PRZEMYSŁOWE SYSTEMY INFORMATYCZNE Cz. 1. Wstęp do wykładu o systemach wspomagania zarządzaniem przedsiębiorstwami produkcyjnymi

Zarządzanie dotyczy wielu dziedzin życia W celu jego usprawnienia obecnie coraz częściej stosuje się komputerowe systemy wspomagania tymi procesami. Zwane one są informatycznymi systemami wspomagania zarządzania lub informatycznymi systemami zarządzania. Użycie w nazwie słowa wspomagania bardziej podkreśla, że systemy te jedynie bardzo usprawniają zarządzanie, które bazuje ostatecznie na decyzjach ludzi. Niniejszy wykład dotyczy informatycznych systemów wspomagania zarządzania przedsiębiorstwami produkcyjnymi. Systemy te spełniają wszystkie funkcje systemów przeznaczonych dla przedsiębiorstw w ogólności, w tym np. handlowych lub transportowych, i zajmują się dodatkowo sferą produkcji. W obecnej fazie rozwoju informatyki zastosowanie informatycznych systemów wspomagania zarządzania niejednokrotnie jest wręcz konieczne dla egzystencji większych przedsiębiorstw, działających w warunkach gospodarki wolnorynkowej.

Korzyści z zastosowania systemów wspomagania zarządzaniem przedsiębiorstwami dotyczą głównie: racjonalnego gromadzenia dużej ilości informacji, szybkiego wyszukiwania informacji, szybkiego i precyzyjnego przetwarzania informacji, wyznaczania decyzji według skomplikowanych algorytmów, wygodnym i racjonalnym korzystaniu przez kierownictwo ze zgromadzonej wiedzy i informacji, potrzebnej do podejmowania decyzji. W efekcie zastosowania tego rodzaju systemów uzyskuje się obniżkę kosztów działania przedsiębiorstwa, zwłaszcza na skutek: racjonalizacji wykorzystania majątku i pracowników przedsiębiorstwa, zmniejszenia kosztów przechowywania materiałów, półfabrykatów oraz wyrobów gotowych, szybszego reagowania na zapotrzebowanie rynku.

Zastosowanie komputerów w procesach zarządzania bazuje na matematycznym sformułowaniu opisu obiektów i procedur zarządzania. Opis matematyczny może dotyczyć zarówno ilościowych zależności pomiędzy liczbami i zbiorami liczb jak też relacji pomiędzy abstrakcyjnymi zbiorami elementów oraz operacji dokonywanych na tych elementach. Elementami takimi mogą być np. zdania logiczne

Przykład: Przedsiębiorstwo zamierza wyprodukować w krótkim czasie serię pewnego wyrobu, związanego z pewnym jednorazowym wydarzeniem, np. olimpiadą lub wystawą światową. Przedsiębiorstwo może uzyskać w tym celu limitowaną pożyczkę z banku. S – łączna kwota przeznaczona na produkcję i reklamę, x – wydatek na reklamę, K – jednostkowy koszt produkcji. Można wyprodukować L sztuk wyrobu

Przeprowadźmy badania symulacyjne przy wstępnym założeniu, że cena jednostkowa wyrobu: przy braku reklamy ma wartość minimalną M, w rozpatrywanym zakresie inwestowania w reklamę cena może wzrosnąć proporcjonalnie do kosztów reklamy x. Poprzednio stwierdzono, że dla podobnego wyrobu uzyskano współczynnik proporcjonalności P. Cena: Przychód ze sprzedaży:

Przyjmijmy: Łączny wydatek: S = 10 mln zł Jednostkowy koszt produkcji: K = 1000 zł Cena bez reklamy: M = 1100 zł Wydatek na reklamę: x = 0.5 mln zł Uzyskiwana cena z reklamą: C = 1200 zł Wartość minimalna Współczynnik proporcjonalności

Optymalny wydatek na reklamę: Cena: Przychód: minus oprocentowanie kredytu

Tabela 1.

Rozważając przedstawioną funkcję zysku należy także zwrócić uwagę na to, że rzeczywisty zysk przedsiębiorstwa jest pomniejszony o oprocentowanie pożyczki bankowej. Komentując przedstawione wynik, należy zwrócić uwagę na to, że symulacja zależności zysków od kwot poświęconych na reklamę musi uwzględniać także bariery popytowe, konieczność podejmowania działań promocyjnych w warunkach walki konkurencyjnych itp. Optymalna wartość wydatków na reklamę przekracza 20% inwestycji i doświadczonemu pracownikowi marketingu może sugerować kłopoty ze zbytem towaru po cenie 1550 zł w warunkach konkurencji rynkowej. Z przedstawionego przykładu widać konieczność określenia dokładniejszego nieliniowego modelu zależności ceny od kosztów reklamy dla omawianego towaru. Nie sposób określić tej zależności bez dokładniejszego badania popytu i podaży dla tej grupy towarów. Wymaga to obróbki dużych ilości danych, pochodzących z rejestracji dotychczasowej działalności gospodarczej własnej i podmiotów konkurencyjnych.

