WYKORZYSTANIE MODELOWANIA ROZMYTEGO DO OCENY

Lilianna WAśNA*
WYKORZYSTANIE MODELOWANIA ROZMYTEGO
DO OCENY EFEKTYWNOŚCI CELOWEJ
PLANOWANEGO WDROśENIA ERP APS
Streszczenie
W pracy przedstawiono koncepcję oceny efektywności celowej planowanego
przedsięwzięcia wdroŜeniowego zintegrowanego systemu ERP APS w warunkach niepewności z wykorzystaniem modelowania i wnioskowania rozmytego. Proponowane podejście uwzględnia stan przygotowania przedsiębiorstwa do
wdroŜenia z istniejącymi ograniczeniami wdroŜeniowymi oraz wykorzystuje
doświadczenia ze zrealizowanych wcześniej wdroŜeń danego systemu.
1. Wstęp
Moduły APS (APS - Advanced Planning and Scheduling - Zaawansowane
planowanie i harmonogramowanie) oferowane w postaci zintegrowanych rozwiązań w ramach ERP (ERP - Enterprise Resource Planning - Planowanie zasobów przedsiębiorstwa) dedykowanych przedsiębiorstwom produkcyjnym, stanowią uzupełnienie ERP i umoŜliwiają planowanie bardziej zbliŜone do rzeczywistości w obszarze planowania i sterowania produkcji oraz wspomagają podejmowanie decyzji (por. [2], [3], [4], [5]).
ZauwaŜa się, Ŝe producenci, oferujący systemy ERP z funkcjonalnością APS
(ERP APS) przedsiębiorstwom produkcyjnym średniej wielkości, poszukują
metod, które pozwolą przeprowadzić i pokazać ocenę efektywności wdroŜenia
oferowanego przez nich narzędzia APS, w celu pokonywania, występujących
ze strony tych przedsiębiorstw, problemów z akceptacją nowych rozwiązań.
PoniewaŜ ocena ma dotyczyć przyszłości, powinna dostarczać informacji
o związanej z przyszłością niepewności, czego nie dają prognozy w formie precyzyjnych ocen punktowych.
Celem pracy jest przedstawienie metody oceny efektywności celowej planowanego wdroŜenia systemu ERP APS w średnim przedsiębiorstwie produkcyjnym. Proponowana metoda uwzględnia stan przygotowania przedsiębiorstwa do
*
mgr, Uniwersytet Zielonogórski, Wydział Ekonomii i Zarządzania, ul. Podgórna 50,
65-246 Zielona Góra, [email protected]
Wykorzystanie modelowania rozmytego do oceny efektywności… 283
wdroŜenia danego systemu, subiektywne preferencje przedsiębiorstwa wobec
danego rozwiązania (kryteria celowe) oraz warunki niepewności.
Praca zawiera prezentację modelu rozwaŜanej sytuacji decyzyjnej, sformułowanie problemu oraz propozycję metody jego rozwiązania, zilustrowaną przykładem.
2. Model i sformułowanie problemu
System ERP APS
Przedsiębiorstwo produkcyjne
Funkcjonalności obejmujące obsługę procesów biznesowych
i produkcyjnych w przedsiębiorstwie F={F1,..., Fh}
Model przedsięwzięcia
Koszty (rodzaje i struktura)
Baza doświadczeń ze zrealizowanych wdroŜeń
Klasa przedsiębiorstwa KSP: wskaźniki W={WE1, …, WEk}
Preferowane wartości wskaźników W: WE={WE1, …, WEk}
Stan przygotowania do wdroŜenia: SPG={Spg1(t0),..., Spgb(t0)}
Stan wdroŜenia SF={SF1(t),..., SFh(t)}
…
Przygotowanie,
wdroŜenie
t-1
t0
Eksploatacja wybranych
funkcjonalności
ts
t1
tz
Start systemu
Czas
Aktualny i planowany
stan wdroŜenia
(wykorzystania
funkcjonalności
systemu)
Wskaźniki
Przedsiębiorstwa W
t-1
t0
t1
…
tz
SF1
Przedsięwzięcie
SF1(t0) wdroŜeniowe
SF1(t1)
SF1(tz)
SF2
SF2(t0)
SF2(t1)
SF2(tz)
…
SFh
SFh(t0)
SFh(t1)
SFh(tz)
W1
W 1(t-1) W 1(t0)
W 1(t1)=?
