Введение к работе
Актуальность. В современном глобальном мире российская экономика
может эффективно развиваться лишь при активном взаимодействии с мировым рынком товаров и услуг, вследствие чего для нашей страны назрела необходимость включиться в работу международных экономических организаций, в том числе ВТО. Механизмы этой организации позволят России лучше защищать свои внешнеторговые интересы, однако Россия также будет вынуждена открыть собственные рынки для иностранных компаний, что неизбежно приведет к усилению конкуренции на внутреннем рынке (принцип национального режима). При этом в ряде областей промышленности, например в машиностроении, для отечественных предприятий внешние рынки останутся закрытыми вследствие низкой конкурентоспособности.
Одной из причин этого является низкая степень автоматизации систем управления предприятием и его производственными процессами. Без внедрения подобных автоматизированных систем невозможно решать задачи управления качеством продукции, повышения эффективности и прозрачности документооборота на всех этапах жизненного цикла выпускаемой продукции, внедрения принципов интегрированной логистической поддержки потребителей. А без этого продукция отечественных предприятий на зарубежных рынках априорно будет считаться некачественной, и соответственно неконкурентноспособной. Одним из наиболее приемлемых путей повышения эффективности работы предприятия является создание единой автоматизированной системы управления, затрагивающей все этапы жизненного цикла выпускаемой продукции. В частности, для решения задач, связанных с управлением процессами разработки и постановки на производство новых технических изделий, необходимо обеспечить ее интеграцию с системой автоматизации проектирования (САПР), что невозможно сделать без изменения структуры и принципов управления процессами конструкторско-технологической подготовки производства (КТПП) в рамках соответствующей автоматизированной системы (АСКТПП).
Значительный вклад в теорию и практику управления процессами КТПП, в том числе с использованием АСКТПП, в машиностроении внесли следующие отечественные и зарубежные ученые и специалисты: Аверченков В.И., Ами- ров Ю.Д., Базров Б.М., Горанский Г.К., Евгенев Г.Б., Капустин Н.М., Колчин
-
Ф., Кононенко В.Г., Куликов Д.Д., Митрофанов С.П., Норенков И.П., Павлов
-
В., Петров В.А., Соломенцев И.М., Старостин В.Г., Судов Е.В., Цветков В.Д., Челищев Б.Е., Андерсон Д.М., Буфройд Ж., Мертенс П., Чейз Р.Б., Эппингер С., Свинк М.Л., Ульрих К., Вилрайт С.Ц. и др.
Однако, по мнению автора, на сегодняшний день недостаточно глубоко разработана методика рационального выбора, адаптации и внедрения автоматизированной системы управления процессами КТПП с учётом специфики их организации на конкретном машиностроительном предприятии.
Объектом исследования является машиностроительное предприятие с мелкосерийным типом производства, предмет исследования - АСКТПП как система управления процессами разработки и постановки на производство новых технических изделий.
Цель диссертационной работы: создание на научной основе автоматизированных систем, обеспечивающих повышение эффективности конст- рукторско-технологической подготовки мелкосерийного машиностроительного производства.
Для этого в работе поставлены и решены следующие задачи: . сформулированы критерии оценки эффективности процессов КТПП и определить основные пути ее повышения;
. разработаны методические основы, позволяющие осуществить научно обоснованный выбор путей повышения эффективности процессов КТПП машиностроительного предприятия с учетом специфики мелкосерийного производства;
. на основе сравнительного анализа отечественных и зарубежных методических подходов к организации процессов КТПП выработаны рекомендации по гармонизации хорошо апробированных в зарубежной практике методик DFMA+DFSS (Design For Manufacturability and Assembly + Design For Six Sigma^ требованиями действующих в России нормативных документов;
. формализована теоретически обоснованная методика управления процессами КТПП на машиностроительном предприятии с мелкосерийным производством;
. предложены критерии и формализована методика выбора программного обеспечения АСКТПП для условий машиностроительного предприятия с мелкосерийным производством;
. предложена и формализована методика интеграции компонентов АСКТПП в единое информационное пространство машиностроительного предприятия с мелкосерийным типом производства.
Методы исследования: для решения указанных задач использовались методы системного анализа, теории множеств, теории организации производства, теории управления качеством, теории искусственных нейронных сетей, теории сетей Петри. Решение осуществлялось с учетом требований стандартов и методологий управления качеством, в том числе «Бережливого производства» (Lean Manufacturing), «Шести Сигм» (6а), ISO 9000. При проектировании системы использовались стандарты и методологии UML, ARIS, IDEF0, IDEF1X, IDEF3.
