Глава 12. Системная интеграция

и решающий фактор экономической эффективности производств. Производства, на которых из-за проблем качества бракуется большая часть продукции или товар не находит спроса у потребителей, не имеют шансов на выживание.

Международный стандарт ISO 9000 касается управления качеством в различных технических процессах. Этот стандарт не определяет, как должно обеспечиваться качество, - для этой цели имеются тысячи других стандартов; в конце концов эта проблема решается только на основе применения отработанных технологий и других знаний. Стандарт ISO 9000 касается вопросов, как можно определить качество при разработке проекта и в контрактах между производителями и заказчиками.

Стандарт ISO 9000 "Управление качеством и стандарты обеспечения качества" в действительности является набором из пяти стандартов (ISO 9000-9004), в которых определен порядок контроля и управления на различных фазах организации работ по проекту . Эти стандарты определяют также, в какой степени производитель и заказчик делят ответственность на разных этапах выполнения проекта и правила контрактных отношений. Стандарт относится не только к технической продукции или проектированию предприятий, а описывает также соответствующее обслуживание и организационные мероприятия со стороны поставщика. Другими словами, поставщик, стремящийся обеспечить качество своей продукции, может следовать указаниям стандарта ISO 9000 в организации собственного производства и предъявлять заказчикам соответствующие сертификаты.

12.5.3. Путь к автоматизированным заводам?

Автоматизированная система управления производством (АСУП, Computer Integrated Manufacturing - CIM) стала ключевой концепцией автоматизации производственных процессов. Подразумевается объединение всех потоков информации, связанной с производственной деятельностью предприятия. Следует, конечно, заметить, что далеко еще то время, когда целый завод можно будет включить нажатием одной кнопки (и даже еще не ясно, необходимо ли добиваться этого).

Реализация АСУП - не простая задача. Автоматизация не значит "все или ничего", это - постоянное усовершенствование и развитие. И такое развитие не ограничено рамками фабрики или завода. В качестве примера весьма показательно сравнить изменения в производстве автомобилей за последние десять лет в США, Европе и Японии. В Японии параллельно с внедрением автоматизации новые модели автомобилей проектировались так, чтобы их было проще производить. В Европе прогрессивные изменения вводились на существующих заводах. В США подход заключался в том, чтобы автоматизировать все и сразу и чтобы старые операции выполнялись машинами вместо рабочих. Результат конкуренции был следующим; на заводах Toyota около 100 ООО рабочих выпускали почти столько же автомобилей в год, сколько более полумиллиона - на заводах General Motors (и тем не менее в Японии цифры безработицы держатся ниже, чем в Европе и США). Позднее и европейские, и американские производители хорошо усвоили японские уроки. К сегодняшнему дню конкуренция между всеми производителями усилилась.

Мораль истории заключается в том, что "системное мышление" не ограничивается технологией производства, а включает огромное множество других факторов, ко-

торые, возможно, более трудно определить и описать, но которые не менее важны для конечного результата. Постоянное сравнение предполагаемого решения с поставленными целями является обязательной процедурой.

Другим примером является производство широко известных швейцарских наручных часов Swatch, где решающую роль сыграло изменение конструкции. Вначале было резко сокращено количество монтируемых деталей, что в свою очередь сделало возможным массовое производство и, следовательно, существенное снижение цены этого высококачественного изделия.

АСУП - это не набор программ, который можно приобрести в готовом виде или специально адаптировать к определенной производственной ситуации. Вся деятельность предприятия должна быть спланирована и организована таким образом, чтобы технологии автоматического управления были сначала внедрены на уровне производственных участков и затем постепенно распространялись бы в другие области. Внедрение АСУП не является быстрым решением - его следует рассматривать скорее как эволюцию, нежели революцию.

Японский принцип организации производства сконцентрирован в знаменитом лозунге "Точно в срок" (Just-in-Time - JIT). Такая организация производства применяется для снижения объема запасов и складов, т. е. промежуточных накопителей между станками и между предприятиями. Этот принцип основан на поставке компонентов точно в тот момент, когда они необходимы. Крупные компании, особенно в автомобильной промышленности, могут, таким образом, обходиться без больших и дорогостоящих складских помещений.

Впервые JIT-принцип был применен на заводах Toyota. Он сочетает социально-экономические факторы с техническими методами и принимает во внимание как информационные технологии, так и распределение ответственности между персоналом предприятия и поставщиками. Воплощение принципов JIT - это продолжительный и дорогостоящий процесс, на конвейерах Toyota он занял около десяти лет.

