close

Вход

Забыли?

вход по аккаунту

?

Методы и средства автоматизации технологической подготовки виртуального предприятия инструментального производства.

код для вставкиСкачать
На правах рукописи
ГНЕЗДИЛОВА Светлана Александровна
МЕТОДЫ И СРЕДСТВА АВТОМАТИЗАЦИИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКОЙ ПОДГОТОВКИ
ВИРТУАЛЬНОГО ПРЕДПРИЯТИЯ ИНСТРУМЕНТАЛЬНОГО ПРОИЗВОДСТВА
Специальность 05.11.14 – Технология приборостроения
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание учѐной степени
кандидата технических наук
Санкт-Петербург -2013
2
Работа выполнена на кафедре Технологии приборостроения СанктПетербургского национального университета информационных технологий,
механики и оптики.
Научный руководитель: Падун Борис Степанович, к.т.н., доцент
кафедры технологии приборостроения НИУ ИТМО
Официальные оппоненты: Зубарев Юрий Михайлович, д.т.н., профессор,
заслуженный работник высшей школы РФ,
федеральное
государственное
бюджетное
образовательное
учреждение
высшего
профессионального
образования
«СанктПетербургский
государственный
политехнический университет»
Клевцов Владилен Андреевич, к.т.н., доцент,
Национальный минерально-сырьевой университет
«Горный» (Горный университет)
Ведущая организация:
ОАО «ЛОМО», Санкт-Петербург
Защита состоится « 24 » декабря 2013г. в 16 ч. 30 мин.
на заседании
диссертационного совета Д212.227.04 при Санкт-Петербургском национальном
исследовательском университете информационных технологий, механики и
оптики по адресу: 197101, Санкт-Петербург, Кронверкский пр., д.49, ауд. 206.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Санкт-Петербургского
национального университета информационных технологий, механики и оптики.
Автореферат разослан «
» ноября 2013г.
Ваши отзывы и замечания по автореферату (в двух экземплярах), заверенные
печатью, просим направлять по адресу университета: 197101, Санкт-Петербург,
Кронверкский пр., д.49, учѐному секретарю диссертационного совета
Д212.227.04.
Учѐный секретарь
диссертационного совета Д212.227.04,
кандидат технических наук, доцент
Киселѐв С.С.
3
Общая характеристика работы
Актуальность темы. Крупные предприятия, ориентированные на выпуск
наукоемких, а также принципиально новых изделий, в период отсутствия
внешних объемных заказов, при котором были бы задействованы все его ресурсы, переживают сложное время. В такие периоды малые предприятия имеют
существенные преимущества перед крупными. Но малые предприятия выдерживают конкуренцию в том случае, если выпуск изделий устойчив, или при
смене изделий не возникает необходимости принципиально сменить технологию изготовления продукции. Для этого у них нет достаточных ресурсов. Организация виртуальных предприятий (ВП) из малых позволяет повысить экономическую гибкость производства перед заказчиками, но только не при выпуске
принципиально новой и наукоемкой продукции.
Возникает необходимость, чтобы крупные предприятия «научились» хорошо решать производственные задачи не только при выполнении объемных и
наукоемких заказов, но и в «тяжелые» для себя периоды могли бы найти достаточные по суммарному объему несложные заказы, максимально задействующие его ресурсы, и успешно конкурировать при этом с малыми предприятиями.
Решение этой проблемы состоит в том, чтобы была возможность организовывать внутри крупного предприятия в сложные периоды времени достаточное
число виртуальных предприятий, обеспечивающих использование свободных
ресурсов крупного предприятия. Но для этого необходимо так организовать
техническую подготовку производства, чтобы можно было бы наряду с вертикальными связями между производственными подразделениями организовывать действенные горизонтальные связи.
Несомненно, для этого требуется реорганизовать технологическую подготовку производства и дополнительно наделить крупные предприятия свойствами ВП. И это касается не только основного, но и инструментального производства.
Цель диссертационной работы – повысить рентабельность, производительность и экономичность производственных процессов предприятия на основе реинжиниринга инструментального производства и приданию ему свойств
виртуального предприятия.
Задачи исследования.
Для достижения поставленной в диссертационной работе цели необходимо решить следующие задачи:
1) сформировать состав функций и задач инструментального производства,
функционирующего как виртуальное предприятие;
2) выполнить анализ ТПП инструментального производства, на базе которого разработать методику функционирования инструментального производства, построенного как виртуальное предприятие;
3) разработать математические модели анализа ресурсов и формирования
портфеля заказов на проектирование и изготовление технологической
оснастки;
4
4) разработать систему показателей для экспертной оценки процессов проектирования и изготовления технологической оснастки (ТО);
5) разработать методику построения автоматизированной системы инструментального производства, построенного как виртуальное предприятие.
