автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.07, диссертация на тему:Автоматизация системного проектирования компьютеризированных производств механообработки на базе типового решения

На правах рукописи

ДОРАНТЕС ГОНСАЛЕС/ : Хорхе

АВТОМАТИЗАЦИЯ СИСТЕМНОГО ПРОЕКТИРОВАНИЯ

КОМПЬЮТЕРИЗИРОВАННЫХ ПРОИЗВОДСТВ МЕХАНООБРАБОТКИ НА БАЗЕ ТИПОВОГО РЕШЕНИЯ

Специальность 05.13.07 -

Автоматизация технологических процессов и производств (промышленность)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Санкт-Петербург 1997

Работа выполнена в Центре наукоемкого инжиниринга Санкт-Петербургского государственного технического университета

Научный руководитель:

доктор технических наук, профессор И. Л. Туккель

Официальные оппоненты:

доктор технических наук, профессор Р. И. Сольницев; кандидат технических наук, доцент А. А. Авдюхин

Ведущая организация:

Ассоциация центров инжиниринга и автоматизации

Защита состоится 18 ноября 1997 года в 16 часов на заседании диссертационного совета К.063.38.28 при Санкт-Петербургском государственном техническом университете по адресу: 195251, Санкт-Петербург, Политехническая ул. 29, 1-й учебный корпус, ауд. 439.

С диссертацией можно ознакомиться в фундаментальной библиотеке Санкт-Петербургского государственного технического университета.

Автореферат разослан " 31 " о ^997

Ученый секретарь диссертационного совета

Н. М. Чесноков

ОБШДЯ ХАРАКТЕРИСТИКА. РАБОТЫ

Актуальность темы. В последнее десятилетие значительно окрепла тенденция роста доли мелкосерийного и единичного производства изделий. Объективность этой тенденции очевидна и связана с сокращением общего жизненного цикла изделий, стремлением к их частой смене и к широкой номенклатуре выпуска, вызванных необходимостью поддержания требуемых показателей эффективности предприятия.

Современное машиностроительное производство становится все более многономенклатурным. До 851 изделий в мировом масштабе выпускают в условиях единичного и мелкосерийного производства (ЕМП), себестоимость которого в среднем пока в 5 раз выше массового. Рост объемов ЕМП сопровождается и ростом общей трудоемкости выпуска изделий. Для обеспечения необходимых трудозатрат необходимо повышение производительности труда в сфере единичного производства.

Конвейер, механизированные поточные линии, автоматические линии и роторно-конвейерные линии обеспечивали и способны обеспечивать достаточно высокий уровень производительности в условиях дискретного и дискретно-непрерывного крупносерийного и массового производства с редкосменяемой номенклатурой. Однако, эти глубоко Проработанные и испытанные приемы и техника автоматизации оказываются недостаточными в условиях широкономенклатурного единичного производства, так как, не обладая гибкостью, не способны обеспечить быстрый и экономичный переход на выпуск нового изделия. Кроме того, автоматизируя только собственно процесс изготовления изделий, они не

затрагивают процесса его проектирования и постановки на производство. Трудоемкость проектных работ составляет на предприятиях с ЕМП 50-90% всех затрат на подготовку производства и изготовление изделия. Кроме того, в настоящее время, рост темпов развития задерживался из-за не-прораОотанности и недостаточности методов исследования таких комплексных систем. Это определяет необходимость автоматизации процессов их проектирования и, в конкретном случае, стадия системного проектирования, которая оказывается узким местом в процессе автоматизации и осуществления технического проекта по созданию комплексной системы гибкого производства.

Работы М. Грувера, С.А. Майорова, П.Н. Белянина, С. П. Митрофанова, Ю.М. Соломенцева, Л.И. Болчкевича, 3. Зи-мерса, Г.В.Орловского, И.М. Макарова, В.Г. Колосова, И.Л. Туккеля, И. Хатвани, Дж. Хартли, Б.И. Черпакова, У. Эн-гельке и других ученых положили начало фундаментальной разработке проблематики гибких производственных систем как нового класса производственных систем.

