автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.12, диссертация на тему:Информационный комплекс, обеспечивающий создание и управление инженерными данными на авиационных предприятиях

На правах рукописи

НИКИТИН ииаиьгзта

АНДРЕИ АЛЕКСЕЕВИЧ

ИНФОРМАЦИОННЫЙ КОМПЛЕКС, ОБЕСПЕЧИВАЮЩИИ СОЗДАНИЕ И УПРАВЛЕНИЕ ИНЖЕНЕРНЫМИ ДАННЫМИ НА АВИАЦИОННЫХ ПРЕДПРИЯТИЯХ

Специальность 05 13 12 «Системы автоматизации проектирования» (отрасль — авиационная и ракетно-космическая техника)

Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Москва 2007

003062379

Работа выполнена на кафедре «Инженерная графика» в Московском авиационном институте (государственном техническом университете)

Научный руководитель

доктор технических наук, профессор М.Ю. Куприков

Официальные оппоненты

доктор технических наук, профессор Агульник А.Б. кандидат технических наук, Аведьян А.Б.

Ведущее предприятие ОАО «ММП имени В В Чернышева»

Защита состоится 2007 г в_часов на заседании диссер-

тационного совета Д212 125 13 Московского авиационного института (государственного технического университета) по адресу

125993, Москва, Волоколамское шоссе, д 4, главный административный корпус, зал заседания ученого совета

Просим Вас принять участие в обсуждении диссертационной работы или прислать свой отзыв в двух экземплярах, заверенных печатью, по указанному выше адресу

Для участия в заседании диссертационного совета необходимо заблаговременно заказать пропуск по тел 158-45-91

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке института

Автореферат разослан 2007 г

Ученый секретарь _

диссертационного Совета Д212 125 13 у -Н

кандидат технических наук, доцент ^ I ЬиЗ^маркин

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность проблемы. Постоянно возрастающая конкуренция, заставляет предприятия искать пути для сокращения сроков проектирования и выхода на рынок, снижение стоимости разработки, повышение качества создаваемых изделий Все это делает более актуальной задачу по совершенствованию производственных процессов, основываясь на новых информационных технологиях Решение данной задачи требует использование Системы Управления Инженерными Данными (СУИД), которая после адаптации и доработки становится принципиально новым программным продуктом, позволяющим предприятиям реализовать новые подходы в проектировании, формировать оптимальные взаимоотношения между подразделениями предприятия, а так же поставщиками и смежниками

Проведенный анализ предприятий, использующих СУИД, для управления инженерными данными, показал отсутствие системности внедрения, а так же регламентированных подходов и методов к полнофункциональному использованию системы Не мало важным аспектом является то, что компании не получают максимального эффекта от применения СУИД Актуальность проблемы и возможность ее решения на принципиально новом техническом и методическом уровне обусловили выбор направления данного диссертационного исследования, которое направлено на изучение процесса, методик внедрения и использования системы управления инженерными данными, на предприятиях авиационной промышленности

Методологической и теоретической основой исследования являются фундаментальные труды по проблемам использования на различных этапах разработки изделий Авиационной Техники (AT) информационных технологий, к которым относятся работы А Г Братухина, П В Балабуева, В А Богуслаева, Г А Кривова, Судова Е В, Michael Gneves, John Stark, А П Афанасьев, В И Галкина, А А Лисова, Хазова И А и др В частности, в трудах А Г Братухина, John Stark, В И Галкина, А А Лисова рассмотрены результаты работ в области научного и практического компьютерного обеспечения процессов жизненного цикла сложных авиационных изделий и интегрированного информационно технического взаимодействия, построенного на принципах виртуального предприятия, реализованные на всемирно известных предприятиях, указаны основные подходы к построению единого информационного комплекса, рассмотрены методики внедрения СУИД на предприятиях авиационного комплекса, описаны подходы к концептуальному проектированию виртуальных предприятий на основе реальных примеров В этих работах также рассмотрены различные способы автоматизации проектирования самолетных конструкций, изложены экономически и технические точки зрения на построение Product Lifecycle Management (PLM) решений в рамках объединений, с указанием примеров, выявлены ключевые требования к СУИД с учетом российской специфики, приведены описания предлагаемых подходов к решению проблем отечественного производства

Важной основой при разработке технологии параллельного проектирования в единой информационной среде стали труды С Л Марьина, в которых рассматриваются основные сложности, испытываемые авиационными предприятиями в реализации процессов проектирования и построения взаимодействия ОКБ — Завод, и определены пути их решения В данной работе приведена схема проектирования, учитывающая программный комплекс, построенный на продуктах компании ивЯ, с описанием методов и принципов работы в нем

Помимо указанных выше работ для сравнительного анализа и уточнения критериев выбора правильного решения используются документы, регламентирующие и определяющие процедуры внедрения и использования СУИД на предприятиях Данные работы проведены на ОАО «Сухой», ОАО «Гражданские самолеты Сухого», НАПО «КНАПО», ОАО «Авиадвигатель» и др