Методы исследования. Для решения поставленных в диссертационной
работе задач использовались научные основы технологии приборостроения,
теория информационных систем, методы системного анализа, теория множеств,
методология объектно-ориентированного программирования.
Научная новизна.
1) представлен новый метод технологической подготовки инструментального производства, использующий способы решения задач виртуального предприятия;
2) предложена методика определения экспертных оценок процессов проектирования и изготовления ТО при формировании портфеля заказов,
обеспечивающая экономически успешное развитие предприятия;
3) разработаны математические модели оценки производительности и
себестоимости изготовления ТО;
4) предложена методика построения инвариантной автоматизированной
системы управления и проектирования в инструментальном производстве, обеспечивающая системе свойства адаптации и эволюционирования.
Основные положения, выносимые на защиту:
1) метод организации инструментального производства современного предприятия;
2) методика оценки заказов и формирования портфеля заказов инструментального производства, построенного как виртуальное предприятие;
3) методика построения автоматизированной системы управления и проектирования для инструментального производства.
Достоверность научных результатов, полученных в работе, обеспечивается математической постановкой задач, применяемыми математическими методами и экспериментальной проверкой при решении практических задач.
Практическая ценность и реализация работы. Данная работа использована в совместной научно-исследовательской работе СПб НИУИТМО и ОАО
«Техприбор» № 25642 - «Проектирование моделей деятельности инструментального производства».
В настоящее время материалы диссертации используются в научноисследовательской работе № 610450 «Научные основы организации интегрированных производств на приборостроительных предприятиях».
Эффективность разработанных методов и средств проверялась экспериментальным путем при проведении практических занятий на кафедре ТПС СПб
НИУ ИТМО. Под моим руководством были защищены две дипломные работы,
темы которых совпадали с темой диссертации.
5
Апробация работы. Результаты диссертационной работы докладывались и
обсуждались на Международной научной конференции «47 Международный
научный коллоквиум» (г.Ильменау, Германия, 2002г.); на Научной и учебнометодической конференции СПбГУ ИТМО (Санкт-Петербург, 2003, 2011); на 6й сессии международной школы точности «Фундаментальные и прикладные
проблемы теории точности процессов, машин, приборов и систем» VPB-03
проводимой по плану Российской Академии наук (Санкт-Петербург, СПбГУ
ИТМО, 2003г.); на V, VI, VII и VIII Всероссийской межвузовской конференции
молодых ученых (Санкт-Петербург, 2004, 2008 – 2011гг.); на 9-й и 10-й сессии
международной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин и механизмов» VPB -09 и VPB-11 (Санкт-Петербург,
СПбГУ ИТМО, 2009г, 2011.); на секции технологии машиностроения и приборостроения в Доме ученых им. М. Горького с докладом «Экспертная система
поддержки инструментального производства» (Санкт-Петербург, май, 2010г.);
на профессорско-преподавательской конференции (Санкт-Петербург, СПбГУ
ИТМО, февраль, 2012г.); на V всероссийской конференции молодых ученых и
специалистов с международным участием «Будущее машиностроение России»
(Москва, МГТУ им. Н.Э.Баумана, сентябрь 2012г.); на VII Международном
симпозиуме по фундаментальным и прикладным проблемам науки (г. Непряхино, Челябинской обл., сентябрь 2012г); на Х Всероссийской конференции по
проблемам новых технологий (г. Миасс, Челябинской обл., октябрь 2013г.).
Публикации. По материалам диссертационной работы опубликовано 12
печатных работ в виде научных статей и тезисов докладов, среди них 4 работы
в журналах из перечня ВАК.
Структура и объем диссертации. Диссертация состоит из введения, 4
глав, заключения, списка сокращений, списка литературы из 75 наименований,
приложения. Работа содержит 119 страниц машинописного текста, включает в
себя 24 рисунка и 2 таблицы.
СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
Во введении обоснована актуальность диссертационной работы, сформулирована цель и задачи работы.
В первой главе диссертации проведен анализ проблем технологической
подготовки производства и автоматизации решения технологических задач.
