Создание лабораторной службы зерновой корпорации на основе применения методологии системного подхода

ТЕХНОЛОГИЧЕСКИЕ ПРОЦЕССЫ, МАШИНЫ И ОБОРУДОВАНИЕ

УДК 303.732.4

Создание лабораторной службы зерновой корпорации на основе применения методологии системного подхода

В. О. НОВИЦКИЙ, д-р техн. наук, профессор

Московский государственный университет пищевых производств

М. Н. КИРИЛЛОВ

ООО «Диакеа-Софт», Москва

В настоящее время все большее внимание уделяется качеству производимой продукции. Так, например, многие зерновые и зерноперерабаты-вающие компании или корпорации (ЗПК), а также контролирующие органы типа Сельхознадзора и др. в качестве одного из звеньев производственного процесса включают проведение лабораторных исследований (ЛИ).

Основными задачами и функциями лабораторий в общем случае являются [1—3]:

• организация доступных и своевременных лабораторных исследований сырья и продукции с применением современных методов;

• использование стандартизированных по чувствительности и специфичности сертифицированных систем, которые способны дать воспроизводимый результат, имеют внутренний контроль и сводят вероятность возникновения случайных ошибок до минимума;

• регулярное проведение внутреннего и внешнего контроля качества предоставляемых услуг лабораторных исследований.

В производственно-технологических лабораториях (ПТЛ) ЗПК осуществляется анализ качества поступающего на элеватор и отгружаемого зерна. Процесс анализа выявляет соответствие отобранных проб партии зерна нормам по ряду показателей, к которым можно отнести влажность, содержание сорной и зерновой примесей, цвет, запах, зараженность вредителями, количество и качество клейковины и др. В результате проведенных исследований определяется качество зерна, необходимость его дополнительной обработки (сушка, очистка, активное вентилирование), возможность закладки на хранение, необходимость изменения целевого назначения или отбраковка вплоть до отказа в приемке [1—3].

Структурно-функциональная модель процесса анализа качества поступающего на элеваторы зерна представлена в нотации ГОЕИ) на рис. 1.

Номенклатура лабораторных

исследований

Стандарты ГОСТ и ISO о требованиях к лабораториям (в зависимости

от области исследований)

Региональные приказы о правилах проведения лабораторных исследований

Взятие (сбор) проб

1

о; s Я я

Отобранные пробы, заявки

Приемка поступивших проб

2

ШТРИХ-КОД!;

пробы, заявки

Регистрация и сортировка

поступивших

проб

3

Выполнение лабораторного исследования

4

Интерпретация результатов исследования

Подготовленные

к исследований пробы

Отобранные

пробы

Отправка проб

в основную партию зерна 7

Результаты

лабораторного

исследования

Принятие решения

о дальнейшей обработке партии зерна g

Отобрать

пробы

Партия зерна

Решение о дальнейшем направлении партии

Лаборант Валидатор Технолог ____

Рис. 1. Структурно-функциональная схема бизнес-процесса лабораторного исследования качества зерна

Технолог

Управление процессом проведения лабораторных исследований берет на себя лабораторная служба ЗПК. В настоящее время могут применяться две модели организации лабораторной службы: централизованная и привлечение сторонних организаций, которые предоставляют услуги лабораторных исследований (аутсорсинг).

При централизованном варианте лабораторная служба подчиняется руководству компании, которое, в свою очередь, занимается финансированием и развитием методов исследования. В случае выбора модели аутсорсинга все вопросы организации исследований на себя берет организация-подрядчик.

Одной из причин перекладывания вопросов организации лабораторных исследований на сторонние организации является отсутствие возможностей создания собственных лабораторий. Другой причиной является географическая удаленность филиалов корпорации или заказчиков исследований от лабораторий. Однако организация-подрядчик может представлять собой централизованную лабораторную службу или включать в себя ПТЛ как одно из звеньев производственного процесса, поэтому основные проблемы организации лабораторного процесса, в частности транспортной логистики, для обеих моделей, как централизованной, так и аутсорсинга, одинаковы.

