Содержание к диссертации
Введение
Глава 1. Основные тенденции современного этапа развития производства (обзор). Постановка задачи 10
1.1. Процессная модель предприятия 10
1.2. Модель стратегического управления 15
1.3. Информационные технологии в организации производства 22
1.4. Постановка задачи диссертационного исследования 27
Выводы по главе 1 31
Глава 2. Организация знаний при процессно-ориентированном подходе. Элементы математического обеспечения 33
2.1. Четыре базовых типа технологических элементов в схематизации знаний 33
2.2. Разработка теоретико-множественной модели инвариантного ядра процесса принятия решений 34
2.3. Модель операции как целенаправленная система. Эпистемологическая иерархия 39
2.4. Математическое описание концепции моделирования 46
2.5. Формальное определение функции поведения в матричных моделей 51
2.6. Анализ взаимосвязей задач в процессе проектирования технологии 58
Выводы по главе 2 66
Глава 3. Взаимодействия со специальными приложениями (функциональный аспект процессно-ориентированного подхода) 68
3.1. Композиционный метод интеграции процессно-ориентированного подхода со специальными приложениями 68
3.2. Разработка классификационного подхода, обеспечивающего решение разнородных задач оценки и анализа объектов в организационно-технологической среде 75
3.3. Контроль и регулирование видов деятельности в организационно-технологической системе
Выводы по главе 3 93
Глава 4. Программно-методическое обеспечение организационно-технологической среды производства 95
4.1. Информационная модель предметной области как база для принятия решений в организационно-технологической среде производства 95
4.2. Методика обработки моделей производственных систем 104
4.3. Методика информационного сопровождения производственных стадий жизненного цикла продукции 121
Выводы по главе 4 131
Выводы 133
Литература 135
- Модель стратегического управления
- Разработка теоретико-множественной модели инвариантного ядра процесса принятия решений
- Разработка классификационного подхода, обеспечивающего решение разнородных задач оценки и анализа объектов в организационно-технологической среде
- Методика обработки моделей производственных систем
Введение к работе
Общая характеристика работы
АКТУАЛЬНОСТЬ ПРОБЛЕМЫ. В настоящее время интенсивно ведутся исследования по разработке схем построения организационных структур предприятий. Доминирующей в России является функциональная структура, ориентированная на решение частных задач в области управления производством и их последующую системную интеграцию.
По данным ряда консалтинговых компаний неразбериха с документами: их задержка, потери, дублирование, долгое перемещение от одного исполнителя к другому и т.д., - болезненная проблема для любого предприятия; время взаимодействия между подразделениеми распределяется следующим образом: 20% - на выполнение работы и 80% - на передачу ее результатов следующему исполнителю.
Информационные системы в масштабе производства, призванные обеспечить информационно-коммуникационную поддержку его основной и вспомогательной деятельности "делают" упор на автоматизацию отдельных функций, следуя стратегии функционально-ориентированного внедрения. В результате информационное пространство производства имеет лоскутный характер с "кривыми" межмодульными связями, отражающими автоматизируемые функции отдельных подразделений (например, бумажные носители или процедуры экспорта-импорта данных), что значительно снижает эффективность потенциала информационных систем.
Кроме того, в настоящее время все более утверждается мнение, что раздельное проектирование технологии производства и организации не соответствует современным потребностям развития промышленного предприятия и более приемлем единый организационно-технологический вариант производства, основанный на сквозном рассмотрении деловых процессов как совокупности материальных, информационных, финансовых потоков по подразделениям ор-
ганизации.
В связи со сказанным разработка процессно-ориентированного подхода к моделированию организационно-технологических взаимодействий в производственных системах с подчинением оргструктуры деловым процессам, а процессов - стратегии предприятия, что позволяет обеспечить формирование единого информационного пространства машиностроительного предприятия, является актуальной.
ЦЕЛЬ ИССЛЕДОВАНИЙ. Развиваемое в диссертации направление моделирования видов деятельности в организационно-технологической системе производства ориентировано на комплексное решение задачи повышения эффективности организации производства машиностроительного предприятия за счет
разработки процессно-ориентированного подхода к моделированию организационно-технологических взаимодействий;
совершенствования методов решения проектных задач;
организации информационной среды системы технологического мониторинга продукции.