Научная новизна работы: основным научным результатом являются разработанные методические основы организации и управления процессами разработки и постановки на производство новых технических изделий в рамках АСКТПП с учетом реальных условий мелкосерийных машиностроительных производств, а именно:
-
-
на основе системного анализа предметной области сформировано дерево целей и разработана формализованная методика оценки эффективности процессов КТПП машиностроительного предприятия, что позволило формализовать процесс повышения эффективности соответствующих служб в рамках АС КТПП;
-
для достижения сформулированных комплексных целей разработана система поддержки принятия решений (СППР), которая позволяет машиностроительному предприятию осуществить с учетом своей специфики научно- обоснованный выбор путей повышения эффективности системы КТПП;
-
решена задача оптимизации системы управления КТПП на множестве методических подходов с применением QFD-анализа, ведущих к достижению указанных в п.1 целей, в результате чего была выбрана методика DFMA+DFSS в качестве базы для создания АС КТПП;
-
разработаны методические основы гармонизации требований DFMA+DFSS и отечественных нормативных документов, что позволит отечественным машиностроительным предприятиям использовать передовой зарубежный опыт при управлении процессами КТПП;
-
разработана математическая модель подсистемы календарного планирования процессов КТПП, базирующаяся на принципах управления конфигурацией, на основе которой впервые создана формализованная методика, отличающаяся от существующих возможностью эффективного планирования в условиях мелкосерийного машиностроительного производства;
-
разработана формализованная методика рационального выбора компонентов АС КТПП, отличающаяся возможностями адаптации к специфике (номенклатура, объемы выпуска, производственное оборудование) машиностроительного предприятия с мелкосерийным типом производства;
-
разработана обобщенная модель АС КТПП, как подсистемы интегрированной системы управления машиностроительным предприятием с мелкосерийным типом производства, позволяющая выбрать наиболее эффективные методы управления процессами разработки и постановки на производство новых технических изделий;
-
на основе разработанной классификации средств информационного
взаимодействия конструкторско-технологических служб и их количественной оценки по предложенной шкале определена рациональная структура лингвистического и информационного обеспечений АСКТПП машиностроительного предприятия с мелкосерийным типом производства.
9. разработаны формализованные модели и алгоритмы синтеза технологической документации, учитывающие существующую специфику машиностроительного предприятия с мелкосерийным типом производства.
Практическая значимость работы заключается в том, что результаты исследований легли в основу построения реальных алгоритмов, методик и средств АСКТПП машиностроительного предприятия с мелкосерийным типом производства. В частности в работе определены принципы функционирования автоматизированной системы управления процессами КТПП, в т.ч.:
обоснован выбор методической основы данной системы - методики DFMA+DFSS;
проведен анализ и разработаны рекомендации по гармонизации требований DFMA+DFSS и отечественных нормативных документов, что позволит отечественным машиностроительным предприятиям использовать передовой зарубежный опыт при управлении процессами КТПП;
предложена структура единого информационного пространства АСКТПП предприятия с мелкосерийным типом производства, обеспечивающая эффективное взаимодействие ее компонентов.
Практическим результатом диссертации также является реализованные программный модуль и база данных «"Синтез технологических маршрутов" интегрированной системы конструкторско-технологической подготовки машиностроительного производства», что подтверждается соответствующими свидетельствами о государственной регистрации №2009613086 и №2009620328.
Основные результаты диссертации, полученные автором при выполнении исследований, прошли проверку в условиях опытно-промышленной эксплуатации на следующих машиностроительных предприятиях: Костромской калориферный завод (г. Кострома), Костромской завод автоматических линий (г. Кострома), Костромской завод деревообрабатывающих станков «КОДОС- Станкоагрегат» (г. Кострома), Московский экспериментальный завод №1 (г. Москва), Московский завод по модернизации и строительству вагонов им. Войтовича (г. Москва), завод «Омскгидропривод» (г. Омск). В результате проверки была подтверждена эффективность использования предлагаемых методических подходов и моделей системы управления КТТП, что подтверждено соответствующими актами внедрения.