Рассмотрим эту проблему на примере процесса отгрузки производителем зерна на элеватор. Перед отгрузкой зерна на элеватор компании потребителя производитель зерновых культур должен проводить контроль соответствия требуемым кондициям основных показателей качества зерна. Для этого производитель должен исследовать пробы зерна в визировоч-ной ПТЛ элеватора ЗПК [2], либо доставлять пробы в другую лабораторию, лицензированную Сельхозна-дзором, либо проводить лабораторные исследования на своей базе в экспресс-лаборатории. С одной стороны, организация экспресс-лаборатории требует определенных средств, а также лицензии Сельхозна-дзора, с другой стороны, доставка зерна сразу на элеватор ЗПК может быть напрасной тратой средств в тех случаях, если визировочная ПТЛ ЗПК выявит несоответствие показателей качества зерна нормам, поскольку в этих ситуациях элеватор может дать отказ в приемке зерна, либо может быть принято решение об изменении целевого назначения, цены и оплаты партии зерна.

Из приведенного примера следует, что для производителя (поставщика) зерновых культур с целью уменьшения затрат немаловажным является оптимизация транспортной логистики зерна на элеватор.

В лабораторной службе объектом логистики как процесса управления транспортными потоками является взятие (сбор) и маркировка материала (проб), его предварительная обработка, хранение и транспортировка от заказчика исследования в лабораторию, приемка, регистрация и идентификация материала, обра-

ботка образцов (при необходимости) [4]. В настоящее

время в странах с высоким уровнем запасов зерна, а также с увеличивающимся количеством поставщиков зерна одной из актуальных проблем является организация логистических потоков и лабораторной службы в целом.

Рассмотрим лабораторную службу как систему управления с наличием сложных (слабо определенных) связей и активных элементов (участников процесса со своими целями). Тогда при решении вопроса логистики отобранных образцов целесообразно применение методологии системного подхода, предусматривающего выработку определенной методики системного анализа. Исследование предметной области и построение концептуальной модели системы управления с применением системного анализа на основе выделения главной цели системы позволяет выявить состав и связи основных элементов и классифицировать данную систему именно как сложную систему управления [5, 6].

На начальном этапе системного анализа сложной системы управления важно сформировать структуру целей, где главная цель системы логистики лабораторной службы — минимизация затрат на содержание лабораторной службы при выполнении всех возлагаемых на нее функций контроля качества зерна и продуктов его обработки и переработки. Иерархическая трехуровневая структура целей (дерево: главная цель

подцели задачи) [6] данной системы приведена на рис. 2.

Дерево целей определяет набор параметров, которые находятся в определенной зависимости друг от друга. Для анализа этих зависимостей строится систематизированный визуальный образ в виде диаграммы причинно-следственных связей (ДПСС), которая позволяет выявить границы системы, влияющие факторы надсистемы, усиливающие и компенсирующие контуры по различным временным горизонтам управления (планирования, регулирования, контроля и др.), а также определить проблемообразующие элементы и сформулировать соответствующие решаемые задачи [5,6].

Когнитивная модель ДПСС системы лабораторной службы разработана с использованием оригинальной программной нотации для построения системных диаграмм и концептуального моделирования SDCM (System Diagram Conceptual Modeler) [7]. Основные обозначения, используемые в языке построения ДПСС, приведены на рис. 3.

Анализ построенной ДПСС (рис. 4) показывает, что система логистики лабораторной службы как система управления определяется 16 блоками (множествами параметров или агрегированными параметрами), относящимися по типу к множествам входных возмущающих (V) и управляемых (U) параметров, промежуточных состояний (С) и целевых выходов (Y).

Подмножества параметров возмущений (утеря проб при транспортировке, влияние человеческого фактора, число поставщиков, удаленность поставщика

зерна) образуют множество V={V1,V2,V3, V4}.