Во-первых, как отмечается в первом параграфе, на многих предприятиях
страны и даже в некоторых проектных организациях, которые занимаются проектированием комплексов АСУП, специалисты слабо знают задачи и проблемы
производственных процессов и, в частности, технической подготовки производства. Это приводит к непониманию важности технологических данных, состава задач технологической подготовки производства, методов и способов
накопления и хранения технологических данных, что отражается на эффективности проектирования и функционирования системы, а также на качестве принимаемых в АСУП решений.
6
В то же время, на многих ведущих предприятиях видят решение большинства проблем технологической подготовки производства (ТПП) в создании
автоматизированных систем ТПП (АСТПП) [1]. На этих предприятиях наблюдалось значительное повышение качества решения проектных задач. Данные о
новом изделии представляются в электронном виде и передаются в технологические службы для решения задач ТПП. Автоматизировано решение задач по
проектированию технологических процессов, проектированию и изготовлению
ТО, выполнению компьютерного моделирования технологических процессов
механической обработки, литья из пластмасс, штамповки, обработки на станках
с ЧПУ и др. Некоторые предприятия вплотную подошли к автоматизированному решению всех задач ТПП, т.е. к построению АСТПП предприятия. Был сделан вывод, что автоматизация задач ТПП позволяет обеспечить эффективное
интегрированное решение задач подготовки производства.
Во втором параграфе первой главы проведен анализ работ инструментального производства. Были выявлены задачи, требующие первоочередной
формализации и автоматизации, а именно: моделирование технологических
процессов; планирование процессов проектирования и изготовления ТО цехам;
анализ работоспособности ТО и еѐ доработки; проектирование технологических процессов ремонта ТО; управление инструментальным производством;
приобретение нормализованного инструмента; ведение складского хозяйства
(например, центральный инструментальный склад ЦИС и склад калибров –
склад специального приспособления и стандартизованного инструмента). Был
сделан вывод о необходимости интеграции решения задач инструментального
производства.
В третьем параграфе рассмотрены современные технологии организации
предприятий – виртуальные предприятия (ВП), приведены достоинства и недостатки. На рисунке 1 представлена схема связей ВП. Дано определение новому
виду ВП - виртуального предприятия инструментального производства
(ВПИП). ВПИП – это юридически зависимое производство внутри предприятия
с гибкой организацией связей внутри и за его пределами, позволяющее привлекать новые заказы. Был сделан вывод, что основой создания виртуального
предприятия, а следовательно, и ВПИП, являются новые информационные технологии и международные, государственные и отраслевые информационные
стандарты.
В четвертом параграфе проведен анализ применения экспертных систем
(ЭС) для технологической подготовки производства и для инструментального
производства в частности. Был сделан вывод, что создание экспертной системы
в ИП позволит повысить качество функционирования и своевременность инструментального производства.
Во второй главе рассматриваются состав и задачи технической подготовки виртуального предприятия инструментального производства
В первом параграфе рассмотрены основные задачи инструментальных
цехов и участков ВПИП. Они остаются такими же, что и в традиционном ИП.
Состав задач инструментального отдела (ИО) в ВПИП изменяется. К традиционным задачам ИО прибавляются новые задачи: стратегическое планирование
портфеля заказов ВПИП; оценка ресурсов проектных подразделений завода,
7
цехов и участков ИП и основного производства; формирование портфеля заказов на изготовление ТО для сторонних организаций; формирование состава
сторонних предприятий, которые включаются в систему кооперации ВПИП.
.
Рисунок 1 — Схема связей виртуального предприятия
Первая задача заключается в том, что формируется портфельная стратегия отбора заказов, поступающих от сторонних организаций на изготовление
технологической оснастки. Результат решения задачи – это
 оценка стратегических возможностей ВПИП,
 целесообразное направление поиска новых заказов, представленное в виде свода правил оценки заказов,
 выявленные множества заказов, характеризующиеся высоким постоянством,
 рекомендации по деятельности ВПИП.
Вторая задача ИО ВПИП – это оценка ресурсов проектных подразделений завода, цехов и участков ИП и основного производства. Результаты оценки
ресурсов должны согласовываться с соответствующими службами завода, поэтому для решения этой задачи ИО ВПИП должен привлекать эти службы.
Данная задача является как бы продолжением задачи традиционного ИП,
а именно, задачи о достаточности ресурсов ИП и основного производства для
оснащения производства необходимой ТО. В общем случае, заказ своего и сторонних предприятий формируется при использовании ресурсов трех типов:
З = f (RИП, RОП, RСП),
(1)
где RИП – ресурсы инструментального производства,
RОП – ресурсы основного производства,
RСП – использование ресурсов сторонних предприятий.
