Учебное пособие: Менеджмент операционных систем: анализ и развитие

1.4 КОНТРОЛЬНЫЕ ВОПРОСЫ И ТЕСТ

1. Чем отличатся реинжиниринг процесса от его обычного улучшения?

2. Каковы психологические аспекты совершенствования процессов?

3. За счет чего был ускорен исходный процесс при первой попытке его улучшения?

4. Что обеспечило значительное ускорение процесса при реинжиниринге?

5. Какие особенности психологии людей затрудняют реинжиниринг, и какие из них стимулируют активность команды?

6. Какие требования должны предъявляться к технологическим инструкциям?

ТЕСТ

Т1.1. Результатом реинжиниринга операционной системы с последовательными операциями явилось радикальное уменьшение: 1. Затрат на обработку изделий. 2. Количества передач изделий. 3. Длины передач изделий. 4. Продолжительности обработки изделий.

Т1.2. Какая психологическая характеристика людей является определяющей для их мотивации на фундаментальное изменение процесса? 1. Темперамент. 2. Дисциплинированность. 3. Умение взаимодействовать с сотрудниками. 4. Желание достичь результатов, лучших, чем у конкурентов.

Т1.3. Какое требование к инструкциям способствует эффективному выполнению процесса: 1. Быть краткой. 2. Выделять общие и рекомендуемые действия. 3. Адекватно и однозначно отображать технологические требования. 4. Содержать примеры выполнения процесса.

Глава 2. ОПТИМИЗАЦИЯ ПЛАНА ВЫПОЛНЕНИЯ ПОТОКА РАБОТ

2.1 ЗАДАНИЕ, ЦЕЛИ И ИСХОДНЫЕ УСЛОВИЯ

Цели. Студент должен освоить методологию анализа и оптимизации процессов на уровне бригад, т.е. на организационном уровне, и обрести основы системного и операционного мышления.

Системность касается связи процесса и результата решения задач с заданными условиями, связи интересов субъектов, причастных к процессу, с целевыми функциями и ограничениями.

Операционное мышление основывается на понимании влияния очередности выполнения заказов на производственный результат, возможностей и условий его оптимизации при изменении очередности.

Студент должен приобрести также понимание, знания и умения, необходимые для выполнения следующих функций:

- анализа целей процесса, его функций и методов их реализации;
- моделирования процесса с помощью диаграммы Гантта;
- постановки и решения задачи оптимизации процесса;

- анализа влияния принятых решений на характеристики процесса;
- выбора, обоснования и применения методов выработки решений.

Исходные условия. У фирмы имеется план выполнения пяти заказов. Для каждого из них производятся две последовательные работы 1,2.

Рис. 2.1. Операционная схема выполнения заказов

Варианты их проектной длительности (t1i, t2i) в месяцах по каждому i-му заказу указаны в табл. 2.1. При реализации данной операционной схемы должны соблюдаться следующие технологические условия: ТУ 1. Не допускается параллельное выполнение работ 1,2 на одном заказе. ТУ 2. Одна бригада не может работать одновременно на двух заказах.

Таблица 2.1 - Исходные данные для решения задачи

2.2 МЕТОД ВЫПОЛНЕНИЯ

При построении диаграммы Гантта студент должен учесть заданные выше технологические условия. Согласно ТУ 1 бригада 2, выполнив работу на предыдущем заказе, не может по условию задания перейти к работе на следующем заказе, если на нем не закончила свои работы бригада 1. Следовательно, у нее начнется простой. Согласно ТУ 2, бригада 2 не может одновременно заканчивать свою работу на предыдущем заказе и начинать работу на новом (хотя в реальности это возможно), даже если и имеется такая возможность (бригада 1 уже закончила свою работу на заказе). В данном случае на этом заказе работы не будут производиться до тех пор, пока бригада 2 не закончит свою работу на предыдущем заказе.

Данное задание сформировано на основе примера, взятого из книги В.Португала «Беседы об АСУ». На рис.2.2 работы изображены в виде линейных графиков: работа 1 - сплошной прямой, а работа 2 - прерывистой. Такие графики называются по фамилии их автора - Генри Гантта, предложившего этот способ моделирования в 1906 г, диаграммой Гантта.

В этом примере изменялась очередность выполнения заказов, и были получены парадоксальные, на первый взгляд, результаты. Оказалось, что, во-первых, общее время всех работ зависит от очередности выполнения заказов, и, во-вторых, 2-й вариант очередности позволяет, несмотря на 1 месяц простоя по работе 2, на 1 месяц сократить общее время выполнения всех заказов.