W 1(tz)=?
W2
W 2(t-1) W 2(t0)
W 2(t1)=?
W 2(tz)=?
W k(t-1) W k(t0)
W k(t1)=?
W k(tz)=?
Czas
Czy w zadanym
terminie T
i budŜecie B
wskaźniki W
osiągną wartości
WE?
…
Wk
6
Rys. 1. Model decyzyjny oceny efektywności wdroŜenia systemu ERP APS
Źródło: opracowanie własne
W modelu decyzyjnym, zaprezentowanym na rys. 1, efekty z wcześniejszych
wdroŜeń danego systemu traktowane są jako baza doświadczeń. Zebrane doświadczenia, poprzez uogólnienie, mogą być wykorzystane, do oszacowania
potencjalnych efektów wdroŜenia rozwaŜanego systemu w kolejnym przedsiębiorstwie. W celu uwzględnienia niepewności związanej z przyszłością przyjmuje się, Ŝe dane w modelu mogą być częściowo precyzyjnie i częściowo nieprecyzyjnie określone.
W oparciu o przedstawiony model sformułowany został następujący problem: Dany jest system informatyczny klasy ERP APS o znanych moŜliwościach funkcjonalnych i wymaganiach technicznych oraz efekty zrealizowanych
wdroŜeń tego systemu. Dane jest przedsiębiorstwo produkcyjne średniej wielkości, o znanych wskaźnikach ilościowych, znanym istniejącym i planowanym
stanie przygotowań i wdroŜenia danego systemu informatycznego i znanych
preferencjach wobec systemu. Poszukiwana jest metoda, która pozwoli odpowiedzieć na pytanie: Czy przygotowanie danego przedsiębiorstwa do wdroŜenia,
realizacja wdroŜenia i eksploatacja danego systemu pozwoli osiągnąć prefero-
284
Lilianna WaŜna
wane wartości wybranych wskaźników tego przedsiębiorstwa w zadanym terminie i budŜecie, przy znanym czasie eksploatacji systemu?
3. Metoda wielokryterialnej celowej oceny efektywności
wdroŜenia zintegrowanego systemu klasy ERP APS
w warunkach niepewności
System ERP APS: Funkcj. syst.: F={F1,..., Fh}; Czynn. przyg. CPG={cpg1,…, cpgb}, Czynn. wdroŜ. i eksp. CWE= {cwe1,…, cwel} , Zdarzenia:
CPG_zdarz=[cpg_zdarzij] CWE_zdarz=[cwe_zdarzij], Czasy czynn. T_CPG={Tcpg1,…,Tcpgb} T_CWE={Tcwe1,…,Tcwel}; Koszt licencji KLC; Rodz.
