критерий Вальда, критерий минимального риска Сэвиджа и критерий пессимизма-оптимизма Гурвица.
В рассматриваемой производственной ситуации математическая модель принятия решений по критериям Вальда, Сэвиджа и Гурвица определяется стратегиями формирования плановых производственных заданий, а именно: критериями эффективности системы планирования.
В соответствии с критерием оптимальности Вальда в качестве оптимальной выбирается такая стратегия, при которой минимальный выигрыш будет максимальным, т. е. стратегия, гарантирующая выигрыш не меньшей, чем максимин:
= шах Ш1п а(150)
Данный критерий рекомендует формально выбирать такую стратегию, для которой в худших условиях выигрыш максимален. Пользуясь этим критерием, рассматриваемой производственной ситуации как бы ставится взамен незаинтересованная внешняя среда (активный и злонамеренный противник, делающий все, чтобы помешать достичь желаемого результата). При этом ориентируются на худшие условия, зная наверняка, что «хуже этого не будет».
В соответствии с критерием Сэвиджа в качестве оптимальной стратегии выбирается такая стратегия, при которой величина риска принимает наименьшее значение в самой неблагоприятной ситуации. Она гарантирует минимум минимального риска.
Принятые обозначения: «+» и «—» — соответственно выбор стратегии 1= 1,2} по соответствующему критерию, что обеспечивает формальное принятие конкретного планового решения в данной задаче.
Согласно критерию Гурвица в качестве оптимальной стратегии выбирается такая стратегия, которая занимает некоторое промежуточное положение между крайним пессимизмом и оптимизмом. Этот критерий имеет вид, где а — «коэффициент пессимизма», выбираемый между нулем и единицей. В рассматриваемой задаче коэффициент а определяется экспертным методом в зависимости от запаса устойчивости хода производственного процесса. В начале календарного периода (начало декады, месяца, квартала, года), когда запас устойчивости достаточно большой, целесообразно выбирать а< 0,5. По мере уменьшения запаса устойчивости производства к концу календарного периода следует выбирать а > 0,5.
Рассмотрение критериев оптимальности позволяет обосновывать конкретную стратегию при формировании плановых производственных заданий на освоение и выпуск продукции в условиях значительной неопределенности. Практическое применение трех критериев оптимальности к задачам данного типа, как правило, приводит к совпадению стратегий планирования по двум критериям, представляемым в матрице.