Введение к работе
Актуальность проблемы. Переход народного хозяйства СССР к регулируемым рыночным отношениям ставит перед машиностроительными предприятиями задачу кардинального ускорения научно-технического прогресса, результаты которого во многом будут определять способность предприятий.своевременно адаптироваться к быстроизменяющамся экономическим условиям.
Больше значение для решения поставленной задачи имеет возможность уже на ранних стадиях проектирования новых изделий опрег. .лять с достаточной степенью точности трудоемкость их серийного изготовления. Данные о трудоемкости позволяют проводить плачовые расчеты и разрабатывать организационные мероприятия, направленные на подготовку к выпуску новых изделий. Важность показателя трудоемкости изготовления проектируемых изделий, кроме того, обуславливается углубляющимся дефицитом квалифицированных кадров в машиностроении и, как следствие, возрастающими требованиями трудосбережения, предъявляемой предприятиями-изготовителями к разработчикам новой техники.
Проблема определения затрат труда на изготовление проектируемых изделий рассматривалась в работах Л.В.Барташева, В.С.Битунова, А.М.Войчинского, Л.И.Гамрат-Курека, М.И.Ипатс- ва, К.Ф.Пузыни, В.П.Радукина, В.В.Рожковой, С.А.Саркисяна, А.П.Степанова, А.С.Широбокова и многих других исследователей.
В связи с высокими темпами обновления продукции в машиностроении предусматривается резкое повышение уровня автоматизации НИОКР на основе САПР и математического моделирования (до 70...90% к 2000 г.). Внедряемые конструкторские и технологические САПР дают возможность рассмотреть процесс прогнозирования трудоемкости изготовления разрабатываемых изделий во взаимосвязи с процессами проектирования изделий и технологий. Такой подход к проблеме прогнозирования трудоемкости позволяет создать подсистемы прогнозирования трудоемкости изготовления проектируемых изделий интегрирований в рамках САПР с подсистемами проектирования конструкций и технологий. Однако, большинство существующих методов и методик определения трудоемкости изделий при их разработке ориентированы на неавтоматизированные расчеты и не позволяют, в полной мере использовать
возможности предоставляемые интегрированными САПР конструкции и технологии.
Отсутствие необходимых теоретических и методических разработок п- проблеме прогнозирования трудоемкости изготовления проектируемых иоделий в условиях интегрированных САПР конструкции и технологии и создания подсистем прогнозирования трудоемкости, а также большая практическая значимость решения этой проблемы вызвали необходимость проведения настоящей научно-исследовательской работы.
Целью диссертационного исследования является разработка теоретических и методических положений по прогнозированию тру-доег -ости изготовления проектируемых изделий в условиях интегрированных САПР конструкции и технологии, по построению и организации функционирования подсистем прогнозирования трудоемкости и повышение на этой основекачества принимаемых проектных решений. -
В соответствии с целью исследования были поставлены и решены гредущие задачи:
проведен анализ.существующих методов и методик прогнозирования трудоемкости изготовления проектируемых изделий и рассмотрены возможности их использования в условиях интегрированных САПР;
разработаны модели и описания объектов прогнозирования и внешней среды прогноза в их взаимосвязи;
проведен анализ и разработана классификация факторов, определяющих трудоемкость изготовления проектируемых изделий;
выбраны и обоснованы методы прогнозирования, позволяющие получить в условиях ограниченности исходных данных (на ранних стадиях разработки изделий) необходимую точность прогнозов;
разработаны алгоритмы поиска наиболее рациональных типовых конструктивных элементов изделия и типовых технологических решениП по их изготовлению;
'разработаьы схемы интеграции оценок трудоемкости изготовления конструктивных элементов в общую трудоемкость изготовления проектируемого изделия с учетом длительности цикла создания изделий;
разработаны алгоритмы формирования базы данных системы;
разработаны организационные структуры подразделений, участвующих в процессе создания и эксплуатации подсистемы прогнозирования трудоемкости, и рассмотрены схемы взаимодействия мевду ними.
- Предметом исследования являются вопросы прогнозирования трудоемкости изготовления проектируемых изделий машиностроения в условиях интегрированных САПР конструкции и технологии. В качеств объекта исследования выступают разрабатываемые беспилотные летательные аппараты.
Методы исследования. Исходная концепция диссертационной работы разрабатывалась на базе основных теоретичесісих и методологических принципов теории системного анализа и теории построения прогнозирующих систем. Для решения целого ряда практических задач били использованы следующие экономико-математические методы: корреляционно-регрессионный анализ, экспертные оценки, метод группового учета аргументов, метод экспоненциального сглаживания временных рядов, методы теории распознавания образов и кластерный анализ.
Научная новизна результатов исследования состоит в следующем:
- предложен и обоснован комплексный подход к прогнозиро
ванию трудоемкости изготовления проектируемых изделий, позво
ляющий осуществить интеграцию процессов оценки трудоемкости
с процессами разработки изделия и технологии его изготовления;
предложено и обосновано использование типовых технологических решений по изготовлению изделий и их элементов в качестве внешней среды прогноза, что обеспечивает единство информационного описания элементов конструкции и технологии в интегрированной САПР;
разработаны многошаговые алгоритмы классификации и поиска наиболее рациональных типовых конструктивных элементов изделия и типовых технологических решений, реализующие положения теорій кластерного анализа и принцип неокончательное решений и позволяющие повысить качество принимаемых проектных решений;
для построения экономико-математических моделей трудоемкости предложено и обосновано использование метода группового учета аргументов, что дает возможность получать оптимальные j/одел в ус.овиях дефицита исходных статистических данных;
предложено и обосновано использование комбинированного метода прогнозирования трудоемкости, основанного на совместной обработке математических и эвристических прогнозов и позволяющего в условиях неопределенности (на ранних стадиях.проектирования изделия) повысить точность и достоверность прогнозов.
Практическая ценность работы. Разработанные методические положения и методы решения задачи прогнозирования трудоемкости ! тотовления проектируемых изделий могут использоваться на предприятиях-разработчиках технически сложных изделий машиностроения при создании трудосберегающих конструкций новых изделий.
Апробация и реализация результатов исследования. Основные
положения диссертации докладывались и были одобрены на Всесоюз
ном иву -но-техничееком семинаре по проектировании систем( г. Мо
сква, 1988г.), на Всесоюзной научной конференции "Управление
эффективностью производства с применением экономико-математи
ческих методов-и АСУ" (г.Москва, 1989г.). . > .
"Результаты исследований, проведенных в диссертационной
работе рассмотрены и приняты к внедрению в Научно-исследова
тельском институте технологии машиностроения. Ожидаемый годо
вой экономический эффект от использования разработанных эконо-.
мико-математических моделей, алгоритмов и,программ для ЭВМ
составляет около 53 тыс.рублей.
Публикации. По материалам диссертации опубликованы четыре печатные работы общим объемом около одного печатного листа.
Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы, включающего 113 наименований, и приложений. Работа изложена на 148 страницах маяашописного текста, содержит 23 рисунка я 7 таблиц.