Дальнейшие исследования интегрированных производственных систем, обеспечивающих "сквозную" автоматизацию создания изделия - от формирования и анализа технических требований до его материализации и сбыта, - проводимые в Центре наукоемкого инжиниринга Санкт-Петербурского государственного технического университета, привели к разработке концепции создания интегрированных проектно-производственных систем (ИППС) на базе типового решения; определению структурных уровней и методов, обеспечивающих гибкость, унификацию и адаптируемость; разработке принципов организации и алгоритмов проектирующих и управляющих

подсистем ИППС механообработки как человеко-машинных систем.

Актуальность проблематики ГПС подтверждается принятым на федеральном уровне перечнем приоритетных направлений и критических технологий развития науки и техники (постановления правительства Российской Федерации от 21.07.96 г. № 2727п-П8 и от 21.07.96 г. № 2728п-П8), а также новыми направлениями развития компьютеризации производства, принятыми Национальным Советом науки и технологии Мексики (ССВДАСУТ), и Технологическим институтом высшего образования Монтеррея - 1ТЕЗМ (Мексика). Данная работа выполнена при поддержке грантов С(ЖАСУТ-1ТЕЗМ.

Цель работы. В настоящей работе развивается концепция технологии системного проектирование предметно-ориентированных ИППС механообработки на базе типового проблемно-ориентированного решения для машиностроительного производства в условиях ЕМП, в масштабах участка/цеха, обеспечивающих:

- сокращение сроков и затрат проектирования ИППС;

- универсальность технологического потенциала ИППС;

сквозную автоматизацию процесса "проектирование-изготовление" для изделий заранее неизвестной номенклатуры с ограничениями лишь по массогабаритным и точностным характеристикам этих изделий;

- конкурентоспособность и быструю адаптацио системы к выпуску нового изделия.

Цель заключается в теоретическом обосновании исследуемой технологии проектирования, определении системных ограничений ее применимости, и формировании подхода для автоматизации стадии системного проектирования.

Достижение поставленной цели обеспечивается за счет решения следующих задач:

формулировка математического обоснования применения технологии системного проектирования на базе типового решения;

- разработка алгоритма системного проектирования заказных систем по предлагаемой технологии;

- использование методов структурного анализа и проектирования, как наиболее полно учитывающих последовательность действий, функциональные и информационные данные для рацио- нального проведения этапов системного проектирования;

- использование методов и техники управления проектами для обеспечения автоматизации стадии реализации проекта по созданию ИППС;

- разработка методики системного проектирования ИППС на базе типового решения.

Методы исследования базируются на представлении ИППС как большой технической (человеко-машинной) системы, при этом используется аппарат и методы системного анализа, в том числе математического анализа и теории автоматического управления. Функциональное моделирование результатов проводилось в среде пакета Без1дп/ЮЕГ 3.1.

Научная новизна. На защиту выносятся следующие положения и результаты:

- развитие концепции технологии системного проектирования предметно-ориентированных ШТОС на базе типового проблемно-ориентированного решения единичной и мелкосерийной механообработки деталей;

- формулировка и доказательство теоремы о существовании предметно-ориентированного решения как подмножества проблемно-ориентированного;

- алгоритм и методика проектирования заказных систем по предлагаемой технологии;

- в процессе экспериментальной отладки технологии системного проектирования на базе типового решения показано, что существующие программные пакеты системного анализа и проектирования (например методология SADT в пакете De-sign/IDEF 3.1) могут быть использованы для реализации данной технологии проектирования;

- показано, что предлагаемый подход дополняет существующие пакеты Project Management и обеспечивает автоматизацию управления проектами по созданию ИППС на стадии системного проектирования.

Практическая ценность результатов заключается в создании инструментальных средств, автоматизирующих процесс разработки проектов в машиностроении на стадии системного проектирования заказных ИППС на базе типового решения, и формулировке рекомендаций по ее проведению.

Разработана, апробирована и внедрена в практику методика системного проектирования ИППС на базе типового решения.

Разработанная технология проектирования ИППС и управления проектами используется как инструментальное средство в Центре наукоемкого инжиниринга при реализации Федеральной программы "Российская инжиниринговая сеть технических нововведений" (Пост, прав-ва РФ от 15.04.94 г. N 322, направление 2, комплексный проект 2.5).

Кроме того, методология и инструментальные средства системного проектирования используются в учебном процессе С.-Петербургского государственного технического университета.

Публикации. По теме диссертации опубликованы 3 статьи (в том числе, одна в международном журнале), учебное пособие, написаны отдельные главы в двух депонированных отчетах по научно-исследовательским работам, имеющих государственные регистрационные номера.

