CC BY
59
УДК 664./91.94
Системный анализ технологий и бизнес-процессов
мясоперерабатывающего предприятия
М.А. Беляева, д-р техн, наук, доцент Государственный университет управления
Мясные продукты, как источник белка, занимают особое место в потребительской корзине россиян. Уровень потребления колбасных изделий служит своего рода индикатором благосостояния нации. Рынок мясных изделий России отличается слабой консолидацией, поэтому уровень конкуренции среди мясоперерабатывающих предприятий очень высок. Для повышения конкурентоспособности мясоперерабатывающие предприятия стараются создать полный цикл производства мясной продукции с налаженными каналами поставок сырья и собственными животноводческими подразделениями.
Для достижения конкурентного преимущества современный топ-менеджмент использует инновационные подходы к анализу и управлению деятельностью предприятий. Один из приоритетных методов -моделирование, с использованием методологии системного анализа, в процессе которого есть возможность:
• проанализировать организацию производства на каждом рабочем месте и на предприятии в целом по отделам и подразделениям, как осуществляется взаимодействие предприятия с внешними организациями, заказчиками и поставщиками;
• прогнозировать и минимизировать риски, возникающие на различных этапах деятельности предприятия;
• оценивать текущее состояние деятельности предприятия по отношению к требованиям, предъявляемым к его функционированию, управлению, эффективности, конечным результатам деятельности и степени удовлетворенности клиента;
• давать стоимостную оценку каждому процессу, взятому в отдельности, и всем бизнес-процессам на предприятии;
• в совокупности выявить организационные, структурные и технические проблемы и раскрыть потенци-
Ключевые слова: мясоперерабатывающее предприятие; моделирование; бизнес-процессы; технологии; системный анализ; программные продукты.
Key words: meat processing company, modeling, business processes, technologies, system analysis, software products.
альные возможности улучшения деятельности предприятия,
Прозрачность, достигнутая путем моделирования бизнес-процессов и технологий мясоперерабатывающего предприятия, способствует принятию наиболее эффективных управленческих решений,
Сегодня на российском рынке можно найти большое количество программных продуктов, которые помогают упростить разработку бизнес-моделей деятельности организации,
Среди российских разработок известны такие программные продукты, как «Бизнес-инженер» («БИ-ТЕК»), «ИНТАЛЕВ: Корпоративный навигатор» («ИНТАЛЕВ»),«ОРГ-Мас-тер Про» («Бизнес Инжиниринг Групп»),
Среди зарубежных программных продуктов необходимо отметить: ARIS Business Performance Edition (IDS Scheer AG), CA ERWin Process Modeler, ранее BPWin (CA), Hyperion Performance Scorecard (Oracle), IBM WebSphere Business Modeler (IBM), SAP Strategic Enterprise Management (SAP),
Системный анализ технологий (рассмотрим на конкретном примере - термическую обработку мясных изделий: запекание карбонада, мясного хлеба, копчение колбас, тепловая обработка мясных полуфабрикатов) и бизнес-процессов деятельности мясоперерабатывающего предприятия состоит из десяти взаимосвязанных и соподчиненных уровней иерархии, от макро- до микроуровней, представлена в таблице [1],
Макроуровень описывает технологические процессы и содержит модели динамики различных аппаратов, классы продуктов. При этом модели вышестоящего уровня раскрывают порядок взаимодействия элементов смежного нижестоящего уровня, и поведение каждого элемента подсистем может быть смоделировано как дискретные переходы из одного состояния в другое и функционирование предприятия как сложную вероятно-стохастическую систему.
Миссия мясоперерабатывающего предприятия - производство высококачественных колбас и деликатесов, поддержание качества продукции на стабильно высоком уровне, использование современных технологий.
Основные направления деятельности предприятия в производстве и реализации собственной продукции: производство и реализация вареных колбас; производство и реализация полукопченых колбас; производство и реализация варено-копченых колбас; производство и реализация ветчины; производство и реализация сосисок, сарделек, колбасок; производство мясных полуфабрикатов
Ассортимент этой продукции включает более 50 наименований.