ОСНОВНЫЕ НАУЧНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ, выдвигаемые на защиту.
Методика построения и обработки моделей производственных систем, основанная на принципах процессного подхода для моделировании организационно-технологических видов деятельности.
Методика информационного сопровождения производственных стадий жизненного цикла продукции, реализующая идеи построения системы менеджмента качества.
Процедуры, реализующие элементы анализа решений по альтернативным признакам в подсистеме автоматизированного проектирования технологических процессов.
НАУЧНАЯ НОВИЗНА.
1. Технологический моделлер, реализующий алгоритмы обработки моделей производственных систем, обеспечивает унификацию представления вход-
ной и выходной проектной информации, что упрощает построение моделей системы на принципах процессного подхода.
Модель и алгоритмы обработки элементарного проектного блока организационно-технологической системы реализуют, помимо основного процесса решения задачи, подпроцессы (подзадачи): анализа решений и выработки корректирующих воздействий, - с целью повышения результативности системы, что обеспечивает реализацию принципов управления качеством процессов проектирования технологии.
Типовая логическая схема анализа решений, построенная на основе классификационного подхода, обеспечивающего решение разнородных задач оценки и анализа объектов в организационно-технологических системах производства отличается от распространенных методов классификации двухэтапно-стью: группировки, полученные на первом этапе, затем уточняются на втором.
Информационная модель и инструментальные средства системы технологического мониторинга продукции включают элементы данных и процедуры, которые в отличие существующих систем управления проектными данными, ориентированы на реализацию требований менеджмента качества к процессам проектирования и разработки.
МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЯ. Представленные в работе результаты строго обоснованы методологией системно-структурного анализа, математическим аппаратом теории множеств и композиционной алгебры, теорией организационных систем и новыми информационными технологиями.
ПРАКТИЧЕСКАЯ ЦЕННОСТЬ. Процессно-ориентированный подход к моделированию в организационно-технологической среде производства использован для решения ряда практических задач.
Результаты исследований использованы в научно-исследовательских работах:
1. "Разработка элементов системы сопровождения проектных работ на производственных стадиях жизненного цикла" в рамках научно-технической программы "Научные исследования высшей школы по приоритетным направ-
лениям науки и техники" на 2003-2004 г.г.
"Разработка концепции построения информационной среды АСТПП для производства изделий РКТ" (№40-АК/9) в рамках программы "Базис 2" (Гос. контракт №032-5406/99, выполняемый по заказу Российского авиационно-космического агентства);
Гранты Министерства образования РФ: "Разработка модели предварительного планирования производства сложных технических систем" (2003г.), "Разработка методического обеспечения и информационных моделей сопровождения машиностроительных изделий на производственных стадиях жизненного цикла" (2000г.).
Экспериментальная отработка: элементов системы информационного сопровождения процессов технической подготовки производства; подсистемы проектирования технологических процессов изготовления деталей, - проводилась на двух предприятиях.
Результаты исследований использованы в учебном процессе МАТИ им. К.Э. Циолковского: при изучении дисциплин "Математическое моделирование", "Системы автоматизированного проектирования", "Автоматизированные системы технологической подготовки производства".
Содержание работы по главам
В первой главе рассмотрены основные тенденции современного этапа развития производства по направлениям функционально-структурированные и процессные модели предприятия, модель стратегического управления, информационные технологии в реализации производства. Показаны несовершенство функциональных организационных структур; необходимость адаптивных механизмов стратегического уровня планирования; низкий потенциал информационно-коммуникационной поддержки основных и вспомогательных процессов производства из-за ориентации на автоматизацию конкретных функций и их
последующую интеграцию. Сформулирована постановка задачи диссертационного исследования.
Во второй главе разрабатывается система математических моделей, отображающая процессно-ориентированный подход к описанию организационно-технологических видов деятельности предприятия, которая создает в общем поле исследований единую формализованную основу описания и решения задач "функционирующих" в деловой среде производства, и позволяет представить инженерные методики в виде баз знаний, настраиваемых моделей объектов, порождающих и структурированных систем, проектных и организационно-технологических решений; повышает адекватность математических моделей за счет формализации дометодологических предпосылок, организации измерительных каналов или каналов наблюдения.