ХРАНЕНИЕ и ПЕРЕРАБОТКА СЕЛЬХОЗСЫРЬЯ • № 2 • 2018

87

Рис. 2. Структура целей системы лабораторной службы

Объем предоставляемых услуг, контроль работы персонала, уровень автоматизации управления логистикой, привлечение внешних лабораторий, требования к развитию лабораторной службы, оптимальное планирование маршрутов, привлечение поставщиков расходников и лабораторного оборудования образуют множество управлений и = {1Л, И2,113, и4, И5, Об, 117}.

Подмножества параметров состояний, а именно затраты на содержание лабораторной службы, доходы от оказания услуг, качество предоставляемых услуг, эффективность использования расходных материалов, образуют множество состояний С = {С1, С2, СЗ, С4}.

Целевые выходы — рентабельность лабораторной службы — образуют множество У - {У1}.

Анализ и характеристика контуров обратных связей (ОС) ДПСС системы логистики лабораторной службы позволяют оценить правильность логики когнитивного моделирования системы.

Приведем характеристики нескольких контуров ОС построенной модели причинно-следственных связей:

• С2 — "У2 — — 45 — из — иб VI—С2. Усиливающий контур (с задержкой по времени) влияния количества поставщиков на уровень развития системы управления логистикой. В ходе планирования маршрутов важно учитывать количество и территориальное местоположение клиентов, поскольку в некоторых ситуациях выгоднее привлечь аутсорсе-ра для выполнения ЛИ ввиду нецелесообразности

транспортировки проб в свою лабораторию, так как

увеличивается время доставки, вероятность утери образцов и затраты на организацию всего процесса;

Элементы

Накопитель , Фиксация уровня

Поток Отображение изменения чего-либо во времени

Событие^) Начальное значение, факт

Связи

© Усиливающая 0 Ослабляющая @ С задержкой по времени

Параметры

V — входные возмущающие 1) — входные управляемые С — состояние (промежуточное) У — выходные результирующие

Рис. 3. Краткие обозначения на ДПСС

• С1 — У1 —1)5 — Ш — Ш — УЗ — С2 — У2 — У4 — и4 — С1. Усиливающий контур (с задержкой по времени) показывает, что внедрение и развитие системы управления, контроль качества работы персонала и высокое качество услуг ЛИ способствуют увеличению количества поставщиков;

. С1 — У1 — 115 — ИЗ — иб — VI — С2 — У2 — У4 — 114 — С1. Усиливающий контур (с задержкой по времени) показывает, что оптимальное управление логистикой снижает вероятность утери проб при

транспортировке, тем самым повышая качество

услуг ЛИ;

• С2—У2 — 1Л — СЗ—У1 — Ш — Ш — Ш—VI — С2. Усиливающий контур (с задержкой по времени) показывает влияние уровня автоматизации управления логистикой на качество услуг ЛИ, повышение количества поставщиков, что через повышение объема предоставляемых услуг приводит к увеличению дохода компании и повышению рентабельности;

• Ш — С4 — У1 — 115 — из — Ш. Усиливающий контур (с задержкой по времени) — демонстрирует

Рис. 4. Диаграмма причинно-следственных связей системы лабораторной службы зерновой корпорации

влияние эффективности использования расходных материалов и ресурса лабораторий на рентабельность компании лабораторной службы. Всего выявлено 15 контуров обратной связи. Анализ контуров системы показывает наличие 12 усиливающих и 3 компенсирующих контуров ОС, что говорит о ее устойчивости. Каждый контур представляет собой простую подсистему управления, причем наличие на контуре связей задержки по времени говорит об увеличении горизонта управления (Т).

Целенаправленное стремление к снижению затрат на создание лабораторной службы и увеличение дохода от оказания услуг за счет внедрения и развития системы управления транспортировками, эффективности использования ресурсов лабораторий и качества оказываемых услуг ограничено необходимостью привлечения сторонних организаций в ситуациях удаленности поставщика, когда присутствует вероятность утери проб при транспортировке, а также при недостаточной оснащенности собственных лабораторий.