Апробация работы. Основные положения докладывались и обсуждались на научных семинарах Центра наукоемкого инжиниринга СПбГТУ (1994-1997 гг.), на научно-технической конференции Ассоциации технических университетов России "Фундаментальные исследования в технических университетах" (С.-Петербург, 16-17 июня 1997 г.), а также на V международной конференции по функциональному анализу комплексных систем "1ШАА Иогкз1юр-97" (Париж-Труа, Франция, 1-3 июля 1997 г.).

Структура диссертации. Структурно она состоит из введения, четырех глав, заключения, трех приложений и списка литературы из 72 наименований. Материал изложен на 153 страницах машинописного текста, содержит 16 рисунков и 5 таблиц.

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

Во введении обоснована актуальность решаемой научно-технической задачи, сформулирована цель диссертационной работы, ее практическая значимость и научная новизна, приведена общая характеристика работы и научные ре-

зультаты, выносимые на защиту, дан краткий обзор диссертации поглавам.

В первой глава исследовано состояние развития интегрированных производст и указаны наиболее характерные подходы их проектирования: 1) создание типичных систем на основе многочисленных разрозненных решений; 2) пионерское проектирование на основе базовой номенклатуры изделия; и 3) проектирование на базе типового решения.

В первых двух подходах возможности адаптации производства к будущим условиям эксплуатации определяются базовой ограниченной номенклатурой изделий, принятой традиционно в качестве основы для выполнения проектных работ. Предложенный подход типового решения нашел развитие в работах ряда исследователей систем гибкого производства широкого применения и моделей открытой архитектуры интегрированных производственных систем. Однако в этих работах не учитываются универсальная ориентация системы на заранее неизвестную номенклатуру и средства конструкторско-технологической привязки для адаптации и осуществления перманентного проектирования для удовлетворения растущим требованиям многономенклатурного ЕМП рынка.

Реализация предлагаемой технологии системного проектирования осуществляется на основе трех принципов: 1) обратного проектирования; 2) минимума функциональной полноты; 3) экономической достаточности решения.

Принцип обратного проектирования устанавливает, что система должна обладать инвариантностью достаточной для производства заранее неизвестной номенклатуры изделий определенного класса (классов). Гораздо целесообраз-

нее проектировать не "ресурс под изделие" (традиционный подход при создании специализированных "жестких" производств), а проектировать "изделие под ресурс". И для этого необходимо, чтобы созданный ресурс был бы достаточно универсальным. Ведь чем большее число типов изделий может быть изготовлено в системе, тем больше степень гибкости (универсальности), тем больше протяженность жизненного цикла системы, и большим числом потребителей она может быть использована как базовая.

Для осуществления этого принципа предлагается следующее:

1. Использовать совокупность инвариантных технологических и управляющих подсистем (проблемно-ориентированное типовое решение), в рамках которой на этапе проектирования можно было бы производить процесс адаптации на конкретную заказанную предметно-ориентированную систему.

2. Применять методику адаптации предметно-ориентированной системы на выпуск изделия с учетом маркетингового исследования.

Принцип минимальной функциональной полноты и принцип экономической достаточности решения обеспечивают принятие рациональных решений и можно их трактовать так: создаваемый в каждой очереди реализации проекта технологический и программно-вычислительный ресурс должен обладать необходимым минимумом функциональной полноты, гарантирующим экономически эффективный выпуск продукции. Развитая служба маркетинга формирует заказы под текущие возможности предоставляемого ресурса. Она же, выполняя функции системного регулятора, должна обеспечивать стратегическое и конъюнктурное развитие ИППС.

Так, применение технологии системного проектирования на базе типового решения позволяет уменьшить сроки проектирования и избежать на этом этапе ошибок за счет использования отработанного проблемно-ориентированного решения.

При анализе состояния методов анализа и проектирования систем среди методов формализации представления систем на начальных этапах проектирования выделены три основные подхода: структурный, объектно-ориентированный подход и информационная инженерия. Выбор той или иной методологии структурного анализа напрямую зависит от специфики предметной области, для которой создается модель (ориентированность на технологичность процессов и создание общих систем или для поддержки САЗЕ-технологии обработки чистых информационных систем). Выбрана БАЛТ-методология как наиболее общий и перспективный подходы к анализу и проектированию технологических производственных систем.