Предприятие выполняет полный цикл производства: от забоя скота до производства готовой продукции, которые разделяются на: отделение забоя скота с разделкой на туши, полутуши, четвертины; отделение хранения сырья (говядины, свинины, баранины) в средне- и низкотемпературных камерах; отделение деф-ростации (размораживания) мясного сырья; отделение обвалки и жи-ловки туш, полутуш, четвертин с разделением мяса по сортам и холодильникам для хранения кости; отделение фаршеприготовления; отделение формирования изделий; отделение приготовления изделий; отделение хранения изделий; отделение переработки отходов и костей.
Разработанная иерархическая структура процессов и функций на примере технологического процесса термических процессов мясных изделий и деятельности предприятия, состоящая из десяти взаимосвязанных уровней, определяет все многообразие задач системного анализа, начиная от физических явлений, ап-паратурно-конструктивных решений, оформлении технологии процесса, а также определяет нисходящую стратегию качественного и количественного анализа процесса термической обработки мяса и восходящую схему эффективного синтеза ап-
паратурного оформления биопроцессов и моделирования бизнес-процессов для гармоничного функционирования мясоперерабатывающего предприятия.
Остановимся на десятом уровне иерархии, представленному в таблице.
Десятый уровень представлен деятельностью предприятия, направленной на получение максимальной прибыли за счет получения качественных продуктов и сокращения затрат на производство. На данном уровне можно рассмотреть бизнес-процессы организационного и технологического характера. Для этого разрабатываем модели типа «AS-IS» и «TO BE», проводим стоимостной анализ всех функций и работ. Сравнением полученных моделей можно выбрать наиболее лучший вариант, этим самым совершенствовать деятельность предприятия на основе принятия оптимальных решений [1].
Целевая функция на этом уровне -максимизация прибыли и качества продукции, минимизация расходов на производство.
Системный анализ бизнес-процессов дает возможность изучить структуру предприятия и его производственные процессы, представить бизнес-процессы предприятия в графической форме, для этого можно использовать программные среды визуального структурно-функционального моделирования ВРш/'п 7.1 и Апб 7. Опишем все этапы разработки моделей бизнес-процессов.
Первый этап разработки системы поддержки принятия решений начинается с моделирования в инструментальной среде ВРш1п [2].
ВРшт поддерживает три методологии: IDEF0, DFD и IDEF3, позволяющие анализировать бизнес-процессы с трех ключевых точек зрения функционирования предприятия как
системы. В рамках методологии IDEF0 (Integration Definition for Function Modeling) бизнес-процесс представляется в виде набора элементов-работ, которые взаимодействуют между собой, а также информационных, человеческих и производственных ресурсов, потребляемых при выполнении работы (рис. 1), разработаны модели в нотации IDEF0, IDEF3 - поток работ, DFD-до-кументооборот, проведен стоимостной анализ всех операций, функций и подфункций мясного производства.
На втором этапе разрабатываются модели в инструментальной среде ARIS, поддерживающие около 100 типов моделей и методов для описания, анализа и оценки бизнес-деятельности предприятия. Методология ARIS делит бизнес-модели на четыре группы: «оргструктура», состоящая из моделей, с помощью ко-
Системный анализ технологии (на примере процесса термической обработки мясных изделий) и бизнес-процессов
мясоперерабатывающего предприятия
Уровень иерархии Структурные элементы Процессы Целевая функция и вербальное моделирование процессов
10. Предприятие Технологические цеха, аппараты, оборудование и изделие Технологические и организационные Максимизация прибыли за счет улучшения качества продукции, увеличение производительности оборудования и цехов мясоперерабатывающих предприятий, минимизация издержек, расходов на производство
9. Технологический процесс Аппарат и изделие Тепломассообмен Описание движущих сил процессов тепло-влагообмена
8. Продукт -полуфабрикат элементарный выделенный объем ) Теплообменные: излучение, теплопроводность Массообменные: испарение, конденсация, диффузия, массоперенос Фазовые: твердая - жидкая - газообразная (пар) Объемно-физические превращения Описание температурных полей; изменение структурно-механических свойств, рост объема, изменение давления, плотности, снижение водосвязывающей способности
Микробиологические Минимизация содержания микроорганизмов
7. Слой (ячейка -элементарный выделенный объем) Рецептурно-ингредиентный состав: мясо, компоненты растительного происхождения (белокминералосодержа-щие добавки) Тепломассообменные Фазовые процессы между ячейками Интенсивность теплоотдачи на границе, массоотдачи верхнего слоя в среду рабочей камеры
