Эффективность функционирования современных промышленных предприятий во многом определяется совершенствованием менеджмента рисков, присущих процессам производства пищевых продуктов. Рационально организованный технологический процесс производства пищевых продуктов должен обеспечивать выпуск предприятием качественной и конкурентоспособной продукции при оптимальных затратах на производство и правильной организации труда. Предотвращение брака и неблагоприятных ситуаций является важной составляющей повышения качества готовой продукции.
На данный момент производители стремятся разработать технологию быстрого и малозатратного производства. В связи с этим в процессе изготовления продукции добавляют более 3 000 соединений, которые оказывают большое влияние на питание. Данные соединения, с одной стороны, призваны повышать органолептические характеристики готовой продукции, с другой стороны, они могут вызвать у человека побочные эффекты, вызывающие риски для здоровья [1]. Перечисленные факторы могут стать причиной возникновения неблагоприятных событий, которые могут повлечь за собой существенные финансовые и социальные потери, что подвергает компанию серьезным рискам. Оперативное принятие решений в данных событиях происходит, как правило, в условиях наличия той или иной неопределенности. Таким образом, возникает риск, определяемый в соответствии с ГОСТ Р ИСО 31010 – 2011 «Менеджмент риска. Методы оценки риска» как «сочетание вероятности события и его последствий» [2], связанный с последствиями в виде материального ущерба, а в случае возникновения аварийной ситуации – угрозой жизни и здоровью людей [3, с. 54].
Аналитическая поддержка принятия решений в процессе управления рисками технологического процесса производства пищевых продуктов
Проблема повышения качества производства пищевой продукции в России, в том числе хлеба и хлебобулочных изделий, является весьма важной и актуальной. Хлеб – основной продукт питания в России. На основании постановления Правительства РФ от 15 июля 2010 г. № 530, хлеб включен в перечень социально значимых продовольственных товаров первой необходимости. На сегодня качество продукции контролируется российскими и международными стандартами качества сырья и готовой продукции [2, 4–6].
По данным ФСГС «Росстат» хлебопекарная отрасль занимает ключевую позицию в пищевой промышленности России. За последние 6 лет уровень потребления хлеба и хлебобулочных изделий снизился на 10 % [7]. Хлеб и хлебобулочные изделия являются важным источником белка, углеводов, клетчатки и минеральных веществ и витаминов.
Главной целью аналитической поддержки принятия решений управления рисками в технологическом процессе является обеспечение безопасного производства пищевой продукции с наименьшей вероятностью брака (ущерба).
Материал исследования составили результаты лабораторных исследований (30 показателей и 1200 событий). Метод исследования наблюдение, анализ статистических данных, а также опрос и интервьюирование экспертов (технологи, лаборанты, пекари).
Процесс производства хлеба и хлебобулочных изделий представляет собой сложный и непрерывный процесс, который зависит от множества факторов. Проанализировав процесс производства хлеба, можно выделить 5 этапов: закупка сырья, разработка производственной рецептуры, производство, упаковка и бракераж. На производстве каждый этап технического процесса приготовления продукции находится под контролем работников (мастера, пекаря, технолога и т.д.). Рецептура хлебных изделий регламентируется отраслевыми стандартами и внутренними документами.
Повышение качества и безопасности продукции в значительной мере определяет выживаемость предприятия в условиях рынка, темпы научно-технического прогресса, рост эффективности производства, экономию всех видов ресурсов, используемых на предприятии. Важным вопросом повышения качества является повышение эффективности принятия решений в проблемных ситуациях. Трудности, возникающие в процессе принятия решений, заключаются в наличии недостаточности знаний о значении характеристик объектов в рисковых ситуациях. Своевременное и качественное принятие решений по управлению рисками способствует эффективному функционированию и развитию предприятия.
В процессе менеджмента рисков на этапе принятия решений предприятие сталкивается с выбором приемлемого для него уровня риска и пути его снижения. Каждое предприятие имеет свои собственные предпочтения, связанные с рисками, подобные действия называются системой управления рисками. В ее состав входят все сущности и функции риска, разрабатывается классификация рисков, которые учитывали бы специфику рыночной экономики, а также методики их количественных оценок.
Онтологический инжиниринг аналитической поддержки принятия решений управления рисками в технологическом процессе
В экономических системах характер рисков зависит от конкретной предметной области. Сложно в условиях неопределенности производить анализ и оценку рисков, для этого необходимо в первую очередь выделить проблемную ситуацию, для разрешения которой будет проводиться анализ [3, с. 55; 8]. В качестве объекта исследования и анализа рисковых ситуаций был рассмотрен технический процесс изготовления ржаного хлеба на крупном предприятии (рис. 1).
Рис. 1. Диаграмма бизнес-анализа
Рецептура хлебобулочных изделий регламентируется отраслевыми стандартами, государственными стандартами (ГОСТ Р 55972-2014 Изделия хлебобулочные, рецептура и технологическая инструкция [6]) и внутренней документацией.