Во второй главе проект создания ИППС по уровню комплексности задачи и стоимости технического и технологического оборудования и общих работ рассмотрен как процесс осуществления сложного технического проекта, для управления которым целесообразно использовать системные приемы и средства управления проектами, так как применение методов и средств УП позволяет не только достичь результатов проекта требуемого качества, но и экономить деньги, время, ресурсы, снижает риск и повышает надежность.

Дано описание элементов окружения проекта, сферы применения, состава его участников, из которых самым

главным для его осуществления является руководитель проекта.

Состав и содержание работ приняты разделить на фазы: формирования концепции; разработки коммерческого предложения; проектирования; изготовления; сдачи объекта и завершения. Вторую и частично третью фазы принято называть «фазы системного проектирования», а последние две (иногда включают также и фазу проектирования) - «фазы реализации».

Основные сложности, в общем случае, возникают на начальных фазах проекта, когда должны быть приняты основные решения, требующие нетрадиционных методов и средств УП, в первую очередь, процесса системного проектирования (фазы разработки коммерческого предложения и проектирования). На обнаружение ошибок, допущенных на стадии системного проектирования расходуется примерно в два раза больше времени, чем на последующих фазах, а стоимость исправления обходится в пять раз дороже.

Из оценки удельного веса цены обнаружения ошибок (время обнаружения ошибок на стоимость их исправления) и различных функций управления проектом, можно делать вывод о важности эффективного осуществления начальных фаз.

Рассмотрена структурная модеь ИППС как одна из составных частей объекта функционального моделирования наряду с моделью общего технического проекта по созданию ИППС и процесса ее системного проектирования на базе типового решения. Описаны ее связи и функции основных и вспомогательных типовых технических средств.

Сформулирована информационная модель ИППС, характеристики которой разделены на постоянные ("паспортные" ха-

рактеристики) и варьируемые (технико-экономические). Эти характеристики необходимы для формирования внутри- и межструктурных вариантов решений ИППС и для их последующего выбора.

"Паспортные" характеристики определяют рамки номенклатурного ряда изделий и качество модулей технологического оборудования. Эти характеристики заданы заранее в составе мощностей типового решения, их значения нельзя менять и обычно представляют предельные значения. К варьируемым характеристикам относятся такие характеристики, которые определяют технико-экономические показатели (ТЭП) множества скомплектованных решений.

В третьей главе доказываются необходимые и достаточные условия существования предметно-ориентированного решения по технологии системного проектирования на базе типового решения. Описывается общая стратегия выработки концепции алгоритма технологии и указываются возможные математические методы и алгоритмы для ее дальнейшей разработки.

Теорема. Пусть заданы множество X, содержащее "п" характеристик с дискретными и непрерывными параметрами исходной проблемно-ориентированной системы, и множество X*, содержащее "п*" характеристик, описывающих технические требования к конкретному решению

Для простоты, без потери общности решения, приводится в соответствие перечень характеристик конкретного решения к характеристикам типового решения, пологается п=п*.

п

И

Предметно-ориентированное решение Х°=ХгОС* будет существовать и будет экономически оправданным, если выполняются условия необходимости и достаточности.

Из множеств X, X* определенное число "т" (т<п) характеристик соответствует "паспортным" характеристикам

С = (Х3}с X, j=l,___,m — для типового решения;

С*= fx'j}с X*, j=l,...,m — для конкретной реализации; остальные "n-m" характеристики - "технико-экономическими"

V={Xj"°}cX или V={Vlk1} — для типового решения; V*={X*-|}cX* — для конкретной реализации, где

j=(m+1),...,n; k=l,____К, К- натуральное число;

т.е. имеем X = CUV и X* = C*UV*, а природу этих подмножеств определим как:

•С — подмножество характеристик с неизменяемыми параметрами, заданными по составу средств типового решения;

• V - подмножество характеристик с варьируемыми параметрами типового решения, где каждое подмножество V<klCV означает вариант значений ТЭП для отдельного количественно-качественного состава технологического оборудования с ограничениями, заданными техническими требованиями С* и V*, получаемый в процессе адаптации характеристик типового решения под конкретный заказ;