Биохимические, микробиологические Изменение ингредиентного состава
6. Мясо Мышечная, соединительная, жировая, нервная ткани Внутренний тепло-массоперенос Массообмен, теплообмен между компонентами
Растительные компоненты Паренхимная ткань и ткань меристемы Биохимические, коллоидные, микробиологические Изменения агрегирования, связывание свободной влаги, гидролиз
5. Мышечная, соединительная ткани Ткань паренхимы и меристемы Жировая ткань Клетка и межклеточное вещество растительного и животного происхождения ристаллизационное и аморфное вещество Фазовые Изменения структуры тканей
Биохимические Изменения структуры тканей
4. Клетка животного происхождения Клетка растительного происхождения Органеллы, саркоплазм, сарколемма, ядро, мембрана, митохондрии, лизосомы, рибосомы, пероксисомы, микрофиламенты, микрофибриллы Органеллы, цитоплазма, ядро, вакуоли, хромосомы, лизосомы Биохимические; фазовые; массообмен клеточного вещества с клеточной мембраной; растворение веществ; физико-химические: разрушение адсорбционной и осмотической связей; теплообмен на уровне клетки Конформационные изменения структуры клетки, мембранные эффекты, изменение свойств оболочки клетки и содержания иммобилизованной влаги, специфические эффекты, связанные с поглощением и выделением теплоты
Продолжение таблицы
Уровень иерархии Структурные элементы Процессы Целевая функция и вербальное моделирование процессов
3. Органеллы клетки животного происхождения (мяса): Сарколемма Ядро Митохондрия Рибосома Саркоплазма Ферменты, витамины, ма кроэнергетические соединения, нуклеиновые кислоты, нуклеопротеиды, гликоген, белки, липиды Миоглобин, глобулины-Х, миоген, низкомолекулярные вещества Жировые фракции Биохимические Физико-химические Микробиологические Тепломассообменные процессы на уровне органелл клеток Изменение конформации структуры белка - переход из третичной структуры в двоичную, разрушение водородных мостиков, ковалентных связей, приводящих к образованию белковых фракций, инактивация ферментов Минимизация содержания микроорганизмов Минимизация потерь витаминов Минимизация потерь содержания ферментов
Миофибриллы Органеллы клетки растительного происхождения: цитоплазма, ядро, вакуоли, хромосомы, лизосомы Белковые фракции: толстые нити - миозин, тонкие нити - актин, тропомиозин Мембрана (бислой), белки, углеводы, фермент, ма кроэнергетические соединения Биохимические Физико-химические Микробиологические Тепломассообменные процессы на уровне органелл клеток Транспорт через клеточные мембраны, повышение температуры в элементах клетки, гидратация, энерговыделение и поглощение от сорбционного взаимодействия и разрушения связей Минимизация содержания микроорганизмов Минимизация разрушения витаминов Минимизация потерь углеводов; Транспорт через клеточные мембраны, повышение температуры в элементах клетки, гидратация, энерговыделение и поглощение от сорбционного взаимодействия и разрушения связей
2. Нуклеиновые кислоты Белок - хромопротеид Миозин Актин Липиды (жировой ткани) Пириновые и пиримидино-вые основания (нуклеотиды) Глобингемовые группы Н-меромизин, L-меромизин, F-актин, Г-актин Моно-, ди-, триглицериды жирных кислот Биохимические Микробиологические Минимизация потерь нуклеиновых кислот Минимизация потерь на уровне белковых фракций, связанных с химическими превращениями: третьей стадией денатурации - переход белковых фракций в полипептиды и пептиды Минимизация потерь на уровне жировых фракций, связанных с плавлением липидов
1. Пептиды, полипептиды Углеводы Моно-, ди-, триглицериды жирных кислот, витамины Минеральные вещества Аминокислоты, вода, сульфгидрильные и кислотные группы Моносахариды (глюкоза, рибоза, взаимодействие с аминокислотами) Жирные кислоты Макро-, микроэлементы Биохимические Минимизация потерь аминокислот, связанных с денатурацией - переходом полипептидных цепей в моноструктуры, изменением энергии связи молекул и их массовых долей, экзо- и эндотермическими эффектами, деструкцией Реакция меланоидинообразования - вкусо-, цвето- и ароматообразования: распад глютамина и накопление продуктов распада Минимизация потерь жирных кислот, витаминов Минимизация потерь макро- и микроэлементного составов
торых описывается организационная структура предприятия; группа «функции» содержит модели, используемые для описания стратегических целей предприятия, функций; группа «информация (данные)» - модели, описывающие информационные потоки деятельности организации; группа «процессы» описывает бизнес-процессы, а также различные взаимосвязи между структурой, функциями и информацией.