koszt. przeds. RK={rk1,…,rkw}, Koszty stałe KST={kst1,…,kstw}, Wielk. odnies. ODN={odn1,…,odnw}, wart. wielk. odnies. WOD={wod1,…,wodw},
koszty zmien. jedn. KZM={kzm1,…,kzmw}
Klasa przedsiębiorstw KSP: Wskaź. przeds. W(t)={W1(t), ...,Wk(t)} Baza dośw. z wdroŜ. ERP APS: Wart. wskaź. W[PPnr](t)={W1(t), W2(t),…,Wk(t)}
Stan wdroŜ. SF[PPnr](t)={SF1(t),…,SFh(t)}
Przedsiębiorstwo PP klasy KSP: Wart. wskaź. przed wdroŜ. W[PP](t)={W1(t), W2(t),…,Wk(t)} Liczba licencji LLC, Stan wdroŜ. SF(t)={SF1(t),...,SFh(t)}
Stan przyg. do wdroŜenia SPG={Spg1(t0),...,Spgb(t0)}; Czas ekspl. syst. TE ; Prefer. wart. wskaź. W: WE={WE1, …, WEk}; Prefer. termin T; BudŜet
przedsięw. B
1) Prognozowanie wybranych wskaźników przedsiębiorstwa z wdroŜenia ERP APS na podstawie doświadczeń
z przeprowadzonych wcześniejszych wdroŜeń systemu w przedsiębiorstwach tej samej klasy
1.1) Tworzenie bazy wiedzy empirycznej na podstawie doświadczeń z przeprowadzonych wdroŜeń ERP APS ( –
tworzenie modelu rozmytego)
1.1.1) Filtracja próbek pomiarowych metodą wykresów średniej rozmytej
1.1.2) Samoorganizacja i strojenie parametrów modelu rozmytego geometryczną metodą punktów
maksymalnego błędu bezwzględnego
A) Określenie hiperczworościennego modelu bazowego M0 metodą wyjścia poza przestrzeń rozwaŜań
B) Dostrojenie modelu bazowego M0 na podstawie próbek pomiarowych za pomocą rozmytej sieci neuronowej
C) Określenie błędu modelu bazowego E0 -w przypadku wystarczającej dokładności zakończenie modelowania, w przeciwnym razie kontynuacja
D) Umieszczenie 2 reguł w punktach ekstremum błędu modelu bazowego E0 – model błędu E0M
E) Dostrojenie parametrów funkcje przynaleŜności modelu błędu E0M na bazie próbek błędu modelu bazowego E0
F) Utworzenie modelu M1, analiza jego dokładności i kontynuacja lub zakończenie modelowania
1.2) Prognozowanie wybranych wskaźników przedsiębiorstwa z wdroŜenia w czasie TE eksploatacji systemu –
wnioskowanie rozmyte przy pomocy utworzonego modelu rozmytego
2) Prognozowanie czasu realizacji przedsięwzięcia wdroŜeniowego do startu systemu z uwzględnieniem ograniczeń
wdroŜeniowych
3) Prognozowanie kosztu planowanego przedsięwzięcia wdroŜeniowego
4) Wielokryterialna ocena efektywności planowanego wdroŜenia ERP APS względem preferowanych kryteriów
celowych
Rys. 2. Metoda oceny efektywności celowej wdroŜenia ERP APS
Źródło: opracowanie własne
Do rozwiązania postawionego problemu proponowana jest metoda, w której
do opisu niepewności wykorzystano zbiory rozmyte. Ponadto zastosowano wybrane elementy modelowania i wnioskowania rozmytego oraz oceny wielokryterialnej (por. [6], [1]). Efektywność planowanego wdroŜenia systemu ERP APS
określana jest przez współczynnik efektywności celowej, oceniający w jakim
stopniu preferowane przez dane przedsiębiorstwo cele wdroŜenia zostaną osiągnięte. Szczegółowy schemat postępowania zaprezentowany został na rys. 2,
Wykorzystanie modelowania rozmytego do oceny efektywności… 285
a skrócony przykład wykorzystania proponowanej metody zamieszczono poniŜej.
3.1. Przykład oceny efektywności planowanego wdroŜenia
systemu ERP APS w średnim przedsiębiorstwie
produkcyjnym
Dany jest system klasy ERP APS z następującymi funkcjonalnościami
F=[F1, F2, F3, F4, F5, F6]: F1-Dane podstawowe, F2-SprzedaŜ i dystrybucja,
F3-Gospodarka materiałowa, F4-Produkcja, F5-APS, F6-Księgowość.