• С и V — соответственно, подмножества характеристик с условно неизменяемыми и условно варьируемыми параметрами конкретного решения, заданными по техническим требованиям заказчика, но допускающими модификации в процессе разработки и согласования технического задания с заказчиком. Именно эта стадия должна происходить

по схеме, - назовем ее схемой "параллельной кастомиза-ции" (от англ. customization - выполнение заказа с удовлетворением индивидуальных потребностей заказчика) - по которому одновременно осуществляются этапы проектирования и утверждения-согласования удовлетворительного проектного варианта за счет вовлечения заказчика в процесс системного проектирования и принятия решения;

Можно отметить, что по сути, число К определяет уровень стратификации и адаптационные возможности функционально-полных, экономически целесообразных вариантов решения.

Условие необходимости. Возможность создания предметно-ориентированной ИППС Xе определяется наличием или отсутствием пересечения множества типового решения X с множеством требуемой конкретной реализации X* (рис.1), иначе говоря, можно использовать технологию системного проектирования на базе типового решения, если при одинаковых внешних воздействиях U=U* на определенном интервале времени выполняется условие:

{cuv}n{c*uv*} ф 0 (1)

AT X*

Проблемноориеи 1 ирошнаое Требуем« конкретная решение реализация

Процесс адаптации характеристик типового рапенн*

Рис.1. Проблемно-ориентированное решение/ конкретная реализация и их адаптация

Условие достаточности. Элементы У|к! подмножества V определяют адаптационные возможности типового решения. Если варьировать подмножество V различными значениями ТЭП, соответствующих функционально-полным вариантам компоновки и комплектации так, чтобы множество характеристик типового решения X покрывало согласованные с клиентом технические требования конкретного решения X*, то область экономически достаточного предметно-ориентированного решения Xе может Сыть определена.

Строится матрица полного перебора (табл.1) сочетаний параметров типового решения с параметрами конкретного решения, характеризующего условия достаточности решения. Вводятся вспомогательные подмножества, используемые в процессе сравнения типового и конкретного решений:

• АС*=С*\С — доля выполнения технических требований, не охваченная мощностями типового решения по паспортным характ еристикам;

• Дс*а — допустимая заказчиком доля от С* для достижения компромиссного решения;

• Аналогично, подмножество Ду*"1,=У*\У(к1, к=1,...,К, и соответственно для ТЭП;

• 0=СпС* — область пересечения паспортных характеристик соответствующих систем;

• о|к)=у(к!пУ* — область пересечения технико-экономических характеристик конкретного решения с соответствующими характеристиками к-ого варианта типового решения.

Решение предметно-ориентированной системы, полученное по допустимым значениям С и по выбранному, удовлетворяющему варианту У"°е {V00} (по - предметно-

ориентированное решение) из набора ТЭП комплексов будет иметь вид Х°- CUV"°, (2)

с учетом, как следует из матрицы полного перебора условий (табл. 3.1), ограничений:

C*2QcC - частное условие необходимости для паспортных характеристик; (3)

V*2Q<kIcV(kl, k=l,...,K - частное условие необходимости для ТЭП; (4)

Ae'eAe'd - необходимое условие при кастомизации паспортных характеристик; (5) Av*"°cAv*d, k=l,...,K - необходимое условие при кастомизации ТЭП; (6)

1 2- •.. у. .. 4 ■ ,-5 6

Q-0, AC'=C' QC' (C'sC), AC'-0 CoQcC, АС'сАС\ Cf=QaC, ЛС'=>АС\ Q=C (CsC'), AC'cAC'j Ore ГСсСЛ AC'ID AC'd

1 к=*1.....К, 0 0 0 ■перяпяя метровки СнТ.Т. 0 итерация вас тройки С и Т.Т.

X 0 Л« tf тграсня luripothai С I Т Т. итерация настройки С и Т.Т.

3 VzttcV», AV^CIAV, 0 Л" итерация НДСТробКИ С и Т Т. итерация вастройки С и Т.Т.

4 VzffcV*, AVm=>&Vd 0 A^ после итерации Н1СТрЙКЯ ТЭП А^ после итерация ивстрйхи ТЭП итерация настройка СнТ.Т. А^ после итерации метрики ТЭП итерация настройки С и Т.Т.

