Введение к работе
Актуальность темы. Развитие авиационной техники и технологии характеризуется стремлением к повышению их эффективности по основным технико-экономическим показателям: качеству и количеству, срокам освоения и эксплуатации, производительности и себестоимости изделия. Разработка промышленностью новых изделий с повышенными конструктивными и технологическими свойствами, освоение новых технологических процессов и рациональных форм организации производства для создания новых конструкций авиационной техники позволяют сократить эксплуатационные издержки потребителя, а также формируют на этапе создания изделия проектно-конструкторские и производственно-технологические решения, обеспечивающие единство и согласованность организационно-технологической среды и бизнес-среды производителя. Проектно-конструкторское, производственно-технологическое решение и организационно-технологическая среда (персонал, технология, оборудование, методы контроля и испытаний) должны обеспечивать соответствие параметров изделия заданным технико-экономическим требованиям. Бизнес-среда обеспечивает гарантированную повторяемость качества при серийном изготовлении изделий. Связующим компонентом, интегрирующим проектно-конструкторские, производственно-технологические решения, бизнес-среду производителя в единое целое, являются интегрированные информационные технологии поддержки принятия решений по обеспечению жизненного цикла изделий.
Основная сложность в процедурах проектирования, производства и эксплуатации авиационных изделий заключается в необходимости учета многих порой противоречивых факторов, присущих указанным выше этапам жизненного цикла авиационной продукции. Существенным фактором, определяющим эффективность столь сложной организационной системы (конструирование, отработка технологии, производство, эксплуатация), является с одной стороны необходимость согласования взаимодействия всех участников рассматриваемой системы и, с другой стороны, необходимость обеспечения их своевременной и достаточной информации. Неготовность технологического и производственного базиса отечественных самолетостроителей к приему и использованию интегрированных информационных технологий в производстве изделий нивелируют усилия, предпринимаемые в этом плане на этапе проектирования. Для того, чтобы повысить уровень организационно-технологического потенциала авиационной отрасли необходимо кроме увеличения объемов инвестиций на техническое перевооружение предприятий ускорить внедрение процессов создания изделий и систем информационной поддержки изделий (ИПИ (САЬ8)-технологий)), обеспечивающих построение интегрированных информационно-коммуникационных систем управления предприятием с функциями адаптации конструктивно-технологических процедур производства изделий и других функций управления.
Рациональная организации производства изделий с учетом научных достижений и прогресса в области конструирования и технологии относится к числу тех основных факторов, которые оказывают существенное влияние на оптимизацию важнейших параметров производства - себестоимости и трудоемкости изделий,
производственных циклов изготовления их компонентов.
Кардинальные изменения рыночных условий хозяйствования в организации производственно-экономических отношений проектировщиков, изготовителей, эксплуатационников изделий выдвинули на первый план практические задачи реформирования организационных схем взаимосвязей различных этапов жизненного цикла воздушных судов (проектирование, разработка технологии, производства, эксплуатации) и использования их при решении указанных выше задач, что обусловило актуальность темы диссертации.
Степень изученности научной проблемы. Вопросы разработки и внедрения информационных технологий в систему управления предприятиями постоянно находятся в сфере пристального внимания ученых и специалистов многих стран. Различные аспекты реализации информационных технологий отразили в своих трудах зарубежные исследователи Айзерман М., Аккофф Р., Ансофф И., Бравер-манн Э., Лейбкинд А., Мако Д., Месарович М, Портер М., Фридленд А., Хакен Г., Хамер М., Harta О., Holmstrom В., Myerson R., Peters Т. и другие исследователи.
Достаточно глубоко, обстоятельно и содержательно разнообразные вопросы информационных технологий на предприятиях раскрыли в своих исследованиях отечественные ученые Антонов O.K., Бабушкин А.И., Балабуев П., Барвинок В.А., Бодрунов С.Д., Братухин А., Буньков Н.Г., Глушков В.М., Горанский Я.К., Дмитриев В.Г., Забродский В.А., Ковшов А.Н., Коптев А.Н., Крюков СП., Левин A.M., Новиков Д.А., Скурихин В.И., Советкин Ю.А., Судов Е.В., Павлов В.В., Петров Б.Н. и др.