Если Rип и Rоп не полностью задействованы, то принимаются заказы сторонних предприятий на проектирование и изготовление ТО. В этом случае, ИП
начинает работать как ВПИП. Тогда заказ ВПИП формируется из следующих
ресурсов:
ЗВПИП = f (R2ИП, R2ОП, RСП),
(2)
2
1
R ИП = RИП – R ИП,
(3)
2
1
R ОП = RОП – R ОП,
(4)
8
1
где R
1
и R ОП – соответственно ресурсы инструментального и основного производств, выделенные для выполнения основного плана предприятия.
Третья задача ИО ВПИП – это формирование портфеля заказов на изготовление ТО сторонних организаций. Портфель заказов формируется в соответствии с правилами стратегического отбора заказов, которые были сформированы при решении первой задачи.
Четвертая задача ИО ВПИП – это формирование состава сторонних
предприятий, которые включаются в систему кооперации ВПИП. Данная задача
предполагает формирование банка данных предприятий, которые кооперируются с ВПИП, и определение коэффициента предпочтения предприятия для
приема заказов от него и/или предпочтения предприятия для размещения заказа
на нем.
Во втором параграфе рассматриваются правила формирования портфеля
заказов ВПИП. В соответствии с этими правилами спроектирована схема работы ВПИП (рисунок 2). Первоначально ТО обеспечивается основное производство по специальному графику, что отмечено одинарными линиями и стрелками на рисунке 2. Но в случае, когда есть свободные ресурсы, добавляется
функция формирования портфеля внешних заказов на ТО (на рисунке 2 это отмечено двойными и тройными линиями и стрелками). В этом случае ВПИП
рассматривается как самостоятельное производство, т.е. как производство в
производстве. Введем определение портфеля заказов ВПИП - это дополнительные заказы сторонних организаций, которые берутся для обеспечения
полной загрузки производственных мощностей ИП и всего предприятия. Ниже
приводятся сформулированные правила.
Правило 1: подбор дополнительных заказов осуществляется под свободные ресурсы ИП и основного производства.
Правило 2: выполнение дополнительных заказов увязывается с графиком
выполнения уже существующих.
Правило 3: график поставки изделий должен поступать в ВПИП от заказчика вместе с заказом.
Правило 4: выполнение дополнительных заказов увязывается с графиком
выполнения уже существующих.
Правило 5: график, который поступает от основного производства, является законом для исполнения.
Правило 6: график, который поступает от стороннего заказчика, согласовывается с графиками собственных заказов, если согласование невозможно, то
от стороннего заказа отказываются.
Технико-экономический анализ заказа реализует для собственного заказа
два следующих правила.
Правило 7: технологическая оснастка заказов делится на два подмножества:
ТО = ТОм  ТОн,
(5)
где ТОм – технологическая оснастка, которая может быть изготовлена в ВПИП,
ИП
9
Заказ и график поставки ТО по
заказу основного производства
Внешние заказы
ВПИП
Стратегическое планирование портфеля заказов
Технико-экономический
анализ заказа ТОс
нет
Можно изготовить
ТОс?
Формирование портфеля заказов сторонних организаций
Формирование обобщенного
графика заказа работ на проектирование, изготовление,
приемочного контроля ТОс
ремонт
Заказ в стороннюю организацию
да
Формирование состава сторонних
предприятий, которые включаются
в систему кооперации ВПИП
Проектирование ТО
Изготовление ТО
Приемка и испытание ТО
Передача ТО в эксплуатацию
Прием ТО после эксплуатации
ТОп
Контроль ТО
ТОс
Списание ТО
Рисунок 2 — Обобщенная схема работы ВПИП: ТОп – технологическая
оснастка, которая планируется для проведения профилактического ремонта,
ТОс – технологическая оснастка, которая случайно вышла из строя
10
ТОн – технологическая оснастка, которая не может быть изготовлена в
ВПИП.
Правило 8: для определения достаточности ресурсов ВПИП для изготовления технологической оснастки ТОм используется ограничение:
k  RВПИП ≥ ∑i Ri ,
(6)
где RВПИП – собственный суммарный ресурс ВПИП, который определяется в
соответствии с (3) и (4) как:
RВПИП = R2ИП + R2ОП - RП.