Основываясь на проведенном анализе ДПСС системы, можно построить концептуальную структурно-динамическую модель системы управления в теоретико-множественном представлении, которая отображает множество входных параметров во множество возможных состояний — операторы ц состояний (С) и множество состояний и входных параметров во множество целевых выходов — оператор г) целевых выходов/результатов 00 Т — это упорядоченное множество моментов времени Г, в которых определяются

множества значений С и У. Нумерация операторов ц совпадает с номерами соответствующих множеств С. Аналогично с нумерацией операторов г|, которые совпадают с соответствующими У. В нашем случае целевой выход У1 — единственный. X = {V, 11} — входные элементы — множества параметров возмущений и управлений, также зависящие от времени ? е Т. Управление на стратегическом горизонте ТЗ е Т:

• Лг (С1; С2; У2; Ш; СЗ; У4; Ш; С4}-ТЗ ->У1 - рентабельность лабораторной службы;

• {и5; Ш}-Т3 -> С1 — затраты на содержание лабораторной службы;

• ц2: {115; ИЗ; Ш; VI; Ш; УЗ; V2; V4; У1} ТЗ -> С2 -качество предоставляемых услуг.

Управление на тактическом горизонте Т2 е Т:

• ц3: {Ш; V2; Ш; \4}-Т2 -> СЗ — доход от оказания услуг ЛИ;

• ц4: {Ш} -Т2 С4 — эффективность использования расходных материалов и ресурсов лаборатории.

В результате исследования системы на основе анализа когнитивной модели в виде ДПСС системы и ее концептуальной теоретико-множественной модели можно сформулировать следующие актуальные задачи.

1. Задачи стратегического управления:

• организация и обеспечение контроля качества

проведения лабораторных исследований;

• оценка рентабельности компании за счет организации автоматизированного учета собственных средств, доходов от оказания услуг и затрат на содержание лабораторной службы.

2. Задачи тактического управления:

• оптимальное управление транспортировками исследуемого материала от поставщика зерна до лабораторий. Параметрами управления являются уровень автоматизации процесса расчета маршрутов, экономические показатели затрат на транспортировку, проведение самого исследования, потеря (гибель) исследуемого материала при транспортировке;

• учет всех поставщиков и планирование транспортировок таким образом, чтобы в случае нерентабельности проведения лабораторных исследований своими силами были привлечены сторонние организации;

• организация контроля эффективности использования ресурсов лабораторий за счет автоматизации этих процессов.

Из проведенного анализа важно отметить, что узкими местами системы относительно минимизации затрат является управление логистикой, где важно оптимальное планирование маршрутов транспортировок, а также оптимальное управление ресурсами. Исходя из этого для создания эффективной лабораторной службы важным является решение следующих задач.

Литература

1. Гафнер, Л. А. Основы технологии приема, хранения и переработки зерна / JI.A. Гафнер, В. А. Бутковский,

A. М. Родюкова. — М.: Колос, 1975. — 400 с.

2. Поландова, Р. Д. Хлебопекарные свойства пшеничной муки, состояние, методы регулирования качества в производстве хлебобулочных изделий / Р. Д. Поландова, Г. Ф. Дремучева. О. Е. Карчевская // Аграрный вестник Юго-Востока. Всероссийский научно-практический журнал. - 2009. - № 3. - С. 8-10.

3. Фомина, О. Н. Зерно. Контроль качества и безопасности по международным стандартам / О.Н. Фомина. — М.: Протектор, 2001. — 368 с.

4. Кочетов, А. Г. Актуальные проблемы организации лабораторной службы в Российской Федерации / А. Г. Кочетов, О. В. Лянг. — М.: У Никитских ворот. 2016. — 144 с.

5. Новицкий, В. О. Методология общесистемного проектирования автоматизированных систем / В. О. Новицкий, - М.: МГУПП, 2011. - 120 с.

6. Новицкий, В. О. Системный подход к управлению на предприятиях и в компаниях по хранению и переработке зерна / В. О. Новицкий // Хлебопродукты. — 2009. — №7-С. 54-56.

7. Сеид, об офиц. регистр, прогр. для ЭВМ №2010616113 РФ. System Diagram and Conceptual Modeler (SDCM) /

B.O. Новицкий, В. И. Карпов. - №2010613330; Заяв. 16.09.2010; Зарегистр. 09.06.2010.