В третьей главе предложен композиционный метод интеграции со специальными приложениями, предоставляющий возможность для проектирования действий по основным направлениям деятельности предприятия на едином информационное поле и для организации электронного обмена данными с поставщиками и потребителями и позволяющий определить принципы и методы учета конкретных особенностей предприятия и производимой продукции.
Предложен классификационный подход, отличающийся от распространенных методов классификации двухэтапностью; задача формализована как задача построения карты отношения толерантности (кластеризация), отображающей классы эквивалентности, с последующим уточнением предварительной группировки на основе дискриминантного анализа.
Разработана типовая логическая схема контроля и регулирования в организационно-технологической среде производства, имеющая стратегическую направленность (цель-результат) и отличающаяся ориентацией на измеримость деятельности бизнес-процессов и наличием механизма координации измерений по всем аспектам и участникам. Предложена концептуальная модель контролируемой комплектации.
В четвертой главе разработаны методики: построения и обработки моделей производственных систем; информационного сопровождения производственных стадий жизненного цикла продукции, - в рамках которых разрабатывается информационный аспект процессно-ориентированного подхода, связанный с организацией корпоративных баз знаний.
Предложена информационная модель технологического мониторинга продукции, позволяющая получить информацию по любому срезу информационной среды жизненного цикла изделия и отличающаяся способом реализации процессов управления ресурсами, ходом работ и качеством продукции под углом зрения бизнес-процессов (информации о потребностях клиентов и производственных (сервисных) процессах удовлетворения этих потребностей).
В каждой главе рассмотрены прикладные задачи, отражающие обсуждаемый прикладной аспект процессно-ориентированного подхода к моделированию организационно-технологических видов деятельности в производственных системах.
Модель стратегического управления
Стратегическое планирование занимается определением целей и выбором средств для их осуществления; это долгосрочное комплексное планирование, ориентированное на конечные результаты [11]. Сейчас классическое стратегическое планирование переживает серьезный кризис. Главная причина состоит в недостаточном учете фундаментального фактора - изменчивости внешней среды. Стратегические планы составлялись в предположениях о стационарном характере внешней среды с некоторой регулярной тенденцией, оцениваемой прогнозированием. Сейчас на первое место задача создания адаптивных механизмов стратегического уровня, т.е. механизмов раннего выявления возможностей / угроз и их использование / нейтрализация [12-16].
Эти элементы планирования могут быть положены в основу модели стратегического управления. Такая модель, составленная по: Wheelen Т. L. Hunger J. D. Strategic Management. 2-d Ed., 1987 pll, приведена в [12] и показана на рис. 1.3. В левой части табличной модели отражены важнейшие факторы внешней и внутренней среды, предопределяющие изменения в формировании стратегии (планировании) и в путях ее реализации (тактике управления).
Планирование стратегии должно учитывать множество факторов и сложнейшую комбинацию их взаимодействия; оно заменяет интуитивный подход к определению направления развития организации и долгосрочное планирование, базирующееся на сохранении в будущем тенденций, появившихся в прошлом (классический подход, о котором говорилось выше).
Вторым этапом общего процесса стратегического управления является разработка программ, форм и методов реализации стратегии и определение необходимых изменений в структуре, культуре и ресурсах предприятия.
И, наконец, оценка и контроль выполнения запланированных действий, обеспечение соответствия между прогнозируемыми и реальными факторами и условиями и выявленные отклонения являются сигналом для регулирования и корректировки системы планов организации.
Стратегическое управление в рамках приведенной модели - это процесс непрерывного пересмотра формулировок и путей реализации стратегии, осуществляемый в соответствии с изменениями в характеристиках окружающей среды и ресурсах самой организации. Сформулированные цели (рис. 1.3) должны быть сбалансированы и найдены пути к оптимальному распределению производственных ресурсов [18,19], что приведет к достижению ключевых результатов.