Основные участники данного процесса представлены на диаграмме в виде акторов (Actors): заказчик (инициатор процесса); лица, принимающие решения (ЛПР); эксперты.
Управлять рисками означает определять перспективы и выявлять возможности для совершенствования деятельности, а также не допускать или сокращать вероятность нежелательного хода событий.
Возникновение проблемной ситуации влечет за собой вероятность возникновения риска и денежный ущерб производству. Принятие своевременных и эффективных решений позволяет сократить (данную вероятность) уровень риска.
В результате онтологического анализа выявленных особенностей управления взаимодействием деловых процессов разработана онтология поддержки принятия решений управления рисками. Онтология создает основу для того, чтобы при управлении взаимодействующими процессами стороны, обменивающиеся информацией, могли правильно понимать друг друга. Интеграция моделей двух процессов на базе онтологии позволит наладить коммуникацию между сотрудниками, а также решит проблему получения достоверной и актуальной информации для принятия решений в условиях неопределенности [3, с. 55].
Онтология включает также семантическую сеть аналитических моделей и методов, используемых для поддержки принятия решений в управлении рисками технологического процесса. Описание онтологии произведено на языке OWL-DL (Ontology Web Language based on Description Logic). Для программной реализации разработанной онтологии был выбран программный инструментарий Protege, который является удобным для управления онтологией, поддерживает язык OWL DL [9, 10].
Онтология создает основу для выбора оптимального набора методов, которые позволят сократить время и ресурсы в процессе управления риском. В производственной системе взаимодействуют сотрудники, обладающие различными квалификациями и компетенциями в различных областях знаний, в то же время принятие количественных решений требует однозначного и явного понимания терминов (понятий) используемых в деловых процессах.
Интеграция концептуальных моделей двух процессов на базе онтологии позволит наладить коммуникацию между сотрудниками, а также решит проблему получения достоверной и актуальной информации для принятия решений в условиях неопределенности.
Возникновение разночтений терминологий между участниками и документами регламентирующими реализацию рассматриваемого процесса по управлению риском можно решить созданием интегрированной онтологии Risk с применением встроенной операции объединения онтологий в protege (merge ontologies).
На рис. 2 представлены 2 онтологии, разработанные специалистами управления рисками и сотрудниками технологического процесса.
Рис. 2. Онтологии анализа рисков и технологического процесса
Процесс интеграции онтологии состоит из нескольких этапов:
– сравнение онтологий с помощью дополнительного пакета Protege, под названием Protege OWL Diff. Это расширение позволяет сравнивать версии онтологии и основано на применении алгоритмов PROMPT. Данный пакет позволяет уточнить дополнительные характеристики сравнения онтологий (игнорирование рефакторий; определение операций рефакторинга; поиск операции рефакторинга). Результатом сравнения двух онтологий является таблица, со сведенными в левом поле в список названиями классов и их статусом – Удален (Deleted), Изменен (Modified), Создан (Created), Переименован (Renamed), так же возможна комбинация Renamed and Modified;
– объединение разработанных онтологий в одну в редакторе онтологии Protege осуществлено посредством выбора пункта меню «Refactor > Merge ontologies…» и выполнения шагов взаимодействия с диалоговым окном создания онтологий (рис. 3).
Рис. 3. Гибридная онтология аналитической поддержки ПР управления рисками в технологическом процессе
Рис. 4. Запрос DL Query
Разработанная онтология позволяет осуществить поиск информации с использованием различных видов запросов. Среда Protege дает возможность реализовать запросы с помощью вкладки DL Query, которая предоставляет собой мощную и удобную функцию для поиска в онтологии. Язык OWL DL основан на принципе сбора всей информации о конкретном классе, свойстве или отдельном индивиде. На рис. 3 представлен пример DL запроса по выбору метода анализа и оценки рисков для технологического процесса на этапе производства пробных изделий. Основными критериями для выбора выступает возможность работы с количественными данными и с неопределенностью.
Результатом запроса выступает список рекомендованных методов анализа и оценки риска, эксперту представлена возможность принятия решения по выбору метода самостоятельно или дополнить запрос критериями: сложность, многофункциональность или длительность. Результаты онтологического анализа могут быть использованы при формировании знаний об управлении процессами в системе управления качеством, в частности для формализации суждений экспертов в виде управления рисками.
Заключение
Разработанная интегрированная онтология поддержки принятия решений объединяет комплекс сформированных онтологий: управления рисками и производственного процесса. Интегрированная онтология позволяет описать предметную область производства пищевых продуктов с точки зрения различных пользователей и сохранить, согласовать между сотрудниками организации и объединённой онтологии, что является основной задачей для создания единой базы знаний организации.
Работа выполнена при поддержке гранта Российского фонда фундаментальных исследований № 16-08-00575 «Интеллектуальные методы многокритериальной диагностики состояний сложных технических систем и технологических процессов».