Введение к работе
Актуальность темы исследования. Одним из направлений исследований по обеспечению дальнейшего развития авиационной транспортной системы (АТС) является создание методологических основ оптимальной эксплуатации имеющихся воздушных судов (ВС). Одной из важнейших комплексных задач является повышение экономичности ВС, поскольку последнее связано с экономией материальных и финансовых ресурсов, что отражается на структуре парка ВС, на процессе пассажирских перевозок и на конкурентоспособности АТС.
Методологическое, системное и структурное изучение эффективного функционирования АТС требует проведения широкомасштабных научных исследований по формированию структуры потребного парка ВС. Роль начального этапа синтеза структуры АТС повышается, поэтому на этом этапе должно быть принято большинство концептуальных и структурных решений, которые будут определять эффективность и экономичность будущей структуры парка ВС. Широта и сложность решаемых задач обуславливается большим многообразием типов ВС и комбинацией маршрутов движения.
Основная особенность функционирования АТС заключается в многовариативности процесса пассажирских перевозок, а также в сложности структурирования парка ВС. В связи с этим неотъемлемой частью процесса формирования АТС является определение структуры потребного парка ВС на основе моделирования ее функционирования. Для решения такой задачи необходимо иметь простые, но достаточно точные методы расчета, позволяющие определить эффективность эксплуатации ВС.
На научную проблему существенно оказали исследования по анализу больших систем В.С. Михалевича, М. Аоки; Н.Н. Моисеева в области теории оптимизации; Г.С. Поспелова, Г. Вагнера, Дж. Данциг в области программно–целевого планирования; С.М. Егера, А.А. Бадягина, Х.Г. Сарымсакова в области параметрического моделирования ВС; П.А. Нечаева в области функциональных возможностей воздушных судов; Р.В. Сакача, Ю.М. Чинючина в области управления функционирования ВС в авиапредприятиях.
Цель диссертационного исследования — разработка научных основ, концепции и методологии управления структурой парка ВС, выработка практических рекомендаций по их применению в условиях рыночных отношений для повышения эффективности эксплуатации парка ВС авиапредприятий.
Для достижения цели в работе поставлены и решены следующие задачи:
1. Анализ тенденций, проблем и перспектив применения ВС в рамках процесса пассажирских перевозок.
2. Исследование структурной схемы АТС гражданской авиации России.
3. Анализ и классификация типов ВС по признакам способствующим формирование потребного парка ВС.
4. Разработка метода по определению структуры потребного парка ВС, учитывающей связи между режимными, конструктивно–геометрическими, массовыми, энергетическими, технологическими характеристиками.
5. Разработка метода программно–целевого планирования парка ВС с учетом производственных расходов.
6. Разработка метода оценки эффективности ВС на основе экономической ценности.
7. Разработка концепции синтеза потребной структуры парка ВС.
Объект исследования: система управления организацией парка ВС авиапредприятий.
Предмет исследования: процесс пассажирских перевозок как объект управления.
Методы исследования: системный подход, основанный на комплексном использовании моделей и результатов многофакторного анализа, линейного программирования с использованием симплекс–метода, экономическая оценка ВС в рамках процесса пассажирских перевозок.
Научная новизна работы состоит в том, что:
1. Разработан комплекс программ, алгоритмов и параметрических рядов, для формирования потребного парка ВС авиапредприятий в структуре АТС;
2. Сформулированы теоретические положения синтеза структуры и размерности парка, концепция исследования, в которых выделяются области предпочтительного применения различных типов ВС;
3. Предложены математические модели процесса пассажирских перевозок и оригинальная функциональная схема исследования;
4. Разработан метод по определению структуры потребного парка ВС, учитывающий связи между режимными, конструктивно–геометрическими, массовыми, энергетическими, технологическими характеристиками;
5. Разработан метод программно–целевого планирования парка ВС;
6. Разработан метод параметрического синтеза структуры системы с учетом производственных расходов.
Совокупность разработанных теоретических положений представляет собой новое направление в области совершенствования структуры парка ВС ГА для процесса пассажирских перевозок. Решена также крупная научная проблема и изложены научно обоснованные технические и экономические решения, внедрение которых внесет существенный вклад в развитие экономики страны.
Практическая значимость работы состоит в том, что ее результаты позволяют:
1. Совершенствовать управление использования ВС в авиапредприятиях;
2. Определять потребный парк ВС на основе экономической эффективности ВС;
3. Учитывать при формировании парка ВС влияние различных факторов на экономическую эффективность ВС;
4. Формировать алгоритмы процесса, расчетов для автоматизированных систем на единой методической базе;
5. Разрабатывать научно–технические рекомендации по определению потребного парка ВС авиапредприятия;
6. Использовать результаты исследования в организациях: ОКБ, отдельными авиапредприятиями, федеральными и региональными структурами в области ГА;
7. Исследования проводились в рамках федеральной целевой программы Рособразования «Научные и научно–педагогические кадры инновационной России» на 2009–2013 годы по направлению «Конструирование летательных аппаратов», № ГР 01200906179; в рамках программы «Анализ эффективности использования воздушных судов по разным сферам применения и оптимизация парка воздушных судов» на 2007–2011 гг., № ГР 01200407019; «Методология управления качеством авиационно–химических работ на основе моделирования технологического процесса с применением авиакосмических технологий» № ГР 01200904162, в рамках аналитической ведомственной целевой программы «Развитие научного потенциала высшей школы» Федерального агентства по образованию на 2009–2010 гг.