(7)
Этот ресурс, который необходим для изготовления ТОм, может пополняться за счет ресурсов сторонних предприятий RСП.
k – коэффициент риска при использовании ресурсов R2ИП и R2ОП, k  0, 1:
при k = 0 – мы имеем минимальный риск. В этом случае ресурсы не могут
использоваться, следовательно, работы не выполняются,
при k = 1 – мы имеем максимальный риск. В этом случае предполагается,
что ресурсы не могут выходить из строя. При незапланированном
(случайном) выходе из строя технологического оборудования может
произойти, срыв сроков выполнения заказа;
Ri – требуемый ресурс при изготовлении i-ой ТО;
RП – собственный ресурс предприятия, который планируется для проведения профилактического ремонта.
Правило 9: все работы, выполняемые ВПИП после передача ТО в эксплуатацию, проводятся только для собственного заказа.
Правило 10: все работы по взаимодействию с подразделениями предприятия, которые участвуют в проектировании, изготовлении, покупке, учете и
списании ТО, организует ИО. Информационные связи в обход ИО не допускаются.
Предыдущие правила утверждают, что для сторонних заказов жестко выполняется ограничение по достаточности оставшихся ресурсов RОСТ ВПИП.
Безусловно, ВПИП может следовать и менее строгим правилам, которые
допускают привлечение сторонних ресурсов для сторонних заказов при недостатке ресурсов. В этом варианте ВПИП берет на себя управление по изготовлению технологической оснастки. Тогда суммарный ресурс сторонних предприятий RСП складывается из двух составляющих:
RСП = RСПс + RСПв,
(8)
где RСПс – ресурсы сторонних предприятий, которые привлекаются для выполнения собственных заказов;
RСПв – ресурсы сторонних предприятий, которые привлекаются для выполнения сторонних заказов.
В третьем параграфе рассматривается состав задач формирования портфеля заказов на конкретный период времени, а именно: определение состава
заказов и формирование графика выполнения заказов, который учитывает выполнение работ по проектированию, изготовлению и приемочному контролю
ТО (рисунок 3). В схеме выделено три этапа: подготовительный, анализ заказов
и анализ ресурсов.
11
Подготовительный этап предназначен для определения свободных ресурсов ВПИП, которые можно использовать для приема заказов сторонних
предприятий. На данном этапе уточняются R1ИП и R1ОП, а также R2ИП и R2ОП.
Нетрудно заметить, что для определения задействованных ресурсов в выполнении основного плана предприятия основного и инструментального производств, необходим интегрированный подход к оценке ресурсов на выпуск основной и вспомогательной продукции, что и представлено на схеме.
Этап анализа заказов, поступивших в ВПИП. Предварительно все заказы
ранжируются по правилам предпочтения, которые были сформулированы в
процессе стратегического планирования портфеля заказов. Заказы выбираются
из списка, и формируется обобщенный график заказа работ на проектирование,
изготовление и приемочный контроль ТО по правилам, описанным выше. Критерием при установлении очередности заказов являются сроки проектирования
и изготовления изделия. Составляется план–график очередности оснащения изделия. В этом плане перечисляются номера деталей, наименование ТО (необходимой для изготовления детали), номер цеха (изготавливающего деталь).
Этап анализа ресурсов предприятия. На этапе анализа заказов формируется гипотетический состав заказов. Поэтому в процессе анализа ресурсов выполняется моделирование сформированных планов-графиков и определяются
степени рисков. Если результаты моделирования или степень риска неудовлетворительны, то состав заказов и график их выполнения пересматриваются.
В четвертом параграфе приведены модели процессов ВПИП. В качестве
примера рассмотрим, процесс изготовления ТО, который представлен в модели
на рисунке 4. Изготовление ТО на новое изделие выполняется либо на предприятии, либо сторонней организацией. Выбор исполнителя работ по изготовлению производится сотрудниками ИО. Процесс изготовления ТО сторонней
организацией не детализируется и оценивается временем и стоимостью. В модель включаются следующие компоненты:
1) выбора исполнителя для изготовления ТО – цех предприятия или изготовление ТО сторонней организацией;
2) оплата счета по изготовлению ТО – при подключении сторонней организацией к изготовлению ТО;
3) формирование заказа на изготовление ТО для нового изделия, если изготовление ТО происходит собственными силами;
4) выбор цеха изготовителя ТО – при изготовлении ТО собственными силами;
5) изготовление ТО для нового изделия в выбранном цехе.
В пятом параграфе описаны математические модели оценки производительности и себестоимости изготовления технологической оснастки. Главным
критерием при формировании портфеля заказов выступает время выполнения
заказа, включающее в себя время на проектирование и изготовление ТО.