Вместе с тем научная проблема разработки, организации и развития информационных технологий в рамках российских промышленных предприятий исследовалась недостаточно глубоко, тогда как этот инструмент в управлении предприятиями авиастроения имеет существенную специфику, которую следует изучать, учитывать и соответствующим образом применять для повышения эффективности управления. Информационные технологии для эффективного решения задач организации производства предприятиями рассматривали такие авторы, как А.Г.Абросимов, В.И.Бусов, Ю.Г.Данилевский, И.С.Зингер, Б.Я.Татарских, Э.А.Якубайтис, В.И.Ярочкин, Ф.И.Парамонов, Н.А.Оглезнев и др. Однако, несмотря на большой интерес и широкое освещение информационных аспектов в управлении предприятием в научных трудах многие моменты остаются дискуссионными. Нет единства в вопросах, посвященных особенностям сбора и обработки информации, в подходах, терминах, определяющих ее количество и качество, отсутствует комплексная характеристика проектирования-изготовления-эксплуатации воздушных судов, что не позволяет полно оценивать необходимую для принятия управленческих решений информацию при решении задач организации производства.
Недостаточная изученность проблемы, ее научная и практическая значимость предопределили выбор темы диссертационного исследования.
Цель работы - повышение эффективности и согласованности деятельности участников жизненного цикла авиационных изделий за счет разработки и внедрения методологии и инструментальных средств информационно-коммуникационных технологий, направленных на обеспечение надежности и кон-
курентных преимуществ отечественной авиационной техники.
Для достижения поставленной цели в диссертации сформулированы и решены следующие задачи:
выполнен анализ состояния и организации взаимодействия отечественных проектных авиастроительных комплексов и предприятий гражданской авиации на современном этапе развития экономики России;
выявлены актуальные проблемы организации взаимодействия предприятий авиастроения и гражданской авиации;
разработана методология организации и развития информационных коммуникаций на предприятиях проектирующих, производящих и эксплуатирующих авиационную технику, которая позволяет обеспечить согласованность управленческих решений в задачах проектирования, производства и эксплуатации;
разработаны и описаны механизмы адаптации конструкторско-технологической поддержки производства изделий, в условиях меняющейся внешней и внутренней среды;
- предложена к применению типовая методика расчета трудоемкости, циклов
и темпов изготовления изделий по видам работ, приведены расчеты оснащения
для основных изделий предприятия;
- разработана концепция построения интегрированной информационно-
коммуникационной системы управления производством на примере авиастрои
тельного комплекса;
предложены механизмы мониторинга эксплуатации воздушных судов для оценки их уровня надежности и безопасности полетов в условиях технического обслуживания и ремонта;
разработан информационный инструментарий поддержки технической эксплуатации изделий на основе статистических и параметрических методов оценки их состояния;
созданы методы структурной и параметрической адаптации управления самолетостроительным предприятием, обеспечивающие поддержку процессов производства в условиях использования интегрированной информационной среды;
разработаны модели координации согласованного взаимодействия предприятий-участников создающих авиационную технику в условиях единой информационной базы;
сформирован аппарат организации и развития информационно-коммуникационных средств для повышения эффективности управления процессами проектирования производства и эксплуатации авиационных изделий.
предложены формы кадрового сопровождения жизненного цикла (ЖЦ) изделий путем непрерывного их функционального совершенствования на основе структурного, инструментального и учебно-научного анализа проектирования, производства, эксплуатации сложных технических изделий;
рассмотрено инновационное направление на стадии эксплуатации изделий, обеспечивающее совершенствование управление процессами пассажиро- и грузоперевозками, развитие мультимодальных сообщений и логистических операций в условиях использования спутниковых технологий.
предложена методика оценки синергетического эффекта интеграции этапов
проектирования, изготовления и эксплуатации воздушных судов в условиях создания единой информационной среды;
- разработаны и внедрены интегрированные автоматизированные комплексы
задач в заготовительно-штамповочном, механосборочном и агрегатно-сборочном
производствах самолетостроительного предприятия.
Объектом исследования являются механизмы организации взаимодействий проектировщиков, изготовителей и пользователей авиационной техники на основе использования современных средств информационных технологий.
Предметом исследования является методология построения согласованных механизмов организационного взаимодействия проектировщиков, изготовителей и пользователей авиационной техники за счет формирования интегрированной информационно-коммуникационной системы поддержки жизненного цикла воздушных судов.