W rzeczywistym przedsiębiorstwie produkcyjnym w modelu decyzyjnym należałoby wziąć pod uwagę znacznie więcej czynników, związanych z produkcją w konkretnym przedsiębiorstwie. Do czynników tych należą między innymi wykorzystanie parku maszynowego oraz załogi przedsiębiorstwa. Należy wziąć pod uwagę problem kosztów amortyzacji istniejących maszyn oraz konieczności zakupu nowych maszyn. Zwiększenie skali produkcji może wiązać się z dodatkowymi płacami za pracę w godzinach nadliczbowych, zaś nadmierne zmniejszenie tej skali z koniecznością zapłaty za przestój w pracy załogi. Należy również rozpatrzyć straty z zaniechania produkcji innych wyrobów lub zyski z dalszego utrzymywania ich produkcji. Zagadnienia te są ściśle związane z organizacją produkcji danego przedsiębiorstwa oraz strategią jego rozwoju.

Koszty produkcji danego produktu zależą między innymi od zastosowanej technologii, w tym od automatyzacji procesu wytwarzania. Zwiększenie automatyzacji procesu produkcyjnego wymaga zwiększenia nakładów na wyposażenie fabryki i przygotowanie produkcji oraz może wymagać zaangażowania dodatkowych specjalistów do konserwacji komputerowego systemu sterowania procesem technologicznym. Jednocześnie mogą spaść koszty bezpośredniej produkcji dzięki zmniejszeniu zatrudnienia niżej kwalifikowanego personelu. Ponadto może wzrosnąć jakość wyrobów ze względu na eliminację błędów popełnianych przez operatorów sterujących ręcznie produkcją. Błędy te mogą być związane ze zmęczeniem pracowników, ich niedbalstwem, kłopotami osobistymi odwracającymi uwagę od pracy, koniecznością organoleptycznej oceny stadium procesu, np. na podstawie koloru przetwarzanego materiału, oraz szeregiem innych, trudnych do przewidzenia przyczyn.

Wprowadzenie wysokiego stopnia automatyzacji wymaga opracowania komputerowego systemu sterującego procesem technologicznym, który musi wykorzystywać szeroką wiedzę interdyscyplinarną. Jest to w tym przypadku wiedza, związana z procesem technologicznym, teorią sterowania, sprzętem komputerowym, modułami pomiaru stanu procesu, np. pomiaru temperatury przepływu i ciśnienia w instalacji, modułami wykonawczymi, np. sterującymi zaworami regulującymi dopływ czynników technologicznych itp. Podsystem sterowania gniazdem produkcyjnym powinien być sprzężony z innymi podsystemami linii produkcyjnej oraz z systemem planowania produkcji, systemem zaopatrzenia w surowce i komponenty oraz systemem sterującym magazynowaniem i zbytem gotowych wyrobów. Integracja wspomnianych systemów pozwala na szybkie i elastyczne dostosowywanie produkcji do zapotrzebowania rynku, co zwiększa konkurencyjność wyrobów, pociągając za sobą zwiększenie zysku.

Należy ponadto zwrócić uwagę, że wiele z czynników, stanowiących o kosztach produkcji i zysku finalnym, zmienia się w czasie cyklu produkcyjnego. Bardzo poważnym zagadnieniem jest między innymi zaopatrzenie przedsiębiorstwa w odpowiedniej jakości materiały i podzespoły, dostarczane po dogodnej cenie we właściwym czasie. Ceny te zmieniają się pod wpływem wielu niezależnych od siebie czynników. Przykładowo należy do nich cena benzyny, częściowo kontrolowana przez państwa OPEC, a częściowo zależna od działań graczy giełdowych. Innym czynnikiem mogą być kursy walut, zależne między innymi od wahań urodzaju zboża w kraju oraz decyzji politycznych, dotyczących bezcłowego importu zbóż. Prognozowanie trendów zachodzących zmian może wymagać przetwarzania danych z dłuższych okresów czasu, aktualizacji tych danych na podstawie wyników negocjacji gospodarczych z Unią Europejską i innymi krajami itp.

Problematyka związana ze komputerowym wspomaganiem zarządzania jest bardzo obszerna i jednocześnie złożona. Podczas budowy informatycznych systemów zarządzania wykorzystuje się wiedzę z wielu dziedzin, do których należą [Bubnicki (1993)]: Teoria i technika systemów (ang. systems science and engineering) – zajmuje się teoretycznymi technicznymi problemami modelowania, identyfikacji, analizy i projektowania oraz sterowania systemów o różnej naturze, w tym systemów informatycznych. Obejmuje w szczególności teorię i technikę podejmowania decyzji oraz teorię i technikę optymalizacji. Teoria i technika sterowania (w węższym znaczeniu ang. control science and engineering) – obejmuje teoretyczne i techniczne zagadnienia sterowania, czyli celowego oddziaływania na obiekty lub procesy o różnej naturze, a więc także procesami ekonomicznymi oraz procesami obliczeniowo-decyzyjnymi.