Анализ работ убеждает в необходимости разработки методик, рекомендаций и подходов к созданию информационного комплекса, обеспечивающего управление инженерными данными на авиационных предприятиях Проведенный анализ подтверждает отсутствие структурированных, стандартизованных критериев и требований, определяющих задачи адаптации и функционирования СУИД, что объясняется неправильным пониманием применения информационных технологий Текущее положение предприятий российского авиастроения требует создания нового подхода к осуществлению электронного документооборота, построенного на принципах параллельного инжиниринга и идеологии «мастер модели», а так же придание ему принципиального нового официального статуса

Целью работы является разработка методического и программного обеспечения СУИД, позволяющая предприятиям авиационной промышленности сократить время разработки и подготовки производства, повысить качество и скорость принимаемых решений, что приведет к значительному сокращению материальных затрат На основании методик и подходов, изложенных в данной работе, осуществляется внедрение и использование СУИД, обеспечивающее совершенствование производственных процессов

Достижение поставленной цели диссертационной работы осуществлено путем решения следующих задач

• проведения сравнительного анализа СУИД, использующиеся на российских авиационных предприятиях,

• проведения анализа задач и процессов, реализуемых в рамках СУИД и традиционного документооборота,

• определения приоритетности задач и последовательности их выполнения, в процессе внедрения СУИД,

• определения подходов и принципов изменения и адаптации существующего функционала СУИД,

• разработки методики описания и формализации существующих бизнес процессов на предприятиях и последующей их реорганизации,

• разработки приложений и методов, обеспечивающих реализацию инженерных задач,

• тестирования разработанного программного обеспечения, на предмет корректности реализации поставленных задач и применимости на российских авиационных предприятиях,

• проведения проектных исследований использования автоматизированной системы управления инженерными данными в проектных задачах,

• разработки рекомендаций и подходов, нацеленных на создание единой среды электронного взаимодействия ОКБ — Завод,

• определения алгоритма действий пользователей при проектировании изделий и технологической подготовки производства

Методика исследования. Предметом исследования является процесс формирования информационного комплекса, обеспечивающего создание и управление инженерными данными на основных этапах разработки изделий Декомпозиция задач, разработка моделей и алгоритмов базируются на принципах системного подхода Выявление оптимальных системных решений осуществлено на основе моделирования с помощью формально-эвристических процедур Математическая задача отыскания рациональных значений параметров поставлена как задача многокритериальной дискретной оптимизации

Научная новизна диссертации заключается в разработке научно-методического подхода к внедрению и использованию СУИД высокого уровня, включающего методики, инструкции, алгоритмы и программное обеспечение, которые позволяют в максимально короткие сроки адаптировать и наиболее эффективно использовать систему на авиационных предприятиях, с учетом всех действующих на текущий момент стандартов В ходе работы были получены следующие новые результаты

• разработано Программное Обеспечение (ПО) и методы, обеспечивающее точное и оперативное решение задач, связанных с управлением инженерными данными и их сопровождение на протяжении всего жизненного цикла изделия,

• систематизированы и формализованы подходы к описанию основных бизнес процессов и реализуемых на них информационных потоков,

• разработаны методики и критерии оценки производственных процессов, на основании которых осуществляется их реорганизация,

• разработана и апробирована методика внедрения СУИД высокого уровня и решена задача выбора рациональных решений и вариантов адаптации СУИД, обеспечивающих реализацию требований, предъявляемых предприятиями к инженерному документообороту,

• разработана технология работы участников производственных процессов в информационном комплексе и ее методологическая составляющая,

• предложены и апробированы решения по созданию и сопровождению электронной конструкторской и технологической документации в соответствии с действующими стандартами и условиями параллельной реализацией электронного и бумажного документооборота

Практическая ценность. Разработанные методики и подходы к внедрению, а так же осуществленная на их основе адаптации и доработка СУИД,

обеспечивает реализацию требований, предъявляемых предприятиями авиационной отрасли к управлению и созданию инженерных данных Изложенная в данной работе реализация концепции электронного документооборота, позволит предприятиям создать единую базу проектной информации, которая может совершенствоваться и уточняться по мере разработки новых изделий на предприятии, а так же начать формирование базы знаний, которую в дальнейшем можно использовать для обучения персонала и передача им знаний и опыта, накопленного предыдущими поколениям работников предприятия Созданный информационный комплекс позволит обучать молодых специалистов в минимальные сроки, а так же организовывать совместный процесс разработки изделия Подходы к осуществлению электронного документооборота, созданные в работе, позволяют предприятиям правильно оценить эффективность существующих процессов разработки изделия, провести их реорганизацию и обеспечивать их реализацию с использованием меньших ресурсов на качественно новом уровне