Исследования в области планирования в настоящее время ведутся очень интенсивно. В каждой из уже приведенных библиографий можно найти ряд полезных ссылок на исследования в области планирования. Основные направления связаны с попытками анализа общих принципов, применяемых к военному, городскому, корпоративному планированию и планированию проектов. Значительное внимание уделяется анализу проблемы и ее формализации; стратегические проблемы подразделяют на внутренние и внешние, рассчитывается целое семейство решений, из которых окончательное решение получается путем взвешивания. В тех отдельных случаях, когда удается разработать математические модели систем, для которых ведется планирование, излагаются оптимизационные подходы; рассматриваются концепции адаптивного планирования. Разрабатываются содержательные иерархические модели планирования, исследуются возможности информационных технологий. Часто задачи планирования рассматриваются в контексте с задачами системного проектирования организации и теории организационных структур. Необходимо упомянуть работы, в которых изучаются взаимосвязи стратегического и оперативного планирования; отображение долгосрочных базисов стратегического планирования на соответствующие им цели оперативного планирования, их координация [20].
Из всего многообразия задач стратегического планирования следует упомянуть одну из доминирующих: распознавание потенциальных возможностей и опасностей будущего создания плана, позволяющего в соответствии с текущей ситуацией использовать возможности и избежать опасностей; это несомненно важнейшая ступень в формировании стратегических планов [21].
Эта задача является важнейшей и для планирования в организационно-технологической системе, поскольку результат ее решения проецируется, в первую очередь, на изменения технологии и организации производства, причем по этим изменениям должны быть получены количественные либо качественные оценки.
Цели, сформулированные руководством организации в самом начале процесса стратегического планирования, учитывают наличие разрыва между настоящим стратегическим профилем организации и видением ее положения в будущем [12, 21]. Для оценки тех изменений во внешней и внутренней среде, которые следует учесть, применяется SWOT - анализ (аббревиатура слов Strength - сила , Weakness - слабость, Opportunities - возможности, Threats - угрозы), позволяющий выявить возможности и угрозы со стороны внешней среды, а также выделить сильные и слабые стороны организации. Для этого необходимо иметь информационные системы, которые обеспечивают сведения как о внутренней среде, так и за его пределами. В условиях рыночной экономики важнейшей внешней информацией являются сведения о том, кто является покупателем продукции, какие имеются технологии, которые пока не используются конкурентами, и на какие рынки можно выйти. Такая информация является основой для технологического мониторинга продукции и подготовки стратегических изменений и перераспределения ресурсов (в том числе знания) для получения наилучшего результата.
Основные направления и методы реализации стратегии предприятия, используемые современным менеджментом, представлены на рис. 1.4 [12]. Все меры, предпринимаемые для достижения цели, взаимосвязаны. Так изменения в технологии обязательно приводят к новой организации труда и производства, вызывают необходимость соответствующих мер по управлению человеческими ресурсами и т.д. (рис 1.4).
Отсюда следует вывод, что основная стратегическая задача внесения изменений на предприятии в рамках процессно-ориентированной модели организационно-технологической системы относится к числу общественных задач [22], характеризуемых сложными взаимосвязями между компонентами, и в современных условиях требует разработки комплексной модели организационно-технологических видов деятельности на производстве.
Разработка теоретико-множественной модели инвариантного ядра процесса принятия решений
Как уже отмечалось под процессом понимается серия операций, которая осуществляется над входной совокупностью материальных, информационных и финансовых потоков при реализации определенного вида деятельности функционально связанными подразделениями организации.
В ходе реализации системы действий для достижения цели операции основные процессы принятия решений определяются в каждом случае (имеется в виду: для любого вида деятельности) тремя взаимосвязанными подпроцессами [22, 52]: Iі- постановка задачи; I2- получение результатов; ?- анализ результатов. Эти подпроцессы являются инвариантными для любого вида деятельности и любого уровня исследований организационно-технологической системы производства. Поэтому формальное определение концепции моделирования предполагает в качестве первого шага разработку модели инвариантного ядра деловых процессов предприятия или инвариантной информационной модели деятельности 1= ?,12,? , связанной с принятием решений в организационно-технологической среде предприятия, которая должна определить основные элементы, взаимосвязи и последовательность формирования частных задач по видам работ и организационной структуре предприятия в рамках единого бизнес-процесса.