1. Задача оптимального планирования маршрутов транспортировок проб в лаборатории. Решение данной задачи оказывает немалое влияние на общие затраты, поскольку вопрос обеспечения услугами ЛИ должен охватывать максимальное число клиентов с учетом ограничения времени жизни исследуемых проб и географическим местоположением поставщиков. Чем больше расстояние между лабораторией и поставщиком, тем больше вероятность потери исследуемых образцов. Данную проблему помогают избежать дополнительные затраты на закупку особых средств для транспортировки или привлечение сторонних организаций для выполнения необходимых исследований. Так или иначе, учет подобных ситуаций является вопросом повышения уровня автоматизации управления транспортировками как одним из важнейших процессов лабораторной службы.

2. Задача учета и планирования использования ресурсов лабораторий, предназначенная для минимизации затрат на содержание лабораторной службы с точки зрения эффективности использования ресурсов.

References

1. Gafner, L. A. Osnovy tehnologii priema, hranenija i pererabot-ki zerna / L. A. Gafner, V. A. Butkovskij, A. M. Rodjukova. — M.: Kolos, 1975.-400 s.

2. Polandova, R. D. Hlebopekamye svojstva pshenichnoj muki, sostojanie, metody regulirovanija kachestva v proizvodstve hlebobulochnyh izdelij / R. D. Polandova, G. F. Dremucheva, O. E. Karchevskaja // Agrarnyj vestnik Jugo-Vostoka. Vserossi-jskij nauchno-prakticheskij zhurnal. — 2009. — №3. — S. 8-10.

3. Fomina, O.N. Zerno. Kontrol' kachestva i bezopasnosti po mezhdunarodnym standartam / O. N. Fomina. — M.: Protektor, 2001. - 368 s.

4. Kochetov, A. G. Aktual'nye problemy organizacii laboratornoj sluzhby v Rossijskoj Federacii/A. G. Kochetov, O. V. Ljang. — M.: U Nikitskih vorot, 2016. - 144 s.

5. Novickij, V. O. Metodologija obshhesistemnogo proektiro-vanija avtomatizirovannyh sistem /V.O. Novickij. — M.: MGUPP, 2011,- 120 s.

6. Novickij, V. O. Sistemnyj podhod k upravleniju na predprijati-jah i v kompanijah po hraneniju i pererabotke zerna / V.O. Novickij // Hleboprodukty. — 2009. — №7 — S. 54-56.

7. Svid. ob oflc. registr. progr. dlja JeVM № 2010616113 RF. System Diagram and Conceptual Modeler (SDCM) / V.O. Novickij, V.l. Karpov. - №2010613330; Zajav. 16.09.2010; Zaregistr. 09.06.2010.

Создание лабораторной службы зерновой корпорации на основе применения методологии системного подхода

Ключевые слова

аутсорсинг; зерновая корпорация; качество зерна; лабораторная служба; лабораторные исследования; логистика; минимизация затрат; модель управления; оптимизация; причинно-следственные связи; системный подход; структура целей; транспортировка образцов; централизация.

Реферат

В настоящее время в странах с высоким уровнем и объемом производства зерна, а также большим количеством зернопроизводи-телей, включая крупные компании поставщиков зерна, одна из актуальных проблем — обеспечение учета и контроля качества зерна. Это решается путем создания системы лабораторного контроля. В РФ у зернопроизводителей в основном отсутствуют подобные лабораторные службы. Статья посвящена анализу проблем создания таких служб в зерновых корпорациях, а также исследованию логистики систем контроля качества зерна. Объекты логистики — точки взятия и маркировки проб зерна, их предварительной обработки, хранения и перемещения от заказчика исследования в лабораторию, а также приемка, регистрация и идентификация проб сырья. Лаборатории зернопроизводителей осуществляют анализ качества поступающего на зерносклады и элеваторы собираемого