Время выполнения заказа определяется по зависимости (если предположить, что работы выполняются строго последовательно) со следующими составляющими:
Тз = Тп + Тс + Ти + Тк + Тм,
(9)
где Тп – время, затраченное на проектирование ТО,
12
Подготовительный этап
Определение объема выделенных ресурсов основного и инструментального производств для изготовления основной продукции
Определение объема выделенных ресурсов основного и инструментального производств для изготовления технологической оснастки,
применяемой для изготовления основной продукции
Определение объема свободных ресурсов основного и инструментального производств
Этап анализа заказов
Ранжирование заказов по показателям
Формирование обобщенного графика заказа работ на проектирование, изготовление и приемочный контроль ТО
Определение состава заказов
Этап анализа ресурсов
Моделирование процессов проектирования, изготовления, приемки
и испытания для установления временных характеристик выполнения заказа
Определение степеней рисков
Нет
Срок выдержан?
Да
Выход
Рисунок 3 — Схема формирования портфеля заказов ВПИП
13
Рисунок 4 — Модель производственного процесса изготовления
технологической оснастки для нового изделия
Тс – время, затраченное на поиск необходимого для изготовления ТО материала,
Ти – время, необходимое для изготовления ТО,
Тк – время, отведенное на испытание и контроль ТО,
Тм – время, затрачиваемое на транспортировку сырья, промежуточных
продуктов или готовых изделий.
Время выполнения проектных работ по одному заказу складывается в
общем случае из составляющих:
Тп = TНИ + TКПП + TТПП,
(10)
где TНИ, TКПП, TТПП – соответственно времена выполнения научноисследовательской работы, работ по конструкторской (КПП), технологической и организационной подготовки производства для изготовления
ТО.
Использование моделирования при формировании портфеля заказов позволяет избежать риска невыполнения поставленных заказчиком сроков и увеличить прибыль предприятия.
В третьей главе рассматривается автоматизация проектных работ в
ВПИП. АСУ для управления работами и решения технологических задач
ВПИП строится как экспертной системы (ЭС).
ИП, выполняя вспомогательные по отношению к основному производству задачи, является достаточно самостоятельным производством на предприятии. Поэтому для эффективной организации ИП и качественной подготовки
основного производства необходимы:
14
1) система управления, организующая полный контроль над всеми работами от
получения нового заказа до сдачи готовой ТО;
2) система проектирования ТО, обеспечивающая создание качественной конструкции на основе моделирования ее функциональных и динамических
свойств, минимальные затраты времени и себестоимости на проектирование
и изготовление ТО;
3) система технологической подготовки изготовления ТО;
4) система ремонта и восстановления ТО. Данная система представляет собой
комплекс проводимых на предприятии организационно-технических мероприятий по поддержанию находящегося в эксплуатации оснащения в постоянном работоспособном состоянии. Если технология изготовления оснастки
тождественна операциям ее восстановления, то последняя выполняется на
соответствующих производственных участках инструментальных цехов [2].
5) система снабжения ТО, решающая задачи покупки и заказа ТО в сторонних
организациях;
6) система учета ТО;
7) система метрологического контроля ТО (испытание оснастки);
8) система списания и утилизации ТО.
АСУ ВПИП, ориентированая на решение задач ИП, помимо традиционных задач должна решать и задачи:
 распределения заданий на изготовление средств производства;
 размещения производственного оборудования;
 формирования общих знаний и знаний инженерных служб конкретной организации.
Показатели АСУ: качество функционирования системы; оперативность;
количество задач, которые система не может решить; скорость переналадки и
пополнения базы знаний.
Показатель качества функционирования системы зависит от количества
неправильных решений, которые она принимает. Причины неправильных решений – это неправильно сформализованные знания или неверно поставленный
запрос. Следовательно, показатель качества функционирования системы следует определить по выражению:
K
R  RN
R
,
(11)
где RΣ – суммарное количество решений,
RN – количество неправильных решений.
Под оперативностью P будем понимать относительную величину:
P
t post
t obsl
,
(12)
где - tpost – время постановки запроса,
tobsl – время обслуживания запроса.
Чем больше P, тем лучше работает система.
Охват задач ВПИП выражается через трудоемкость задач, поставленных
на ВС. Если принять трудоемкость решения всех задач ВПИП равной единице,
15
то относительно этого можно оценивать полноту охвата автоматизацией задач
ВПИП:
H
Ts

Ts
Tн ,
(13)
где ∑Ts – суммарная трудоемкость всех задач ВПИП,
∑Tн – суммарная трудоемкость задач ВПИП, не охваченных автоматизацией.