Апробация работы: Работа докладывалась на 28 научных конференциях различного уровня, в т.ч.:
Всероссийская научно-техническая конференция «Компьютерное и математическое моделирование в естественных и технических науках». - Тамбов: ТГУ, 2001;
межвузовская научно-практическая конференция «Техническая эксплуатация и технический сервис: технология, организация, экономика и управление». - Кострома: КГУ им. Н.А.Некрасова, 2003;
Международная научно-техническая конференция «Актуальные проблемы переработки льна в современных условиях (Лен-2004)». - Кострома: КГТУ, 2004;
межвузовская научно-практическая конференция «Технический и информационный сервис». - Кострома: КГУ им. Н.А. Некрасова, 2004;
Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационный инжиниринг организационного, технического и информационного сервиса». - Кострома: КГУ им. Н.А.Некрасова, 2005;
Международная научно-техническая конференция «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона (Лен-2006)». - Кострома: КГТУ, 2006;
Всероссийская научно-практическая конференция «Технологический, технический и информационный сервис как базовые факторы модернизации производства». - Кострома: КГУ им. Н А. Некрасова, 2006;
Международная научно-методическая конференция «Инновационные технологии в образовании и науке. - Зыряновск (Казахстан): Зыряновский центр ВКГТУ, 2006;
IV межвузовская конференция молодых ученых. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2007;
региональная научно-техническая конференция «Применение многопроцессорных суперкомпьютеров в исследованиях, наукоемких технологиях и учебной работе». - Иваново: ИГТА, 2007;
Международная научно-методическая конференция «Состояние и перспективы развития электротехнологии - XIV Бернадосовские чтения». - Иваново: ИГЭУ, 2007;
международная научная конференция «Математические методы в технике и технологиях - ММТТ-20». - Ярославль: ЯГТУ, 2007;
международная научно-методическая конференция «Информационно-вычислительные технологии и их приложения».- Пенза: РИО ПГСХА, 2007;
V межвузовская конференция молодых ученых. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2008;
Всероссийская научно-практическая конференция «Технико-технологический и информационный сервис: проблемы и перспективы». - Кострома: КГУ им. Н.А. Некрасова, 2007;
IV mezinarodrn vedechko-praktika conference "Veda: teorie a praxe - 2008".- Praha, 2008;
Международная научно-техническая конференция «Современные наукоемкие инновационные технологии развития промышленности региона (Лен-2008)». - Кострома: КГТУ, 2008;
Всероссийская научно-практическая конференция «Системы промышленного и информационного сервиса (инфраструктура, объекты, процессы)». - Кострома: КГУ им. Н.А. Некрасова, 2008;
VI межвузовская конференция молодых ученых. - СПб.: СПбГУ ИТМО, 2009;
XV международная научная открытая конференция «Современные проблемы информатизации в анализе и синтезе технологических и программно-телекоммуникационных систем». - Воронеж: «Научная книга», 2009;
Всероссийская научно-практическая конференция «Инновационный менеджмент в производстве и сервисе». - Кострома: КГУ им. Н.А. Некрасова, 2009;
IV Всероссийская научно-практическая конференция «Компьютерная интеграция производства и ИПИ-технологии». - Оренбург: ИПК ГОУ ОГУ, 2009;
Всероссийская научно-практическая конференция «Реинжиниринг технологических, организационных и управленческих процессов как основа модернизации экономики регионов». - Кострома: КГУ им. Н.А. Некрасова, 2010;
XII Международная научно-практическая конференция «Экономическая наука - хозяйственной практике». - Кострома: КГУ им. Н.А. Некрасова, 2010;
Всероссийская научно-практическая конференция «Производственная инфраструктура: экономические, технико-технологические, организационно-управленческие и экономические аспекты». - Кострома: КГУ им. Н.А. Некрасова, 2011;
Также результаты исследований докладывались на научных семинарах Брянского ГТУ, Владимирского ГУ, Костромского ГТУ, Костромского ГУ им. Н.А. Некрасова, Тверского ГТУ; выездном межвузовском семинаре «Системный анализ. Теория и практика» (ИГЭУ, г.Иваново, 2007г.).
Результаты исследования использованы при подготовке курсов «Архитектура предприятий», «Корпоративные информационные системы» и «Информационные технологии в управлении» для специальности «Бизнес- информатика», а также «Электронный бизнес» для специальности «Сервис» Костромского государственного университета имени Н.А. Некрасова.
Публикации: по результатам исследования опубликовано 55 работы в т.ч. 38 статей (объем 18,5 п.л.; авторский вклад 11,8 п.л.), из них 15 по перечню ведущих рецензируемых научных журналов и изданий, входящих в перечень ВАК (объем 7 п.л.; авторский вклад 3,6 п.л.), 12 докладов в различных журналах и сборниках, 2 монографии (объем 16,56 п.л.; авторский вклад 6 п.л.), 3 учебных пособия (объем 16,4 п.л.; авторский вклад 7,5 п.л.).
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, заключения, библиографического списка из 230 наименований. Основная часть содержит 208 страниц машинописного текста, 46 таблиц, 92 рисунка.
Похожие диссертации на Методические основы построения автоматизированных систем конструкторско-технологической подготовки мелкосерийного машиностроительного производства
-
