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.. 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 5, 5-24 Zielona Góra, l.wazna@wez.uz.zgora.pl
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 Funkcjonalności obejmujące obsługę procesów biznesowych i produkcyjnych w przedsiębiorstwie F={F,..., F h } Model przedsięwzięcia Koszty (rodzaje i struktura) Baza doświadczeń ze zrealizowanych wdroŝeń Przedsiębiorstwo produkcyjne Klasa przedsiębiorstwa KSP: wskaźniki W={WE,, WEk} Preferowane wartości wskaźników W: WE={WE,, WE k } Stan przygotowania do wdroŝenia: SPG={Spg (t ),..., Spg b (t )} Stan wdroŝenia SF={SF (t),..., SF h (t)} Przygotowanie, wdroŝenie Eksploatacja wybranych funkcjonalności t t s t t t z Czas - Start systemu Czy w zadanym Czas Aktualny i planowany stan wdroŝenia (wykorzystania funkcjonalności systemu) Wskaźniki Przedsiębiorstwa W t - t Przedsięwzięcie t t z SF SF (t ) wdroŝeniowe SF (t ) SF (t z ) SF 2 SF 2 (t ) SF 2 (t ) SF 2 (t z ) SF h W W (t - ) W (t ) W (t )=? W (t z )=? W 2 W 2 (t - ) W 2 (t ) W 2 (t )=? W 2 (t z )=? SF h (t ) SF h (t ) SF h (t z ) terminie T i budŝecie B wskaźniki W osiągną wartości WE? W k W k (t - ) W k (t ) W k (t )=? W k (t z )=? Rys.. Model decyzyjny oceny efektywności wdroŝenia systemu ERP APS W modelu decyzyjnym, zaprezentowanym na rys., 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={F,..., Fh}; Czynn. przyg. CPG={cpg,, cpgb}, Czynn. wdroŝ. i eksp. CWE= {cwe,, cwel}, Zdarzenia: CPG_zdarz=[cpg_zdarzij] CWE_zdarz=[cwe_zdarzij], Czasy czynn. T_CPG={Tcpg,,Tcpgb} T_CWE={Tcwe,,Tcwel}; Koszt licencji KLC; Rodz. koszt. przeds. RK={rk,,rkw}, Koszty stałe KST={kst,,kstw}, Wielk. odnies. ODN={odn,,odnw}, wart. wielk. odnies. WOD={wod,,wodw}, koszty zmien. jedn. KZM={kzm,,kzmw} Klasa przedsiębiorstw KSP: Wskaź. przeds. W(t)={W(t),...,Wk(t)} Baza dośw. z wdroŝ. ERP APS: Wart. wskaź. W[PPnr](t)={W(t), W2(t),,Wk(t)} Stan wdroŝ. SF[PPnr](t)={SF(t),,SFh(t)} Przedsiębiorstwo PP klasy KSP: Wart. wskaź. przed wdroŝ. W[PP](t)={W(t), W2(t),,Wk(t)} Liczba licencji LLC, Stan wdroŝ. SF(t)={SF(t),...,SFh(t)} Stan przyg. do wdroŝenia SPG={Spg(t),...,Spgb(t)}; Czas ekspl. syst. TE ; Prefer. wart. wskaź. W: WE={WE,, WEk}; Prefer. termin T; BudŜet przedsięw. B ) Prognozowanie wybranych wskaźników przedsiębiorstwa z wdroŝenia ERP APS na podstawie doświadczeń z przeprowadzonych wcześniejszych wdroŝeń systemu w przedsiębiorstwach tej samej klasy.) Tworzenie bazy wiedzy empirycznej na podstawie doświadczeń z przeprowadzonych wdroŝeń ERP APS ( tworzenie modelu rozmytego)..) Filtracja próbek pomiarowych metodą wykresów średniej rozmytej..2) Samoorganizacja i strojenie parametrów modelu rozmytego geometryczną metodą punktów maksymalnego błędu bezwzględnego A) Określenie hiperczworościennego modelu bazowego M metodą wyjścia poza przestrzeń rozwaŝań B) Dostrojenie modelu bazowego M na podstawie próbek pomiarowych za pomocą rozmytej sieci neuronowej C) Określenie błędu modelu bazowego E -w przypadku wystarczającej dokładności zakończenie modelowania, w przeciwnym razie kontynuacja D) Umieszczenie 2 reguł w punktach ekstremum błędu modelu bazowego E model błędu EM E) Dostrojenie parametrów funkcje przynaleŝności modelu błędu EM na bazie próbek błędu modelu bazowego E F) Utworzenie modelu M, analiza jego dokładności i kontynuacja lub zakończenie modelowania.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 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. [], []). 