Введение к работе
Актуальность темы исследования. В соответствии с новой экономической обстановкой, сложившейся в стране на Флот России возложены ответственные задачи по обеспечению транспортных и специальных технологических задач, решаемых судами,.водными коммуникациям, судостроительными и судоремонтными предприятиями. В составе Флота Российской Федерации находятся суда различного назначения: пассажирские суда с различными принципами поддержания на плаву, сухогрузы и водоналивные суда, вспомогательные суда ВМФ.
Основой технической эксплуатации флота (ТЭФ) является ресурсное обеспечение судов, которое реализуется организационными структурами систем речного и морского флота (экипажи судов, отделы, службы и управления пароходств и технических служб, судоремонтные и судостроительные фирмы, структуры материального обеспечения и т.п.) в соответствии с правилами технической эксплуатации речного и морского транспорта, устанавливающими требования, предъявляемые к техническому состоянию судовых технических средств (СТС), организации и управлению ТЭФ.
Ресурсы, необходимые при техническом использовании судов, предназначенные для управления СТС, обусловлены выбором состава и режимом работы судовых энергетических установок, контроля функционирования СТС, содержания их в соответствии с инструкциями и рекомендациями.
Современное судно представляет собой «сложнейшее сочетание технических устройств, систем и комплексов, являющихся самыми последними достижениями науки, инженерной мысли и производства...» [11]
Отличительной особенностью современных судов является то, что они представляют собой сложную организационно-техническую систему , ресурс которой в виде технических средств и обслуживающего персонала
определяет эффективность их использования. При этом подсистемы и комплексы судна строятся с учетом межвидовой унификации элементной базы, высокой степени автоматизации, математического обеспечения и интерфейсов, объединенных между собой информационными и управленческими связями
Повышение уровня автоматизации и информатизации приводит как к улучшению характеристик СТС, так и технических характеристик судна в целом. При этом повышается надежность использования судов и СТС, упрощается эксплуатация, сокращается число ошибок -экипажа, обеспечивается безопасность плавания и т.д. С другой стороны, внедрение автоматики и информационных систем ведет к качественным изменениям СТС, что в свою очередь, требует повышения эффективности их использования.
Исходя из этого, наиболее важной задачей является научное обоснование необходимой и достаточной численности экипажей судов, так как весь набор свойств и характеристик судна реализуется только посредством человеческой деятельности.
Существующие методики обоснования численности экипажей судов не позволяют научно оценивать оптимально необходимую численность экипажа, способного выполнять все задачи, решаемые на судне.
Опыт проектирования, строительства и использования судов подтверждает необходимость совершенствования методик расчета численности экипажа, как на этапе предэскизного проектирования, так и при его постройке. Учитывая системную сложность решения этой задачи, традиционные методы, осповашшс па экспериментально-измериаелышм подходе к принятию решения, не соответствуют уровню - сложности процессов, происходящих в организационно-технических системах судна. Поэтому требуется разработка и развитие качественно новых подходов к принятию решения типовых проблемных задач управления, модернизации и развития организационной системы судна, в том числе и определения необходимой и достаточной численности экипажа. Таким образом, разработка информа-
5 ционного обеспечения ресурса судна с использованием модельно-предсказательного подхода к оценке численности экипажа судна является актуальной для Флота задачей.
Цель работы. Целью диссертационной работы является совершенствование методики оценки количественного состава экипажа на основе реализации системного подхода, к целевому назначению перспективных судов и с учетом применения новых информационных технологий.
Для достижения цели работы поставлены задачи: 1. Теоретические:
-
Произвести системную структуризацию влияния'численности экипажа на функционирование судна.
-
Разработать метод декомпозиции повседневной (производственной) деятельности судна на основе анализа целевого назначения.
-
Обобщить математические модели теории функциональных сетей на рассматриваемые задачи и разработать модели и методику комплек-сирования параллельных единиц повседневной (производственной) деятельности.
1.4. Сформулировать и решить оптимизационную задачу по оценке
численности экипажа судна.
2. Прикладные:
-
Разработать модели расчета численности экипажа судна с учетом комплектования экипажей профессиональным персоналом.
-
Разработать модели расчета численности экипажа с учетом современных требований обеспечения живучести судна.
-
обосновать целесообразность выбора структуры постов управления судна на основе метода экспертных оценок.
Научная новизна исследований. 1. Разработаны модели комплексирования параллельных единиц повседневной (производственной) деятельности на судне с учетом обобще-
ния признаков параллельности и логических условий начала и окончания параллельной деятельности судовых специалистов.
-
Сформулирована и решена задача экспертной оценки структуры постов управления судна на основе их ранжировки.
-
Разработаны критерии и методы оценки численности экипажа с учетом требований по борьбе за живучесть судна,
-
Поставлена и решена оптимизационная задача оценки достаточной численности экипажа судна с учетомиерархии организационной структуры управления судна и с учетом совмещения функциональных обязанностей экипажа.
Практическая ценность. Реализация теоретических результатов исследования позволила:
разработать модели расчета численности экипажа судов с учетом комплектования экипажей профессиональным персоналом;
- разработать модели расчета численности экипажа с учетом современных требований обеспечения живучести судна;
отработать методику ранжировки возможных структур организационной структуры судна;
формализовать общий алгоритм приготовления и ввода в действие дизель-генератора на основе комплексирования алгоритмических структур.
Реализация научных результатов. Основные положения и выводы исследований использовались в инициативной НИР «Оценка численности экипажей надводных кораблей на ранних стадиях проектирования», в ЦМКБ «Алмаз» для расчета численности экипажа корабля проекта 20380 и в ГТУ ВМФ.
Апробация работы. Основные положения и результаты диссертационной работы докладывались на межвузовской научно-методической конференции ВМИИ в 2001г., во ВМИРЭ им. Попова в 2002 г., на международной научно-технической конференции «ТРАНСКОМ-2001» в 2001 г.,
7 на межвузовской научно-методической конференциив ВМИИ в 2001 и
2002 годах г., на семинарах кафедры информатики и теории управления КЭУ ВМИИ в 2001, 2002 годах, кафедре автоматики, и кафедры вычислительных систем и информатики СПГУВК в 2000,2001 и 2002 годах.
Публикации. Основные вопросы, рассмотренные в диссертации изложены в 12 работах (4 статьи, 2 доклада на МНТК «Транском», 6 тезисов докладов на межвузовских научно-технических конференциях).
Объем и структура работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка использованной литературы и приложений. Содержит 161 страницу основного текста, 14 таблиц, 23 рисунка, список литературы включает 83 наименования.