и отгружаемого зерна. Анализ позволяет определить соответствие отобранных проб нормам по ряду показателей. Создание своей лабораторной службы позволит зернопроизводителям объективизировать оценку качества и идентификацию зерна, сократить потери и затраты на логистику проб, а также повысить оперативность, совершенствовать контроль и учет качества. В статье выполнен обзор предметной области, разработана общая структурно-функциональная модель процесса лабораторного исследования, раскрываются определения, роль и функции лабораторной службы, методы ее организации, такие как централизация и аутсорсинг. При централизованной модели организации лабораторная служба подчиняется руководству компании, которое занимается финансированием и развитием методов исследования. Выбор модели организации лабораторных служб для зерновых корпораций определяется как потребностями и интересами зернопроизводителей, так географической удаленностью его филиалов и хозяйств от лабораторий предприятий хранения и переработки зерна. Исследование проблемы создания и развития лабораторных служб зерновых холдингов в статье основано на методологии системного подхода. Приведена структура целей системы логистики лабораторной службы; разработана когнитивная диаграмма причинно-следственных связей; проведен анализ элементов системы с выявлением факторов влияния; определены проблемообразующие группы элементов. Построена концептуальная структурно-динамическая модель системы управления в теоретико-множественном представлении для стратегического и тактического горизонтов управления, сформулированы актуальные задачи и определены общие пути их решения.

Авторы

Новицкий Владимир Олегович, д-р техн. наук, профессор Московский государственный университет пищевых производств, 125080, Москва, Волоколамское ш., д. 11, nvo60@yandex.ru Кириллов Михаил Николаевич ООО «Диакеа-Софт»,

121170, Москва, ул. Кульнева, д. 3, с. 1, kirilov.mikhail@gmail.com

Creation of Laboratory Service of Grain Corporation Based on Application of Methodology of System Approach

Key words

outsourcing; grain corporation; grain quality; laboratory service; laboratory research; logistics; cost minimization; management model; optimization; cause-effect relations; system approach; goal structure; sample transportation; centralization.

Abstract

Currently, in countries with a high level and volume of grain production, as well as a large number of grain producers, including large grain supplier companies, one of the topical problems is the accounting and quality control of grain. This is done by creating a laboratory control system. In the Russian Federation, grain producers basically lack such laboratory services, so the article is devoted to the analysis of the problems of creating such services in grain corporations, as well as to the study of logistics of grain quality control systems. The objects of logistics are points of sampling and marking of grain samples, their preliminary processing, storage and transfer from the customer to the laboratory, as well as

acceptance, registration and identification of samples of raw materials. Laboratories of grain producers perform the analysis of the quality of grain collected and shipped to grain storage and elevators. The analysis process allows to determine the compliance of the selected samples with the norms for a number of indicators. The creation of its laboratory service will allow grain producers to objectify the quality assessment and identification of grain, to reduce losses and costs for logistics of samples, and to increase efficiency and improve control and quality control. The article is devoted to the review of the subject area, the general structural, functional model of the laboratory research process is developed, the definitions, role, and functions of the laboratory service, methods of its organization, such as centralization and outsourcing, are disclosed. With a centralized model of the organization, the laboratory service reports to the company»s management, which in turn is engaged in financing and developing research methods. The choice of the model of the organization of laboratory services for grain corporations is determined by the needs and interests of grain producers and the geographic distance of its branches and farms from laboratories for the storage and processing of grain. The study of the problem of creation and development of laboratory services of grain holdings in the article is based on the methodology of the system approach. The structure of the objectives of the logistics system of the laboratory service is given; developed a cognitive diagram of cause-effect relationships; an analysis of the elements of the system with the identification of factors of influence; defined problem-forming groups of elements. A conceptual structural-dynamic model of the management system in the set-theoretic representation for strategic and tactical management horizons is formulated, topical problems are formulated and general ways of their solution are determined.

Authors

Novitsky Vladimir Olegovich, Doctor of Technical Sciences, Professor

Moscow State University of Food Production,

11 Volokolamskoe shosse, Moscow, 125080, Russia,

nvo60@yandex.ru

Kiriliov Mikhail Nikolayevich

LLC «Diakea-Soft»,

1-3 Kulnevastr., Moscow, 121170, Russia, kirilov.mikhail@gmail.com