5 Ay"vcAV'd 0 Л^ X? Hicpsiот млроВп С и Т.Т. X2 итерация вастройки С я Т.Т.

6 (V^cV), 0 Л^ после итерашт вяарйхи ТЭП Л^ после шераовн шигтрйжя теп итерация настройки С «Т.Т. Х^ после итерации настрйкв ТЭП итерация настройжл С и Т.Т.

Таблица 1. Матрица условий достаточности существования

решения.

Следовательно, предметно-ориентированное решение как подмножество проблемно-ориентированного (типового)

решения существует тогда и только тогда, когда выполняются условия (1)-(б).

Можно отметить, что следствием применения технологии проектирования на базе типового решения является наличие некоторой, в общем случае ненулевой, функциональной избыточности (АХ0) над мощностями, заданными по техническим требованиям заказчика. Оценка эффективности достаточности решения является неформальной, договорной. Тогда выражения (2)-(3) для предметно-ориентированного решения могут быть записаны в виде Хв=Ов^АХ°,

где Оа=ОоОпо=Ои(УпопУ*), а ЛХ°=АСиАУпо=(С\С*)и(Упо\У*) .

Совмещение подхода стандартизации (ускорение проектирования за счет использования типового решения) с подходом параллельной кастомизации позволяет уменьшить избыточность решения, которая, однако, полезна уже в процессе эксплуатации системы, так как увеличивает адаптируемость к выпуску нового вида продукции. Уменьшение избыточности при необходимости возможно с помощью предложенного процесса параллельной кастомизации.

В алгоритме технологии системного проектирования описывается общая стратегия и последовательность действий проектирования.

Проверка частных условий необходимости оценивается как для паспортных, так и для технико-экономических характеристик. Процесс "параллельной кастомизации" для этих условий носит обязательный характер, так как именно они определяют приемлемость типового решения.

В случае возникновения ограничений в мощностях типового решения кастомизация уточняет границы вариации технических требований. Этот факт отражается при проверке условий достаточности для паспортных и технико-экономических характеристик в алгоритме.

В случае итерации характеристик (условное существование решения) проводится настройка параметров формирования и выбора вариантов, готовится задание на маркетинговое исследование пригодности и актуализации состава типового решения исходя из допустимых величин технических требований и конъюнктуры рынка.

На основании обзора методов выбора качественного и количественного состава комплекса технических систем (внутриструктурный анализ и выбор вариантов) и расчета их технико-экономических параметров (межструктурный анализ вариантов и выбор общесистемных проектных решений) даны рекомендации по их применению в классе исследуемых систем.

На основании анализа существующих программных продуктов для управления фазами концепции, системного проектирования и реализации проектов выбрана методология БАБТ и соответственно ее наиболее популярная программная поддержка 0ез1дп/1ВЕГ 3.1 как наилучшая методология автоматизации стадии системного проектирования. Также проанализированы и рекомендованы программные продукты для соответственно фазы предложения и фазы реализации.

В четвертой глава проведится эксперимент по функциональному моделированию моделированию с помощью пакета Бе-з1дп/ЮЕГ 3.1 объектов анализа и синтеза, представляющих собой фазы организации работ по осуществлению проекта

создания ИППС и технологию системного проектирования на базе типового решения.

Сформулирована методика автоматизации начальных этапов общего технического проекта по созданию ИППС и применения указанной выше технологии. В ее состав входят:

• Техническое задание на разработку САПР-продукции (системы и изделий) в комплексе специализированного инжиниринга машиностроения;

• программа и методика испытаний САПР-П в комплексе специализированного инжиниринга машиностроения;

• рекомендации по методическому обеспечению

- Общие сведения по планированию работ проекта;

- определение составляющих работ проекта, их последовательность и рекомендации к действию;

- методика определения требований проекта и системы с по-моью БАОТ-методологии и пакета ее поддержки СеБ1дп/ЮЕР 3.1 на стадии системного проектирования

- методика проведения технологии системного проектирования на базе типового решения.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ И ВЫВОДЫ ПО РАБОТЕ

Суть задачи исследования настоящей диссертации заключился в выяснении условий применимости технологии типового решения и разработки методики проектирования по данной технологии.

Основные результаты работы заключаются в следующем: 1.Доказаны необходимые и достаточные условия существования предметно-ориентированного решения по технологии системного проектирования на базе типового решения.