Реализация результатов исследований. Основные научные результаты, полученные в диссертационной работе, реализованы в научных, учебных организациях. В процессе выполнения работы были поставлены новые дисциплины «Оптимизация проектирования самолетов» и «Оптимизация проектирования летательных аппаратов». Существенно переработаны и дополнены соответствующими разделами данной работы и традиционные учебные дисциплины: «Проектирование самолетов», «Технология производства самолетов», «САПР технологических процессов», «Проектирование авиационных конструкций», а также в проведении лабораторного практикума, в рамках курсового и дипломного проектирования.
Основные результаты диссертационной работы были использованы в математическом моделировании при формировании структуры потребного парка ВС в ГОУ ОГУ в процессе создания расчетных модульных программ; в учебном процессе Аэрокосмического института в курсах лекций и лабораторных работах подтверждены соответствующими актами.
Результаты работы внедрены на авиапредприятиях ГА РФ и научно–производственных объединениях, а именно: научно–методические рекомендации «Оптимизация парка воздушных судов авиапредприятий», утвержденные к применению заместителем руководителя Приволжского межрегионального территориального управления воздушного транспорта; генеральным директором ФГУП «Оренбургские авиалинии»; начальником отдела по транспорту министерства экономического развития, промышленной политики и торговли Оренбургской области; генеральным директором ОАО «Авиакомпания «Уральские авиалинии»; заместителем генерального директора ОАО «ВПК «НПО машиностроения», главным конструктором, начальником КБ «Орион», в учебном процессе Аэрокосмического института ГОУ ОГУ.
Апробация работы. Основные результаты выполненных исследований и отдельные материалы получили положительную оценку на международных и межотраслевых научно–практических конференциях: шестой, седьмой и восьмой всероссийских научно–практических конференциях (с международным участием) «Современные информационные технологии в науке, образовании и практике» (Оренбург, ГОУ ОГУ, 2007–2009 гг.); третьей, четвертой всероссийских научно–практических конференциях «Компьютерная интеграция производства и ИПИ–технологии» (Оренбург, ГОУ ОГУ, 2007 и 2009 годы); всероссийской научно–технической конференции «Новые материалы и технологии» (Москва, МАТИ, 2008г.); международной научно–практической конференции «Современные технологии — ключевое звено в возрождении отечественного авиастроения» (Казань, КГТУ, 2008г.); второй всероссийской конференции ученых, молодых специалистов «Информационные технологии в авиационной и космической технике–2009» (Москва, МАИ, 2009г.); десятой всероссийской научно–технической конференции «Наука. Промышленность. Оборона» (Новосибирск, НГТУ, 2009г.); третьей международной научно–практической конференции «Системы проектирования, моделирования, подготовки производства и управление проектами» (Пенза, ПГУ, 2009г.); тридцать пятой международной молодежной научной конференции «Гагаринские чтения» (Москва, МАТИ, 2009г.), на научных семинарах кафедр «Летательные аппараты» (Оренбург, ГОУ ОГУ, 2006–2010гг.) и «Безопасность полетов и жизнедеятельности» (Москва, МГТУ ГА, 2010г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 57 работ, в том числе: 11 — в изданиях, утвержденных ВАК РФ, обязательных для публикации материалов докторских диссертаций; одна научно–методическая рекомендация по оптимизации парка ВС, одно учебное пособие и одна монография, зарегистрированы 14 программ для ЭВМ. Результаты НИР отражены в четырех научных отчетах и справках.
На защиту выносятся следующие научные положения:
1. Результаты систематизации направлений повышения экономичности парка ВС ГА, классификация ВС по эксплуатационным характеристикам.
2. Система методов, включающих математическую модель, сформированную на основе экономической эффективности ВС; программно–целевое планирование парка ВС; метод параметрического синтеза структуры системы с учетом производственных расходов.
3. Разработанный метод на основе модели, учитывающей связи между режимными, конструктивно–геометрическими, массовыми, энергетическими, технологическими характеристиками.
4. Разработанный алгоритм выбора потребного парка ВС на основе симплекс–метода.
5. Выявленная закономерность влияния экономико–математических характеристик на формирование структуры парка ВС.
6. Результаты исследований по потребной структуре и размерности парков действующих авиапредприятий и гипотетического парка ВС ГА.
Структура работы. Работа состоит из введения, шести глав, заключения, списка использованных источников и семи приложений. Работа содержит 400 стр., в том числе: 57 рисунков, 20 таблиц и список источников из 252 наименований.