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 poni- Ŝej. 3.. Przykład oceny efektywności planowanego wdroŝenia systemu ERP APS w średnim przedsiębiorstwie produkcyjnym Dany jest system klasy ERP APS z następującymi funkcjonalnościami F=[F, F2, F3, F4, F5, F]: F-Dane podstawowe, F2-SprzedaŜ i dystrybucja, F3-Gospodarka materiałowa, F4-Produkcja, F5-APS, F-Księgowość. Dana jest klasa K średnich przedsiębiorstw produkcyjnych. Znane są następujące wybrane wskaźniki tych przedsiębiorstw W=[W, W2]: W 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 proponowanej metody związany z prognozowaniem wartości tych wskaźników z wdroŝenia przedstawiono szczegółowo w pracy [7]. Wyniki dla 3 miesięcy zestawiono w tabeli. Tabela. Prognoza efektów wdroŝenia ERP APS dla przedsiębiorstwa P t - t Start t t 2 t 3 SF 5 W około 58 około 7 około 27 około 2 około 24 W 2 około 5 około 72 około 24 około 2 około 5 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 [8, 2, 43, 25] osobodni, co przy 3 osobowym zespole wdroŝeniowym daje [,9;,25;,59; 2,28] miesięcy. Ponadto dane są, preferowane przez przedsiębiorstwo P, wartości wskaźników WE=[WE, WE2], które przedsiębiorstwo chciałoby osiągnąć w zadanym terminie T, przy 3 miesięcznej eksploatacji danego systemu ERP APS: WE=wartość wskaźnika W(t3) do około 2% (dopuszczalnie 25%), WE2=wartość wskaźnika W2(t3) do około % (dopuszczalnie 2%). T=zadany termin przedsięwzięcia do około 4 miesięcy (dopuszczalnie 5). Kryteria celowe są jednakowo preferowane.
28 Lilianna WaŜna 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,34% (,29%) osiągnąć załoŝone cele. CPG cpg Czynności przygotowawcze Tworzenie zespołu wdroŝeniowego projektu APS Zdarzenie rozp. końc. 2 Czas trwania (osobodni) [7, 2,, 2] Stan przygotow. cpg2 cpg3 cpg4 Opisanie i udokumentowanie istotnych dla APS modeli procesów biznesowych z analizą istniejącego stanu Opracowanie/ realizacja wymaganych zmian organizacyjnych (dane podstawowe i obieg dokumentów, czynności i struktury) Przygotowanie i wprowadzanie danych, analiza jakości danych 2 3 4 3 [3, 4, 5, 57] [5,, 7, 8] [, 7, 9, 4] cpg5 Czynności dla zabezpieczenia infrastruktury technicznej 3 4 [25, 3, 4, ] cpg Czynności testowania 4 5 [5, 2, 3, 4] cpg7 CWE Czynności szkoleniowe Czynności wdroŝeniowe i eksploatacyjne 5 rozp. końc. 5 (dni) cwe Równoległa praca systemów (z APS i bez) 7 [2, 4, 5, ] cwe2 Start podstawowych funkcjonalności APS 7 8 [, 2, 3, 5] Rys. 3. Model przedsięwzięcia wdroŝeniowego funkcjonalności APS systemu ERP, dane wirtualne DA= około,34 DM=około,29,2,8,,4,2,2,4,,8,2,8,,4,2,2,4,,8 Rys. 4. Ocena efektywności celowej przedsięwzięcia wdroŝeniowego a) wg kryterium addytywnego, b) wg kryterium multiplikatywnego 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: [] 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, 9-2 listopada, 2, s. 575-57. [2] Gunther H. O., Tempelmeier H., Produktion und Logistik (5. Aufl.) Berlin: Springer 23. [3] Kluge P.D., KuŜdowicz P., Andracki S., Multi-resource-planning and realtime-optimization based on proalpha APS solution// W: Automation 25: Automatyzacja - nowości i perspektywy : konferencja naukowotechniczna. Warszawa, Polska 25. [4] Kluge P.D., KuŜdowicz P., Orzeszko P., Controlling wspomagany komputerowo z wykorzystaniem systemu ERP, Oficyna Wydawnicza Uniwersytetu Zielonogórskiego, Zielona Góra 25. [5] Maciejec L., System ERP konfrontacja potrzeb i moŝliwości, CIO Magazyn dyrektorów IT, 3/25. [] Piegat A., Fuzzy Modeling and Control, Springer-Verlag, Berlin/Heidelberg, Germany 2. [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, 27. Recenzent: prof. Zbigniew Banaszak