Введение к работе
Актуальность задачи исследования. Решение задач планирования производства сложных технических систем (СТС) всегда сталкивалось с проблемами рационального распределения различных трудовых и материальных ресурсов. Суть проблемы состоит в огромном, даже по меркам нынешних вычислительных комплексов, количестве компонентов технической системы и, в некотором смысле, архаичности программных систем, используемых для решения данных задач. К сожалению опыт применения распространенных на рынке систем (на основе продуктов SAP, OeBS и т.п) в планировании производства СТС слабо освещен в доступной литературе, особенно в части применения современных оптимизационных методов решения задачи.
Состав такой СТС, как изделие ракетно-космической техники (РКТ), на уровне представления, приемлемом для решения задачи составляет несколько сотен тысяч элементов, состав ресурсных характеристик - десятки тысяч. Формируемая на пересечении этих измерений расчетная модель объекта объединяет десятки миллионов единиц планирования. Количество модификаций изделий в производственных программах также является существенным фактором, увеличивающим размерность модели. Таким образом, для решения задачи планирования производства в оптимизационной постановке СТС являются весьма емким объектом с точки зрения вычислений.
Для решения задачи необходимо представление СТС на уровне технологического состава (ТС). В предлагаемых на рынке программных продуктах, как правило, такой информационный объект рассматривается весьма упрощенно, и в результате предприятия вынуждены, либо осуществлять весьма дорогостоящую доработку программ, либо использовать старые собственные разработки, интегрируя их в бизнес-процессы между PLM и ERP комплексами.
Целью работы является сокращение длительности (цикла) формирования организационно-технологических решений в процессах подготовки производства (ПП) за счет создания метода автоматизированного построения технологического состава сложной технической системы.
Для достижения указанной цели было необходимо решить ряд задач:
-
Исследовать существующие методы создания технологического состава, представленные на заводах РКТ (на примере ГКНПЦ имени М.В. Хруничева).
-
Разработать модель и метод формирования технологического состава.
-
Создать эффективный алгоритм параллельной работы и расчета данных технологического состава.
-
Отработать на разработанной модели метод формирования технологической спецификации.
Объект и предмет исследования
Объектом исследования являются процессы технологической подготовки производства (ТПП) СТС.
Предметом исследования являются процессы описания, модели представления и способы формирования технологического состава изделия.
Научная новизна
-
Создана модель технологического состава, реализующая новый подход к организации процессов формирования, сопровождения и анализа СТС на ранних стадиях подготовки производства. Решение реализовано на основе инвариантной информационной модели. Модель ТС обеспечивает возможность анализа вариантов конструкторско-технологических решений.
-
Разработан алгоритм компоновки ТС, отличающийся высокой степенью автоматизации в решении задачи формирования и сопровождения технологического состава, позволяющий консолидировать взаимодействия специалистов различных служб, отвечающих за создание и сопровождение технологических данных на производстве.
-
Модифицирован алгоритм управления процессами структурно-параметрического расчета, отличающийся высокой производительностью расчёта модели технологического состава, обеспеченной за счет реализации параллельной информационно-алгоритмической среды.
Практическая значимость
-
Новая схема взаимодействия отделов сопровождения и разработки ТС способна значительно упростить работу всего комплекса, сближая технологов и конструкторов на всех этапах производства, включая этап ПП.
-
Полученные алгоритмы значительно быстрее обрабатывают большой объем данных модели, что в свою очередь способствует внедрению моделей с более высоким уровнем детализации.
-
Возможность создавать и модифицировать новые модели с многовариантными решениями (с элементами искусственного интеллекта), способствует обоснованному принятию решения технологом на основе анализа рассчитанных вариантов технологического состава изделий.
Результаты проведенных исследований нашли практическое применение при выполнении научно-исследовательских работ:
«Создание методологии сопровождения производственных стадий жизненного цикла сложных технических систем на основе процессного подхода» в рамках аналитической ведомственной целевой программы «развитие научного потенциала высшей школы 2009-2011».
«Разработка и внедрение системы управления производственно-технологическими знаниями на предприятии» по договору № ВБ-45/12 на выполнение научно-исследовательских работ с ГКНПЦ имени М. В. Хруничева, 2012-2014 г.г.
«Разработка концепции построения системы технологического проектирования изделий ракетно-космической техники» в рамках федеральной целевой программы «Научные и научно-педагогические кадры инновационной России» на 2012-2013 г.г.
Методы исследования. Теоретические исследования выполнены с использованием математического аппарата теории множеств, методологии
системно-структурного анализа, методов технологической подготовки производства, теории организации производства, стандартов ИПИ/CALS-технологий и методов структурно-параметрического моделирования.
Апробация работы. Основные научные и практические положения работы докладывались и обсуждались на: Всероссийских научно-практических конференциях "Применение ИПИ-технологий в производстве" (2010 г.г.), «Управление качеством» (2013 г.г.).
Публикации. По теме диссертации опубликовано 6 работ (3 из которых соответствуют перечню, рекомендованному ВАК)
Объём и структура работы. Диссертация состоит из введения, пяти глав, списка литературы и приложений. Работа представлена на 137 страницах текста, содержит 33 рисунка и 3 таблицы. Библиография включает 133 наименования.