Количество задач, которые система не может решить зависит от размера
базы знаний и правил.
Показатель гибкости базы знаний для ввода корректировок и пополнений
определяется выражением (в случае, когда корректировка правила выполняется
вручную или в диалоговом режиме):
G
t correct
,
t popoln
(14)
где tcorrect – время корректировки,
tpopoln – время пополнения.
Введенные показатели и приведенные формулы позволяют количественно оценить качество функционирования АСУ ВПИП.
В четвертой главе предложена методика построения программной системы в инструментальном производстве, которая обеспечивает системе свойства адаптации и эволюционирования, взаимодействие еѐ программных компонентов, работу со специалистами предприятия.
В состав программной системы АСУ ВПИП входят следующие группы
комплексов:
 комплексы целевых функций, а именно: комплекс проектных функций (проектирование ТО и технологических процессов изготовления ТО), комплекс
функций формирования портфеля заказов, комплекс функций экспертной
оценки заказов, комплекс функций контроля складов, комплекс функций
контроля обслуживания заказов;
 комплексы собственных функций, а именно: комплекс функций управления,
комплекс функций информационного обеспечения, комплекс функций сопровождения АСУ ВПИП;
 комплексы вспомогательных функций;
 комплексы функций справочной службы.
Каждый комплекс выполняет одну из функций ВПИП (например, формирование портфеля заказов, контроль обслуживания заказов, сопровождение
АСУ ВПИП и т. д.).
В программной системе ВПИП, которая представляет собой интегрированную среду решения задач ИП, пакет программ организован как пакет сложной
структуры, который является комплексом управления. Управление комплексами и компонентами реализован мониторной системой (рисунок 5). В этом пакете имеются компоненты, с помощью которых расширяются возможности автоматизированной системы. Следовательно, такая организация пакета позволяет
не только эффективно управлять комплексами и компонентами программных
16
систем, но и обеспечивает удобное подключение новых компонентов и переконфигурировать уже действующее программные средства.
О
Диалоговая система
формирования блока задания
Блоки заданий
Монитор
Коммуникационная
область
Конец
Комплексы АСУ ВПИП
Рисунок 5 — Комплекс управления АСУ ВПИП
Для того чтобы обеспечить возможность анализа накопленных данных,
на предприятии необходимо создать хранилище данных (ХД), которое представляет собой интегрированную коллекцию данных, собранных из различных
систем оперативного доступа к данным.
ВПИП, которое может включать ресурсы основного производства, ИП и
опытного производства, для своего успешного функционирования интегрирует
все материальные и информационные ресурсы предприятия. Например, использование общего ХД; единого программного обеспечения; единство представления и интерпретации данных; равномерное распределение материальных и интеллектуальных ресурсов.
Использование единого программного обеспечения в ВПИП позволяет
иметь доступ к необходимым данным каждого подразделения, входящего в
ВПИП, в удобное для него время и избежать противоречивых сведений, которые могут возникнуть при использовании данных, хранящихся в системах конкретных подразделений ВПИП.
Для эффективного взаимодействия программной системы ВПИП с пользователем необходимо наличие специальной интеллектуальной системы по
анализу вводимых и выводимых данных.
Работа программной системы АСУ ВПИП со специалистом и неквалифицированным пользователем должна быть организована как можно более до-
17
ступной для понимания, не требующей специального обучения перед общением
с системой, быть защищенной от случайных попыток удаления данных, некорректного ввода данных, их сохранения без указаний пользователя. Все эти меры
способствуют принятию системой точных решений на поставленный запрос,
что в свою очередь ведет к отточенным действиям по управлению предприятием.
В приложении представлено заключение Межрегионального совета по
науке и технологиям на работу «Инновационный подход к управлению инструментальным производством».
Заключение
В диссертационной работе выполнены научные исследования и разработки, направленные на повышение эффективной технологической подготовки
производства предприятия и инструментального производства в частности.
На основании проделанной работы можно сделать следующие выводы:
1. Интеграция ресурсов и оперативная организация горизонтальных связей
между подразделениями на предприятии, а также подключение ресурсов
сторонних предприятий на основе договоров позволяют повысить конкурентную способность всего предприятия.
2. Автоматизация решения задач инструментального производства приводит к
интеграции технологических знаний, которые повышают качество принимаемых инженерных решений не только в инструментальном, но и в основном
производстве.
К основным результатам диссертационной работы можно отнести:
1. Разработана новая инновационная методика организации процессов управления подготовкой инструментального производства.