2.Введено понятие "параллельной кастомизации", при котором одновременно осуществляются этапы проектирования и утверждения-согласования удовлетворительного проектного решения в течение всего процесса системного проектирования.

3.Показано, что следствием применения технологии проектирования на базе типового решения является наличие, в общем случае, некоторой функциональной избыточности над мощностями, заданными по техническим требованиям заказчика, которая, однако, полезна при эксплуатации системы, так как увеличивает адаптируемость к выпуску нового вида продукции и тем самым, увеличивает жизненный цикл спроектированной системы. Уменьшение избыточности при необходимости возможно за счет предложенного процесса параллельной кастомизации.

4.Разработана общая стратегия алгоритма системного проектирования заказных систем по предлагаемой технологии, а также указаны возможные математические методы и алгоритмы для ее дальнейшего исследования.

5. В качестве инструментальных средств исследования использованы методы структурного анализа и проектирования (методология ЭАБТ, поддержанная пакетом 0ез1дп/1ВЕГ 3.1), как наиболее полно учитывающих последовательность действий, функциональные и информационные данные для рационального проведения этапов системного проектирования. Показано, что стадия системного проектирования оказывается узким местом в процессе осуществления технического проекта, так как удельный вес цены обнаружения ошибок (время обнаружения ошибок на стоимость их исправления) выше на начальных фазах проекта. Для авто-

матизации процесса осуществления сложного технического проекта использованы методы и средства управления проектами, позволяющие не только достичь результатов проекта требуемого качества, но и экономить деньги, время, ресурсы, снижать риск и повышать надежность.

6.Сформулирована структурная и информационная модели ИППС и описаны ее постоянные и варьируемые характеристики, необходимые для формирования внутри- и межструктурных вариантов решений ИППС и для их последующего выбора. Составлены функциональные модели управления общим техническим проектом в течение его жизненного цикла и применения технологии системного проектирования конкретной предметно-ориентированной ИППС механообработки на базе типового решения.

1.Результаты функционального моделирования фаз жизненного цикла проекта создания ИППС по технологии системного проектирования на базе типового решения показали наглядность предложенных моделей, простоту использования интерфейса в проектирования и легкость организации параллельной работы проектировщиков и заказчика. Показана применимость выбранных инструментальных средств. Предлагаемый подход дополняет существующие пакеты Project Management и обеспечивает автоматизацию управления проектами по созданию ИППС на стадии системного проектирования.

8.Разработаны рекомендации по методическому обеспечению системного проектирования ИППС на базе типового решения и автоматизации этой стадии общего технического проекта по созданию ИППС, которые отработаны при: разработки инструментальных средств подсистмы САПР-П КСИМ

(Федеральная программа "Российская инжиниринговая сеть технических нововведений") , совершенствовании состава собственной САПР-П Центра наукоемкого инжиниринга. Результаты исследования использованы в учебном процессе С.-Петербургского государственного технического университета.

9.Таким образом, разработаны технология и методика системного проектирования ИППС при предметной ориентации на базе типового решения и средства автоматизации этого процесса, применение которых позволило уменьшить сроки и затраты проектирования, обеспечить конкурентоспособность и быструю адаптацио системы к выпуску нового изделия и избежать на этапе системного проектирования сшибок за счет использования отработанного проблемно-ориентированного решения.

ПУБЛИКАЦИИ

1.Дорантес Д.Х., Туккель И.Л. Управление инновационными проектами: методология и инструментальные средства / Учебное пособие. - С.-Петербург.: СПбГТУ, 1997. - 93 с., ил.

2.Туккель И.Л., Дорантес Д.Х. О системных принципах проектирования компьютеризированных производств // Фундаментальные исследования в технических университетах. Тезисы докл. научно-технической конференции. - С.Петербург.: СПбГТУ, 1997. - С. 157-158.

3.Туккель И.Л., Дорантес Д.Х. О системном проектировании компьютеризированных интегрированных производств на базе проблемно-ориентированного типового решения // Вестник машиностроения. - М.: 1997. № 7. с. 47-50.

4.Dorantes D.J., Nurulin Y.R. and Tukkel J.L. Structural Modeling in the Task for Increasing Reliability of Project Management // Proceedings of the 5th International Workshop on Functional Modeling of Complex Systems. Universite de Technologie de Troyes, Troyes-Paris, France. July 1-3, 1997.