Dana jest klasa K średnich przedsiębiorstw produkcyjnych. Znane są następujące wybrane wskaźniki tych przedsiębiorstw W=[W1, W2]: W1–opóźnione
zlecenia produkcyjne (% zleceń realizowanych); W2– nadgodziny (granica
przeciąŜenia %). Dane są doświadczenia wybranych przedsiębiorstw klasy K,
które pracowały najpierw z danym system ERP bez funkcjonalności APS,
po czym nastąpiło wdroŜenie APS. Dane jest teŜ średnie przedsiębiorstwo produkcyjne P klasy K, które pracuje z danym systemem bez funkcjonalności APS
i rozwaŜa wdroŜenie APS w celu poprawy wybranych wskaźników efektywności w określonym czasie. Etap 1 proponowanej metody związany z prognozowaniem wartości tych wskaźników z wdroŜenia przedstawiono szczegółowo
w pracy [7]. Wyniki dla 3 miesięcy zestawiono w tabeli 1.
Tabela 1. Prognoza efektów wdroŜenia ERP APS dla przedsiębiorstwa P
Źródło: opracowanie własne
t-1
t0
t1
t2
t3
Start
0
1
1
1
SF5
W1 około 58 około 67
około 27 około 26 około 24
W2 około 65 około 72
około 24 około 21 około 15
Dany jest takŜe model przedsięwzięcia wdroŜeniowego funkcjonalności APS
danego systemu, z nieprecyzyjnie określonymi czasami trwania czynności oraz
stan przygotowania przedsiębiorstwa P (rys. 3), na podstawie których prognozowany czas wdroŜenia wynosi [86, 112, 143, 205] osobodni, co przy 3 osobowym zespole wdroŜeniowym daje [0,96; 1,25; 1,59; 2,28] miesięcy.
Ponadto dane są, preferowane przez przedsiębiorstwo P, wartości wskaźników WE=[WE1, WE2], które przedsiębiorstwo chciałoby osiągnąć w zadanym
terminie T, przy 3 miesięcznej eksploatacji danego systemu ERP APS:
WE1=wartość wskaźnika W1(t3) „do około 20%” (dopuszczalnie 25%),
WE2=wartość wskaźnika W2(t3) „do około 10%” (dopuszczalnie 20%).
T=zadany termin przedsięwzięcia „do około 4 miesięcy” (dopuszczalnie 5).
Kryteria celowe są jednakowo preferowane.
Lilianna WaŜna
286
Poszukiwana jest odpowiedź na pytanie: Czy planowane wdroŜenie funkcjonalności APS danego systemu pozwoli w terminie T osiągnąć zadane wartości
danych wskaźników?
Otrzymaną rozmytą wartość wielokryterialnej celowej oceny efektywności
planowanego wdroŜenia względem przyjętych kryteriów przedstawia rys. 4.
Uzyskane wyniki wskazują, Ŝe realizacja przedsięwzięcia wdroŜeniowego danego systemu pozwoliłaby w około 0,34% (0,29%) osiągnąć załoŜone cele.
Zdarzenie
CPG
Czynności przygotowawcze
rozp.
końc.
Czas trwania
(osobodni)
Stan
przygotow.
cpg1
Tworzenie zespołu wdroŜeniowego projektu APS
1
2
[7, 12, 16, 20]
1
cpg2
Opisanie i udokumentowanie istotnych dla APS modeli procesów
biznesowych z analizą istniejącego stanu
2
3
[36, 46, 50, 57]
1
cpg3
Opracowanie/ realizacja wymaganych zmian organizacyjnych (dane
podstawowe i obieg dokumentów, czynności i struktury)
3
6
[50, 60, 70, 80]
0
cpg4
Przygotowanie i wprowadzanie danych, analiza jakości danych
4
6
[60, 70, 90, 140]
0
cpg5
Czynności dla zabezpieczenia infrastruktury technicznej
3
4
[25, 30, 40, 60]
1
cpg6
Czynności testowania
4
5
[15, 20, 30, 40]
0
0
cpg7
Czynności szkoleniowe
5
6
50
CWE
Czynności wdroŜeniowe i eksploatacyjne
rozp.
końc.