Сформулируем общие принципы разработки модели инвариантного ядра системы действий для любого вида деятельности предприятия. Предварительно напомним, что проводимые исследования ориентированны на разработку архитектуры корпоративной информационной системы [2, 39]. Предполагается, что стратегия предприятия построена, определены стратегические цели и, следовательно, в свою очередь стимулирована цель операции (1.1)-(1.3). Постановка задачи связана со структуризацией исходной информации и определяется взаимодействием следующих основных частных подзадач: - анализ неопределенностей; - формирование вариантов действий для достижения цели операции (множества альтернативных стратегий); - выбор показателя процесса и критерия оценки результатов операции. Обозначим - исходная информация, Л — множество значений определенных и неопределенных факторов, U - множество стратегий, К- критерий оценки результатов операции. Следовательно, информационные объекты модели Ґ могут быть представлены в виде системы 0,Л,и,К (2.1) Второй процесс / связан с формированием механизма ситуации и получением оценок эффективности по результатам моделирования. Обозначим: G - множество исходов операции; Y - вектор характеристик (признаков) результата g є G, важных для достижения цели операции, отображаемой требуемым результатом Ґ9, т.е. числовое выражение результата операции; Н - модель, ставящая в соответствие множествам стратегий U и факторов Л множество результатов Y(G), т.е. H:UxA- Y(Gf) (2.2) Следовательно, информационные объекты модели / могут быть представлены в виде системы G, Y, Н (2.3) Процесс анализа результатов f предполагает решения задачи выбора на основе сформированного критерия оценки или системы критериев. Обозначим через W - показатель эффективности; 4у— оператор соответствия "результат-показатель". В силу наличия множества G исходов операции должна быть задана модель Т предпочтений на элементах множества D={U,A,G,Y,W,K}. (2.4) В связи со сказанным и с учетом (2.1)-(2.4) модель взаимосвязей основных элементов, описывающих инвариантное ядро / для любого вида деятельности, можно представить в виде кортежа I: U,A,H,G,Y, %W,K,P,0 (2.5) Математическая модель (2.5) допускает следующую интерпретацию. Сначала следует сформировать стратегические цели и выстроить стратегии U, затем выстроить деловые процессы предприятия (модель 4і) таким образом, чтобы каждый из них был ориентирован на достижение конечной цели (Y, К, W), и лишь после этого следует формировать организационную структуру предприятия, которая обеспечивала бы исполнение процессов (или видов деятельности). Выполненная формализация является содержательной, поскольку позволяет выделить наиболее важные структурные особенности предприятия и обеспечивает основу для изучения иерархии видов деятельности предприятия. Модель предприятия, построенная на процессно-ориентированном подходе, приведена на рис. 2.1. 1. Наличие в модели (2.5) компоненты Л предполагает, что множество значений неопределенных факторов либо задано извне, либо отыскание этих значений будет представлять самостоятельную задачу. 2. Проблема выбора показателя эффективности W связана с установлением вида функции соответствия результата операции Y(G) требуемому результату У . 3. Согласно теории принятия решений [22, 53, 54] модель предпочтений Т есть формализованное представление о "лучшем" и "худшем" среди элементов некоторого множества. С помощью этой модели решаются важные частные задачи по формированию (2.1)-(2.5). С основными правилами выявления и измерения предпочтений, а также алгоритмами принятия решений можно ознакомится в [22, 53, 55-60].
Разработка классификационного подхода, обеспечивающего решение разнородных задач оценки и анализа объектов в организационно-технологической среде
Как уже отмечалось, современный этап развития промышленного производства характеризуется высокой динамичностью, требованием "маневренности" организационно-технических систем, их высокой степени гибкости, что связано с переходом от экономики социалистической ориентации к рыночному типу развития. В этих условиях создание научно-обоснованного комплекса организационно-экономических мероприятий; направленных на решение задач анализа и синтеза подсистем модели стратегия - деловые процессы производства - организационная структура деятельности предприятия, занимает важное место как средство повышения эффективности производств.
Подобного рода задачи трудно корректно описать математически, они относятся к разряду сложных технических проблем, и естественным путем декомпозиции обычно является какая-либо классификация, причем линии переходов, как правило, выбираются таким образом, чтобы расчленялось как можно меньше связей.