Вариант 1

Вариант 2

Рис. 2.2. Диаграммы работ для двух вариантов очередности заказов

На рис.2.3. подобная диаграмма построена для исходной очередности выполнения заказов, заданной в табл.2.1 порядком следования строк. Показатели этого процесса: общая продолжительность выполнения всех работ Т = 18 мес., продолжительность простоев бригады 2, выполняющей работу 2 - ТП = 2мес.

В задании требуется оптимизировать этот процесс. Для этого нужно, прежде всего, назначить критерий оптимальности и целевую функцию, позволяющую рассчитать определяемую критерием характеристику варианта.

Рис. 2.3. Пример построения диаграммы Гантта по заданию

Критерий оптимальности определяет, какой вариант решения считается лучшим. Этот критерий конкретизирует вид экстремальности характеристики: минимум, максимум, минимакс, максимин. Но надо знать, для кого он лучший - для Заказчика или для Исполнителя работ. У них разные интересы, которые могут быть выражены разными критериями. У Заказчика критерием оптимальности является минимум общей продолжительности процесса, а у Исполнителя - минимум затрат. Эти критерии отражают их отличающиеся интересы. Использование этих критериев приводит к разным вариантам процесса.

В данном задании в качестве критерия оптимальности должен быть назначен минимум общей продолжительности выполнения работ по всем заказам. В этом случае целевая функция представляет собой сумму Т времени выполнения работы 1 по всем заказам и времени выполнения работ 2 после окончания всех работ 1.

Общая продолжительность процесса и простоев зависит от очередности выполнения заказов. Она является управляемым параметром при совершенствовании процесса. Поэтому следует попытаться изменить очередность таким образом, чтобы общая продолжительность процесса стала минимально возможной.

Студент должен обратить внимание на то, что в этой задаче уменьшение времени простоев, возникающих из-за необходимости соблюдения технологических условий ТУ 1,2, может не приводить к минимизации общего времени выполнения заказов. Возможны варианты очередностей, при которых время простоев бригады 2 будет больше, чем при других вариантах, а общее время выполнения процесса будет меньше.

Проанализировав диаграмму Гантта, можно сделать вывод, что для уменьшения Т необходимо в последнюю очередь выполнять заказ, у которого наименьшее время по работе 2, а в первую очередь выполнять заказ, у которого раньше должна начаться работа 2. Для этого у данного заказа должно быть наименьшее время по работе 1.

Такой анализ позволяет выработать так называемые эвристические правила. Они основаны на логике и опыте практического формирования плана работ. Однако применение таких правил не гарантируют оптимальность найденного решения, т.е. не гарантируют, что это решение является наилучшим по заданному критерию оптимальности и целевой функции. В этом состоит ограниченность эвристических правил и методов планирования. В этой задаче возможное количество вариантов равно факториалу от числа имеющихся заказов. При пяти заказах это - 120 вариантов очередности, а при 10-ти заказах - более 3,6 млн. вариантов.

Гарантию оптимальности решения может дать либо перебор всех возможных вариантов и выбор из них наилучшего, либо применение математической теории, в которой имеется доказанный метод решения задачи. Понятно, что при таком количестве вариантов их перебор невозможен в приемлемое время. Поэтому необходимо искать математический метод. Для данной задачи таким является метод Джонсона.

Метод Джонсона позволяет найти оптимальную очередность выполнения заказов по критерию minТ, применив следующую циклическую последовательность действий с исходными данными табл.2.2:

1. Найти в табл.2.2 минимальное значение tji, где j Є{1.2}.

2. Если минимальное значение tji находится в столбце работа 1, то номер строки, содержащей это значение, надо поместить в начало очереди, если же - в столбце работа 2, то номер этой строки следует поместить в конец очереди.

3. Исключить из таблицы строку с найденным минимальным значением tji и перейти к пункту 1.

Таблица 2.2 - Исходная очередность выполнения заказов и плановые длительности tji работ 1,2, мес.

Если имеются одинаковые значения времени в двух столбцах, то безразлично, с какого из них начинать реализацию алгоритма. Соответствующие им заказы однозначно попадут на свои места в формируемой очередности их выполнения.

В табл.2.3 показаны результаты применения этого метода для определения очередности заказов, при которой будет минимальной общая продолжительность выполнения заказов. В исходном состоянии, до применения алгоритма строка очереди не заполнена. Выполнив 1-е действие алгоритма, увидим, что минимальным является tji=1 в 1-м столбце 4-й строки. Учитывая это, согласно 2-го действия номер этой строки (4) следует поместить в начало очереди, что и сделано в цикле 1.

После исключения из табл.2.2, в соответствии с 3-м действием алгоритма, данной строки, будет выполняться цикл 2. Его результатом будет помещение номера строки 5 в конец очереди.

Таблица 2.3 - Формирование очередности заказов