Область исследования - разработка методов, средств информатизации и компьютеризации производственных процессов, их документального обеспечения на всех стадиях (п.З) паспорта специальности 05.02.22 - организация производства
Научная новизна диссертационной работы включает в себя следующее:
методологию и инструмент построения информационно-коммуникационных средств, способствующих эффективному взаимодействию проектировщиков, изготовителей и пользователей авиационной техники.
концептуальные требования к задачам построения информационно-коммуникационной среды проектировщиков, производителей и потребителей авиационной техники, обеспечивающих оперативность и качество принятия решений в задачах поддержки жизненного цикла воздушных судов.
методы адаптации конструкторско-технологической поддержки и управления производством изделий учитывающие изменения факторов внутрипроизводственной и внешней среды;
методы и средства формирования технико-экономических показателей процессов производства, позволяющие использовать принцип преемственности изготовления изделий;
статистические и параметрические методы диагностирования авиационных изделий на этапе их технической эксплуатации, что позволяет осуществлять адекватную оценку их состояния и формирование мероприятий по повышению работоспособности;
методы создания интегрированной информационно-коммуникационной системы управления производством и эксплуатации авиационных изделий, позволяющие обеспечить эффективное решение задач организации взаимодействия проектировщиков, изготовителей и эксплуатационников.
Положения, выносимые на защиту. На защиту выносятся следующие основные результаты диссертации:
методология и инструментальные средства организации взаимодействия проектировщиков, изготовителей и пользователей авиационной техники в условиях использования информационно-коммуникационных систем управления;
методы создания интегрированных информационно-коммуникационных систем планирования и регулирования процессов проектирования, производства и
эксплуатации авиационной техники в условиях меняющихся факторов внутрипроизводственной и внешней среды;
методы адаптации конструкторско-технологической поддержки авиационных изделий на этапах их жизненного цикла;
математические модели структурной и параметрической адаптации управления производством изделий в условиях нестационарности, недостаточной априорной информации и наличия плохо формализуемых факторов;
методы построения информационно-коммуникационной сети с использованием гибкого программного обеспечения, одноразовой передачи на станки с ЧПУ управляющих программ с последующим, при необходимости, режимом «подкачки»;
методы оценки технического состояния авиационных изделий путем диагностирования средствами автоматизированного контроля, средствами неразру-шающего контроля, бортовых и наземных регистраторов.
методы организации и контроля уровня надежности авиационных изделий, обеспечивающих достижение заданного уровня точности и достоверности контроля при минимальных затратах ресурсов в условиях их технической эксплуатации.
Практическое значение и реализация результатов работы.
Практическая значимость полученных в диссертации исследований заключается в том, что они могут быть использованы при решении реальных задач организации взаимодействий предприятий проектирования, производства и эксплуатации авиационной техники с использованием современных информационных технологий. В частности, интеграционные решения в организации производства воздушных судов АН-124, Ту-204 были применены при реализации целевой программы в ЗАО «Авиастар-СП» при создании комплексной автоматизированной системы управления предприятием и реализации разработок и внедрения интегрированных автоматизированных систем управления заготовительно-штамповочным, механосборочным и агрегатно-сборочным производствами.
Апробация работы. Основные положения диссертации докладывались на научных конференциях различного уровня, в том числе Международной научно-практической конференции «Проблемы менеджмента и рынка». (Оренбург, 2002, 2003), Межвузовской научно-практической конференции «Проблемы региональной экономики в условиях кризиса» (Самара, 1999); Международной научно-технической конференции «Современные научно-технические проблемы транспорта России» (Ульяновск, 2002, 2004), Международной НТК, посвященной 35-летию со дня основания МГТУ ГА «Гражданская авиация на современном этапе развития науки, техники и общества (Москва, 2006), Международной НПК «Проблемы подготовки специалистов для гражданской авиации» (Ульяновск, 2006, 2008).
Публикации. По теме диссертационной работы опубликовано 60 работ, из них две монографии и 25 статей в изданиях, рекомендованных ВАК.
Структура диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, шести глав, выводов и результатов, списка литературы. Работа содержит 286 страниц основного текста, список литературы включает 174 наименования.