(dni)
cwe1
Równoległa praca systemów (z APS i bez)
6
7
[20, 40, 50, 60]
cwe2
Start podstawowych funkcjonalności APS
7
8
[1, 2, 3, 5]
Rys. 3. Model przedsięwzięcia wdroŜeniowego funkcjonalności APS systemu ERP
Źródło: opracowanie własne, dane wirtualne
DA= około 0,34
DM=około 0,29
1,2
1,2
1
1
0,8
0,8
0,6
0,6
0,4
0,4
0,2
0,2
0
0
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
0
0,2
0,4
0,6
0,8
1
Rys. 4. Ocena efektywności celowej przedsięwzięcia wdroŜeniowego a) wg kryterium
addytywnego, b) wg kryterium multiplikatywnego
Źródło: opracowanie własne
4. Podsumowanie
Proponowana metoda oceny efektywności celowej wdroŜenia ERP APS,
przez wykorzystanie podejścia rozmytego, słuŜącego do opisu zjawisk nieprecyzyjnie określonych i dającego moŜliwość modelowania niepewności w sposób
naturalny, pozwala przybliŜyć przedsiębiorstwu, w jakim mniej więcej stopniu
planowane przedsięwzięcie wdroŜeniowe, pozwoli osiągnąć mu preferowane
cele. MoŜe w ten sposób słuŜyć wspomaganiu przedsiębiorstw w wyborze od-
Wykorzystanie modelowania rozmytego do oceny efektywności… 287
powiedniego systemu, jak równieŜ pokonywaniu ich nieufności wobec nowych
rozwiązań, do których naleŜy APS.
Abstract
Application of fuzzy modeling to the goal efficiency evaluation of planned
implementation of ERP APS system. In the paper is presented the conception of
the goal efficiency evaluation of planned implementation undertaking of ERP
APS system in uncertain terms with using fuzzy modeling and inference. The
proposed approach takes into account the state of enterprise preparation for
implementation with existing implementation constraints and uses experiences
from the earlier implementation of the given system.
Bibliografia:
[1] Dymowa L., Figat P., Zenkova A., Metoda i oprogramowanie do oceny
wielokryterialnej i wielopoziomowej decyzji w warunkach niepewności rozmytej. III Krajowa Konferencja "Metody i systemy komputerowe
w badaniach naukowych i projektowaniu inŜynierskim" , Kraków, 19-21 listopada, 2001, s. 575-576.
[2] Gunther H. O., Tempelmeier H., Produktion und Logistik (5. Aufl.) Berlin:
Springer 2003.
[3] Kluge P.D., KuŜdowicz P., Andracki S., Multi-resource-planning and realtime-optimization based on proALPHA® APS solution// W: Automation
2005: Automatyzacja - nowości i perspektywy : konferencja naukowotechniczna. Warszawa, Polska 2005.
[4] Kluge P.D., KuŜdowicz P., Orzeszko P., Controlling wspomagany komputerowo z wykorzystaniem systemu ERP, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu
Zielonogórskiego, Zielona Góra 2005.
[5] Maciejec L., System ERP konfrontacja potrzeb i moŜliwości, CIO Magazyn
dyrektorów IT, 3/2005.
[6] Piegat A., Fuzzy Modeling and Control, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg, Germany 2001.
[7] WaŜna L., Relich M., Zastosowanie modelowania i wnioskowania rozmytego do wspomagania oceny efektów wdroŜenia ERP APS
w przedsiębiorstwie produkcyjnym // W: InŜynieria produkcji: technologia,
informacja, zastosowania / red. J. Jakubowski, S. Saniuk, R. Stryjski .- Zielona Góra : Oficyna Wydaw. Uniwersytetu Zielonogórskiego, 2007.
Recenzent: prof. Zbigniew Banaszak