Automatyka (ang. automatic control) – w węższym znaczeniu zajmuje się problematyka sterowania urządzeniami technicznymi i procesami technologicznymi, zaś w szerszym znaczeniu – problematyką zastosowań środków technicznych, głównie komputerów, do automatyzacji przetwarzania informacji, podejmowania decyzji, projektowania, realizacji złożonych czynności manipulacyjnych, wymagających podjęcia decyzji na podstawie informacji. Nauka o zarządzaniu (ang. management science) – węższym znaczeniu obejmuje zagadnienia podejmowania decyzji i sterowania obiektami, w których realizowane są złożone czynności z udziałem ludzi. Najczęściej są to złożone procesy gospodarowania zaś cel sterowania uwzględnia wskaźniki ekonomiczne. W szerszym znaczeniu obejmuje całokształt problematyki, związanej z kierowaniem złożonymi przedsięwzięciami.

Cybernetyka (ang. cybernetics) – jest to nauka o sterowaniu i przetwarzaniu informacji. W węższym znaczeniu zajmuje się analogiami, dotyczącymi sterowania i przetwarzaniem informacji w organizmach żywych (biocybernetyka) oraz systemach technicznych, ekonomicznych, społecznych i in, a w szczególności czynnościami i działaniami, wymagającymi tradycyjnie rozumianej inteligencji. Badania operacyjne (ang. operational research) – zajmują się problematyka analizy, podejmowania decyzji i sterowania złożonymi systemami operacyjnymi. Obejmują teorię optymalizacji i decyzji oraz zagadnienia, dotyczące realizacji operacji obliczeniowo-decyzyjnych w systemach komputerowych. W szerszym znaczeniu zajmują się “problemami kierowania i zarządzania złożonymi systemami utworzonymi z ludzi, maszyn, materiałów i pieniędzy w przemyśle gospodarce, administracji i obronie.”

Teoria i technika komputerów lub inżynieria komputerów (ang Teoria i technika komputerów lub inżynieria komputerów (ang. computer science) – zajmuje się całokształtem budowy i eksploatacji komputerów i obejmuje m.in. inżynierię oprogramowania. Teoria i technika informacji lub inżynieria informacji lub informatyka w węższym znaczeniu (ang. information science and engineering) – obejmuje teoretyczne i techniczne problemy zastosowania komputerów i urządzeń dodatkowych do akwizycji, gromadzenia, przesyłania, przetwarzania i odbioru informacji – czyli projektowania i eksploatacji systemów informatycznych. Inżynieria wiedzy – zajmuje się zagadnieniami związanymi z zastosowaniem środków technicznych (głównie komputerów0 do uzyskiwania, gromadzenia i przetwarzania wiedzy. Obecnie zajmuje się sztuczną inteligencją oraz problematyką komputerowych systemów ekspertowych, a w szerszym znaczeniu – także teorie i technikę eksperymentowania, modelowania, identyfikacji, rozpoznawania, a nawet metrologię.

Ekonometria – jest przydatna do formalnego przedstawiania problemu i obiektu zarządzania. Przedstawione dziedziny mają wiele obszarów wspólnych. Ponadto w trakcie rozwoju pewne nazwy i dziedziny powstają inne zanikają, jeszcze inne zmieniają swoje znaczenie, zmieniają się również związki pomiędzy dziedzinami. W ostatnim okresie można zaobserwować rozwój stosunkowo nowej dziedziny nauki – logistyki. Dotyczy ona procesu planowania, realizowania i konstruowania sprawnego i efektywnego ekonomicznie przepływu surowców i materiałów do produkcji wyrobów gotowych oraz odpowiedniej informacji z punktu pochodzenia do punktu konsumpcji w celu zaspokojenia wymagań klienta. Działania logistyczne mogą obejmować (choć nie muszą się do nich ograniczać): obsługę klienta, prognozowanie popytu, przepływu informacji, kontrolę zapasów, czynności manipulacyjne, realizowanie zamówień, czynności reparacyjne i zaopatrywanie w części, lokalizację zakładów produkcyjnych i składów, procesy zaopatrzeniowe, pakowanie, obsługę, zagospodarowanie odpadów, czynności transportowe i składowania.

Ze względu na wielość wymienionych dziedzin, związanych z systemami wspomagania zarządzania przedsiębiorstwem, niektóre źródła bazę tych systemów ograniczają do: informatyki, teorii organizacji i zarządzania, analizy systemowej.