Сказанное относится как к задачам оценки и анализа технико-экономических показателей, связанных с построением математических моделей при проектировании организационных структур предприятия, нацеленных на реализацию внутренних бизнес-процессов производства (рис. 3.1), так и к решению комплекса технологических задач производства, ориентированного на проблемы конструкторско-технологического проектирования.
К настоящему времени в этом направлении достаточно публикаций [95-100]. Практическая реализация предложенных в них методов классификации исходных данных зачастую затруднена тем, что число классификационных групп классов), как правило, задается заранее, исходя из тех или иных инженерных или экономических соображений, а процедуры определения числа классов и состава последних математически слабо формализованы и являются, почти, эвристическими.
Рассматриваемый далее метод классификации основан на гипотезе, что состояние любого объекта из изучаемой совокупности может быть описано как многомерный вектор, принадлежащий множеству V, составными компонентами которого являются количественные, качественные и классификационные показатели. Задача классификации формулируется как задача разработки процедуры поиска (решающего правила), такой функции f, которая обеспечивает разделение множества объектов А по классам.
При этом результаты измерения (или наблюдения) всех компонент вектора V для каждого из исследуемых объектов, полученного с помощью полного канала наблюдения Q, геометрически интерпретируются в виде точки многомерного пространства свойств (или пространства технико-экономических показателей). Подобная интерпретация результатов измерений предполагает, что геометрическая близость двух или нескольких точек в пространстве технико-экономических показателей эквивалентна близости физических состояний исследуемых объектов. Тем самым достаточно близкие в этом смысле объекты можно объединить в одну группу (класс) однородных объектов. В самом общем случае задачу классификации объектов, представленных в виде точек многомерного пространства технико-экономических показателей (или пространства состояний согласно введенным во второй главе определенным при формировании исходной системы S), можно сформулировать как задачу (3.3) поиска такого разбиения заданной совокупности объектов на непересекающиеся классы (3.4), при котором функционал качества классификации, а точнее мера близости, оценивающая компактность группы объектов в L-мерном пространстве свойств, достигает верхней или нижней границы на множестве допустимых решающих правил/
Как показал анализ литературы [6, 18, 57, 101-106] решение практически любой проблемы планирования и управления, а также обоснования того или иного принимаемого технического или экономического решения предполагает исследование одной или нескольких задач указанного типа.
Повышение достоверности принимаемых решений путем предварительного разбиения исходных данных на однородные группы иногда более значительны, чем при учете дополнительной информации путей введения в рассмотрение новых факторов, построенных без группировки изучаемых объектов.
Следует различать классификационные модели, представленные в виде кортежей векторов и модели многоместной классификации или классификации в множестве подмножеств, формируемые в виде матрицы отношений. В последним случае в основе алгоритмов классификации лежит синтез классификационной модели комплексного объекта, рассматриваемого как частично, но строго упорядоченный универсал множеств всех входящих элементов класси 79 фицируемых объектов [96].
В работе задачи многоместной классификации не рассматриваются. Однако принцип двухэтапной группировки может быть использован и в задачах классификации в множестве подмножеств или многоместной классификации. Отношение толерантности [25] представляет собой экспликацию — перевод интуитивных представлений о сходстве и неразличимости в ранг строгих математических понятий. Отношение толерантности г на множестве М удовлетворяет свойствам рефлективности симметричности. Упорядоченная пара (х, у) принадлежит множеству тсМхМ, если: - хту (каждый объект неразличим сам с собой - рефлексивность) и - из хту следует утх (сходство двух объектов не зависит от того, в каком порядке они сравниваются - симметричность).
Для отношения т, в отличие от эквивалентности, транзитивность необязательна: если один объект сходен с другим, а другой сходен с третьим, то это вовсе не означает, что все они обязательно сходны между собой. Таким образом, эквивалентность есть частный случай толерантности.