Дополнительным аргументом внедрения метода JIT было то, что накопление запасов на складах скрывает проблемы производства. Для объяснения этого подхода японские специалисты использовали следующую аналогию. Буферные склады подобны воде в гавани, а дно представляет собой проблемы. Буфер-вода скрывает профиль дна, и корабль может налететь на невидимые скалы. Если же уровень воды низкий, то дно легко просматривается, и при необходимости можно выполнить обходные маневры. Подобным образом, если промежуточные хранилигца исключены из производственного процесса, то проблемные области становятся яснее, поэтому необходимое решение найти проще.

Для европейских и американских компаний основной целью является извлечение быстрой прибыли на существующих рынках. Проектирование и маркетинг сфокусированы на этой цели, а главный объект внимания - это производимые товары. В Японии, напротив, учитывается и производственный процесс. Стратегия компаний ориентирована не только на извлечение быстрой прибыли, а скорее на долгосрочный рост и стабильность. Наряду с развитием производства японские специалисты предпринимают У"мия по созданию связанных с ним рынков с долгосрочными

тенденциями. Это не всегда соответствует боле

В России эта область регулируется группой стандартов ГОСТ 40.900х-88. - Примеч. ред.

быль политике западных компаний. Тем не жились в

е жесткой, ориентированной на при-

итике за" "" «« японские взгляды постепенно при-

0 многих европейских и американских компаниях.

Каждая медаль имеет оборотную сторону. Благодаря внедрению JIT склады компаний-заказчиков сократились, однако склады поставщиков увеличились. Поскольку склады частично переместились на улицы (транспортировка), то возросла интенсивность дорожного движения. Проблемы доставки, связанные с перемещением по городу, настолько сильно влияют на транспортные связи, что лозунг "Точно в срок" все больше и больше превращается во что-то вроде "Точно в пробку" (Just-in-Line). Так что приведенное выше сравнение можно продолжить - когда уровень воды низкий и морское дно обозримо, возникает несудоходное мелководье. Фактически высокая зависимость концепции JIT от внешних факторов с течением времени привела к тому, что компании Toyota, Nissan и их последователи опять стали сооружать склады на новых заводах.

Вычислительная техника работает как усилитель информации и, следовательно, усугубляет и положительные и отрицательные стороны процесса или системы. При помощи ЭВМ то, что работает удовлетворительно, будет работать лучше, но то, что работало плохо, перестанет работать вообще. Техника никогда не должна становиться самоцелью, замыкаться сама на себя. Кофеварку можно снабдить микропроцессором, но это не означает, что кофе будут пить иначе, чем если вода для его приготовления кипятилась на плите. Главным является точное определение достижимых целей и проектирование соответствующего инструментария или автоматизированной фабрики. Цели должны быть ясно обозначены, например:

- снижение времени на производство единицы продукции с 2 часов до 45 минут;

- снижение затрат на производство единицы продукции на 10 %;

- управление качеством: снижение брака с 20 % до 5 %;

- снижение времени простоев (когда станок не используется, поскольку предыдущий не закончил операцию) на 50 %.

Если таких целей нельзя достигнуть с помощью автоматизации, или существуют другие, не связанные с автоматизацией решения, то лучше и не "автоматизировать"!

12.6. Заключение

ЭВМ применяется в управлении процессами для сбора, анализа и архивирования информации, однако других приложений помимо собственно регулирования довольно мало. Предстоит еще много сделать для расширения их функций.

В системах цифрового управления сравнительно просто испытывать новые стратегии управления, поскольку работа ЭВМ полностью изменяется при модификации программного обеспечения и при этом не требуется переоснащения или перепроектирования аппаратной части. Поэтому цифровые системы управления представляют собой не просто новый способ применения отработанных принципов управления, но скорее полностью новую технологию, более гибкую и обладающую новыми возможностями.

Внедрение систем управления происходит на многих уровнях. Окончательный выбор конкретного решения диктуется не только техническими соображениями, но и такими разнообразными факторами, как наличие персонала, рабочая среда и т. д-Для крупных проектов, типичных для производства, имеются универсальные пакеты программного обеспечения для организации мониторинга и управления, настраиваемые с помощью таблиц параметров. Преимущество таких готовых решений в том, что

они проще в настройке и эксплуатации, чем заказные разработки. Часто такие системы поддерживают ведение документации проекта.