2. Предложена методика построения автоматизированной системы управления
и проектирования для инструментального производства, которая строится
как интеллектуальная (экспертная) система и охватывающая полный цикл
выполнения заказа на проектирование и изготовление технологической
оснастки вплоть до сдачи еѐ заказчику.
3. Разработана методика формирования портфеля заказов с применением автоматизированной системы, позволяющая существенно увеличить приток заказов на предприятие. Также определены задачи, функции и правила формирования портфеля заказов виртуального предприятия инструментального
производства.
18
Основное содержание диссертации опубликовано в следующих
печатных научно-технических изданиях:
Из перечня ВАК:
1. Падун Б.С., Яблочников Е.И., Гнездилова С.А. Организация единого проектного и информационного пространства виртуального предприятия по изготовлению оснастки// Инструмент и технологии, СПб.: Инструмент и технологии,
№9-10. - 2002. С. 112-115.
2. Гнездилова С.А. К вопросу применения экспертных систем в технологическом проектировании// Науч.-технич.вестн.СПбГУ ИТМО.- СПб.: СПБГУ ИТМО, Выпуск 4(15). - 2004. С. 314-317.
3. Падун Б.С., Андрианов А.Н., Гнездилова С.А. Автоматизированная система
управления инструментальным производством современного предприятия//
Приборостроение.- СПб.: СПБГУ ИТМО, Т. 53, № 6, часть 1.- 2010. С.25-32.
4. Гнездилова С.А. Портфель заказов под управлением экспертной системы//
Науч.-технич.вестн.СПбГУ ИТМО.- СПб.: СПБГУ ИТМО, №01(71).- 2011. С.
48-50.
Прочие публикации:
5. Гнездилова С.А. Требования и показатели экспертных систем технологического проектирования// Программа и сборник докладов Шестой сессии Международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы теории точности процессов, машин, приборов и систем» VPB-03, Санкт-Петербург,
30 сентября - 3 октября 2003 г. СПб.: ИПМаш РАН, часть 2. - 2003. С.150-153.
6. Андрианов А.Н., Гнездилова С.А. Инструментальное производство завода как
виртуальное предприятие// Программа и сборник докладов Десятой сессии
Международной научной школы «Фундаментальные и прикладные проблемы
надежности и диагностики машин и механизмов» VPB-09, Санкт-Петербург,
26-30 октября 2009 г. СПб.: ИПМаш РАН, - 2009. С.479-481.
7. Гнездилова С.А. Портфель заказов под управлением экспертной системы//Сборник тезисов VII Всероссийской межвузовской конференции молодых
ученых, выпуск №3.Труды молодых ученых /СПб.: СПбГУИТМО, - 2010.
С.125.
8. Гнездилова С.А. Экспертная система инструментального производства// Программа и сборник докладов Десятой сессии Международной научной школы
«Фундаментальные и прикладные проблемы надежности и диагностики машин
и механизмов» VPB-11, Санкт-Петербург, 24-28 октября 2011 г. СПб.: ИПМаш
РАН, - 2011. С.301-310.
9. Гнездилова С.А. Централизованное управление виртуального предприятия
инструментального производства с применением экспертных систем// Сборник
тезисов VIII Всероссийской межвузовской конференции молодых ученых, выпуск №2/ СПбГУ ИТМО, 2011. - С.277-279.
19
10. Гнездилова С.А. Новый вид инструментального производства//Сборник докладов XLI Научной и учебно-методической конференции/НИУ ИТМО, - 2012.
С.29-34.
11. Гнездилова С.А. Проблемы и решения организации современного инструментального производства на предприятии// Программа и сборник тезисов V
всероссийской конференции молодых ученых и специалистов/МГТУ им.
Н.Э.Баумана,- 2012. С.322-323.
12. Гнездилова С.А Инновационный подход к управлению инструментальным
производством// Фундаментальные и прикладные проблемы науки. Том 2.Материалы VII Международного симпозиума. – М.: РАН, - 2012. С.91-98.
Список цитируемой литературы:
1. Падун, Б.С. Автоматизированные системы технологической подготовки
производства: учебное пособие/ Б.С. Падун, Д.Д Куликов. - СПб.:
СПбГИТМО (ТУ), 2001. – 86с.
2. Агарков, А.П. Эффективная организация и управление инструментальным
хозяйством предприятия/ А.П.Агарков, Б.А.Аникин. – М.: Экономика, 1981.
- 126с.
1/--страниц
Пожаловаться на содержимое документа