Поясним далее понятие толерантности в множестве подмножеств. Пусть Н - произвольное конечное множество, элементами которого могут быть объекты любой природы: предметы, числа, фигуры, свойства и т.п. Пусть 5# -множество всех его непустых подмножеств. Если Н содержит q элементов, количество элементов в Sfj равно 2Ч - 1 (вычитаемая единица соответствует пустому подмножеству универсума Н) [25].
Методика обработки моделей производственных систем
Методика обработки моделей производственных систем реализована в подсистеме проектирования технологических процессов (1111111), которая обеспечивает переход на новую технологию решения задач технологического проектирования, повышающую производительность труда технологов, сокращающую длительность проектирования, ускоряющую подготовку производства, повышающую качество проектных решений [129].
В настоящее время существуют и широко применяются средства автоматизации проектно-конструкторских работ. Дальнейшее повышение производительности труда и сокращение сроков подготовки производства может быть достигнуто за счет совершенствования методов и средств технологического проектирования. Использование математического моделирования и применение технологических баз знаний обеспечивает - повышение качества проектных решений благодаря возможности использования стандартных и унифицированных решений, - гибкость проектных решений за счет возможности их синтеза и оценки на основе расчетных процедур и экспертных методов.
Реализация элементов системы менеджмента качества (СМК) предполагает в типовой последовательности действий системы наличие элементов непрерывного улучшения, повышающих результативность процессов системы. Ко всем процессам, по возможности, должен применяться цикл «Plan-Do-Check-Act» (PDCA). Цикл PDCA можно интерпретировать следующим образом: plan (планирование) - разработайте цели и процессы, необходимые для достижения результатов; do (осуществление) - выполните процессы; check (проверка) - постоянно контролируйте и анализируйте процессы и результаты в сравнении с целями и требованиями к решениям; act (действие) - предпринимайте действия по постоянному улучшению показателей процессов.
При проектировании сложных технических систем (СТС) улучшение показателей решения может быть достигнуто при полном повторении действий проектировщика ввиду наличия взаимосвязей между локальными решениями. К числу СТС должны относится и технологические процессы изготовления изделий авиационной и ракетно-космической техники. Таким образом, "автоматическое проектирование" - иначе говоря - метод решения задачи, основывающийся на повторении действий проектировщика с возможностью внесения улучшающих проектных воздействий (в зафиксированную последовательность проектных воздействий - технологическую модель изделия) соответствует идеологии процессного подхода, заложенного в основу методологии стандартов группы ISO 9000-2000, и позволяет реализовать механизм непрерывного (последовательного) улучшения проектных решений.
Основу программного обеспечения ППТП составляют: - модуль обработки задачи проектирования; -процедуры обработки структурно-параметрических моделей (структурное моделирование, параметрические, геометрические расчеты); - модуль формирования решения; - модуль формирования выходного документа. Основным модулем подсистемы проектирования технологических процессов является "PrTech". Он реализует следующие действия: -инициирование модели задачи технологического проектирования; - определение элементарного проектного воздействия; - построение технологических решений; - формирование технологического процесса; - формирование технологических карт.
Элемент информационной среды "задача технологического проектирования" объединяет (определяет) все компоненты информационной среды, участвующие в типовом процессе технологического проектирования для элемента конструкции изделия и конкретного вида производственного процесса.
Элементами модели "задача технологического проектирования" являются (рис. 4.4): технологическая модель изделия; одна или несколько моделей технологических систем; модель технологического процесса (решения).
Модель элементарного решения (рис. 4.5) содержит указание на типы элементов ("О", "и", "п", "о", ...) и состав параметров, обработанных (расчи-танных) и включаемых в решение в ходе элементарного акта процесса проектирования. По окончании проектирования, ссылки на элементы, вошедшие в решение, и значения параметров сохраняются в модели технического решения.
Методика построения программного обеспечения ППТП предусматривает инвариантность форм представления исходного объекта, порождающей среды и проектного решения, что дает дополнительные преимущества перед аналогичными системами моделирования.
Определение элементарного проектного воздействия Элементарные проектные воздействия (ЭПВ) объединяются в технологическую модель изделия (ТМИ). Описание технологической модели изделия может быть выполнено с помощью языка структурно-параметрической модели, либо специальными программными средствами. ТМИ, используемая для решения задачи проектирования технологического процесса, включает следующую информацию.