Автоматизация является важнейшей технологией, обеспечивающей качество и эффективность производства, а ВТ - важнейшая составная часть автоматизации. Будущее автоматизации не ограничено производством - ей отведена решающая роль и в эффективном использовании природных ресурсов, и в защите окружающей среды от слишком быстрого и неконтролируемого промышленного развития. Автоматизация - одно из реалистичных решений проблемы достижения высокого качества жизни в мире, в котором стоит жить.

Рекомендации по дальнейшему чтению

В дискретном производстве встречаются разнообразные задачи цифрового управления. Описательный материал по этим проблемам можно найти в [Groover, 1987], а более аналитический подход содержится в [Gershwin, 1994].

[Brooks, 1975] - это остроумная и насыщенная брошюра, посвященная реальным сторонам (читай: задержкам) планирования разработок в области программного обеспечения. Может быть рекомендована для менеджеров в области разработки программного обеспечения, особенно если у них нет собственного опыта программирования.

Общее введение в надежность программ дано в [Littlewood/Strigini, 1992]. Требования к надежности сложных и распределенных компьютерных систем, рассматриваемые с позиций аппаратного и программного обеспечения, а также систем связи, обсуждается в [Tanenbaum, 1995].

В [Ullman, 1988] на высоком уровне описаны базы данных различных типов (ре-яяционные, иерархические и т. д.) как частные случаи общей идеи базы данных. При-менених экспертных систем для диагностики сбоев обсуждается в [Hayes-Roth/Waterman/Lenat, 1983].

Важным источником информации являются каталоги изделий, выпускаемые производителями аппаратуры и программного обеспечения для промышленной автоматики. Некоторые из них очень содержательны и написаны вполне в педагоги-геском стиле.

„ Стандарты и организации

Приложение стандартизации

Необходимость стандартизации интерфейсов между различными компонентами и системами давно осознана и промышленностью, и пользователями. Эта книга постоянно ссылается на стандарты.

Основное назначение стандартов - обеспечить совместимость различных компонентов и требуемое качество продукции. Стандарты разрабатываются национальными и международными комитетами, а также многочисленными профессиональными и правительственными организациями, в работе которых обычно участвуют представители компаний-производителей, научных организаций, университетов, правительственных учреждений. Выпущенные ими документы используются в качестве руководства при создании новых компонентов и услуг. Тем не менее во многих случаях действующие стандарты не обязательно представляют собой лучшие технические решения, поскольку они описывают уже существующие реализации и таким образом создают "области совместимости". Иногда организации по стандартизации пытаются определить общие рамки, на базе которых должны создаваться конкретные стандарты и технические решения.

С другой стороны, некоторые разработки отдельных компаний получили столь широкое одобрение в промышленности, что стали стандартами де-факто. В этом отношении "анархия", свойственная промышленности и свободному рынку, дает лучшие результаты, которые хотя и не являются стандартами в полном смысле, но имеют большее распространение и признание, чем то, что создается заорганизованной и медлительной международной бюрократией. Наиболее успешными оказались те решения, которые оставляют известную свободу производителям и позволяют выпускать продукцию с разумными затратами на базе имеющихся механических и электрических разработок.

В различном контексте используется разная терминология - "стандарты" {standards), "рекомендации" {recommendations), "руководящие указания" {guidelines) и т. п. Официальный статус стандартов имеют только те документы, которые выпущены правительственными или общепризнанными профессиональными организациями. Любые другие рекомендации, руководства и прочие документы не носят официального характера и их применение зависит исключительно от пользователя.

Стандарты могут быть либо официальными - де-юре, либо фактическими -де-факто. Официальные {legal) стандарты выпускаются либо государственными, либо межправительственными организациями, либо общепризнанными организациями, созданными производителями. Фактические стандарты, часто называемые промышленными, возникают достаточно спонтанно, когда на практике почти все делают одно и то же или используют один и тот же продукт, но официально никто не формулирует соответствующее решение. Так было, например, с "промышленным стандартом персонального компьютера", что означало IBM PC и его клоны, с модемным протоколом компании Hayes, языком управления принтером компании Epson и другими. Многие Фактическиестандарты позднее были одобрены официальными организациями. Характерно ч о фактическими стандартами пользуются все, хотя никто не обязывает это делать.