Для всестороннего описания бизнес-процессов были использованы модели представлений «ARIS house»: дерево целей, продуктов (входы/выходы), функций, событийная цепочка, организационная структура [2].
С использованием агентного подхода имитационного моделирования можно рассмотреть функции логистики и сбыта мясной продукции. В качестве агентов можно рассматривать мясоперерабатывающие предприятия, сеть торговых точек при них, агенты - заказчики или частные покупатели.
Факторы, влияющие на процесс заключения договора (торга), можно сгруппировать по свойствам в структурно-параметрическую модель состояния системы, которая позволяет детализировать описание переменных состояния и динамики взаимодействия агентов, а также определить структуру мультиагентной модели в виде множества взаимосвязанных агентов, объединенными общими и частными целями. Агенты выдвигают свои предложения и изменение состояния системы в направлении разрешения конфликта или нахождения компромисса [2, 3].
На исход заключения договора (торга) могут влиять неценовые факторы - кроме ценовых показателей агента-покупателя устраивает престиж предприятия, магазина, территориальное расположение торговой точки, рекламная акция предприятия, уровень обслуживания продавцами. Программно реализовано в среде имитационного моделирования Simplex 3, с внешней процедурой ввода данных в среде VBA [2, 3], а также в имитационной системе
Лпу1од1с разработана агентная анимационная модель в 3й графике [1].
Следующим этапом разрабатываются структурно-параметрические модели с использованием авторской программы («Система структурно-параметрического моделирования, прогнозирования и идентификация...» М.А.Беляева, Ю.А.Ивашкин. Официальное свидетельство о регистрации программ для ЭВМ № 2007612733), с помощью которой можно провести многофакторный анализ: корреляционный, регрессионный, установить прогноз и диагноз, влияние каждого фактора, начиная от молекулярного уровня процесса.
В основе компьютерной системы поддержки принятия оптимальных управленческих решений лежат разработанные модели, для принятия решений можно использовать сравнительный анализ и численную оптимизацию (рис. 2). Реализация разработанной компьютерной мульти-модельной системы решает следующие задачи: оценка технического обеспечения мясоперерабатываю-
Рис. 1. Декомпозиция контекстной функциональной диаграммы 10ЕР0 деятельности предприятия (инструментальная среда ВР<м1п)
щего предприятия; оценка экономического состояния мясоперерабатывающего предприятия; прогнозирование и планирование доходов, расходов и убытков; расчет численности работников на предприятии и фонда заработной платы; оценка и планирование структуры предприятия; выявление приоритетных направлений развития мясного производства; планирование средств на строительство, ремонт и содержание инфраструктуры мясоперерабатывающего предприятия; выделение основных факторов риска и прогноз критических ситуаций; расчет объема продаж готовой продукции; определение маркетинговой ситуации; проведение ценовой политики и установление компромиссных цен, устраивающих как производителя мясной продукции, так и покупателя; определение спроса на мясную продукцию по ее ассортименту.
Таким образом, методология системного анализа технологий и бизнес-процессов способствует созданию комплекса моделей и системы поддержки принятия оптимальных
Рис. 2. Функциональная схема компьютерной системы поддержки принятия решений в мясном бизнесе
решений на всех уровнях управления предприятием, начиная от микро- и до макроуровня иерархии, дает возможность оптимизировать целевые функции и совершенствовать мясное производство.
ЛИТЕРАТУРА
1. Беляева, М.А. Многокритериальная оптимизация и анализ производственных процессов и деятельности предприятия как большой технологической системы/М.А. Беляева//
Труды конгресса по интеллектуальным системам и информационным технологиям А1Б«1Т-10 CAD-2010. -М.: Физматлит, 2010. - С. 115-118.
2. Ивашкин, Ю.А. Мультиагентное имитационное моделирование больших систем: Учебное пос./Ю.А. Ивашкин. - М.: МГУПБ, 2008. - 230 с.
3. Беляева, М.А. Имитационное моделирование социально-экономических систем для поддержки принятия решений/М.А. Беляева// Пищевая промышленность. - 2011. -№ 4. - С. 86-87.