Разработанный программный комплекс является современным инструментом конструктора и технолога и предназначен для проведения проектных работ и технологической подготовки производства, а так же выпуск Рабочей Конструкторской Документации (РКД) и Технологическая документация (ТД) в соответствии с действующими стандартами на предприятии Использование СУИД позволит повысить качество концептуального проектирования и принимаемых решений на различных этапах создания изделия

Результаты работы могут быть использованы ОКБ и серийными заводами СУИД реализует уникальность каждого предприятия, поэтому описанные подходы будут требовать некоторой корреляции в соответствии с текущей ситуацией, сложившейся на конкретном предприятии

Достоверность результатов обеспечивается тестированием программного комплекса при разработке реальных изделий АТ и сопоставления их с результатами, которые были до использования СУИД Отклонение основных характеристик результатов работы и расчетных процедур не превышают 5% Показатель эффективности изменяемых производственных процессов повышается на 55-75%, что соответствует требованиям оптимизации Система соответствует заданным техническим требованиям и обеспечивает получение результатов в соответствии с действующими стандартами

Внедрение результатов работы. Разработанные методики и ПО, обеспечивающие внедрение и функционирование СУИД на предприятиях, а так же подходы к построению процессов разработки изделия в информационном пространстве используются на ОАО «Авиадвигатель», ФГУП «Завод имени В Я Климова», ОАО «ММП им В В Чернышева», ФГУП «ПО «УОМЗ», что подтверждается соответствующими актами о внедрении

Апробация работы. Результаты исследований выносились на обсуждение на следующих научно-технических конференциях, форумах, тематических семинарах

Год Организация Наименование конференции, семинара и т.д.

1997 Самарский государственный аэрокосмический университет "Королевские чтения" Всероссийская студенческая научная конференция

1999 Егорьевский авиационно-технологический колледж гражданской авиации «Чкаловские чтения - инженерно-физические проблемы авиационной науки и техники» Третья международная научно-техническая конференция

2000 Саранский государственный университет «Использование информационных технологий на машиностроительных предприятиях» Тематический семинар

2001 ЗАО «ЛАНИТ» Конференция пользователей систем САПР и PDM компании EDS

2003 Выставка «Металлообработка' 2003» Форум Технологии автоматизации проектирования

2003 ОАО «Авиадвигатель» г Пермь Научный доклад

2004 Высшая школа экономики, ЗАО «ЛАНИТ» Внедрение PDM на машиностроительных предприятиях Тематический семинар

2005 ФГУП «Завод им В Я Климова» г Санкт-Петербург Научный доклад

Основные теоретические положения и некоторые результаты исследования опубликованы автором в научных статьях [2, 4, 5, 6, 7], одном учебно-методическом пособии [8], а также содержатся в тезисах докладов [1, 3] на научно-технических конференциях всероссийского и международного значения

Структура и объем диссертационной работы. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, выводов, заключения, библиографического списка (71 работы отечественных и зарубежных авторов) Общий объем диссертации - 256 страниц, включая 14 таблиц и 62 рисунка

СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении описывается состояние проблем разработки АТ на российских предприятиях, сформулирована цель исследования, дается общая характеристика диссертации

Первая глава состоит из трех частей В первой части определены характерные особенности, тенденции развития современного рынка СУИД и указаны обязательные наборы функциональности, которые являются основополагающими «столпами» современных СУИД, определяющих их логику и работоспособность Разработана оценочная методика, на основании которой все СУИД поделены на группы Выбор систем для сравнительного анализа проводился на основе следующих условий

• Полнота функциональности систем,

• Гибкость и адаптируемость систем под требования предприятий,

• Глубина интеграции с системами автоматизации проектно конструкторской и технологической разработки и т п ,

• Распространенность на предприятиях,

• Управление программами и проектами

На основании приведенных условий разработаны наиболее важные требования (таб 1), предъявляемые предприятиями к управлению инженерными данными на этапах проектирования и технологической подготовки производства, а также дана их системная оценка

Таблица 1

Критерии анализа СУИД_

Название группы оценки Название критерия

Управление инженерными изменениями Создание и управление различными типами изменений

Создание и реализация процессов изменений

Заполнение листа регистрации изменений

Технико-экономическое обоснование

Интеграция изменений с бизнес процессами

Определение применяемости изменений

Управление спецификациями Создание и управление много уровневых структур и их последующая модификации

Модификация спецификаций и синхронизация

Визуализация спецификаций

Сравнение составов изделий

Интеграция с САПР Глубина интеграции

Синхронизация спецификаций в СУИД и САПР, блокировок и разблокировок

Управление компонентами

Функциональность интеграции - Импортирование/экспортирование/открытие/сохранение

Протекание процессов Использование параллельных, последовательных и смешанных процессов с задачами просмотра и определения кворумов

Интеграция данных и политики безопасности в единый общий электронный процесс

Контроль возможности управления протекания процессов

Хранение данных Удобство работы с данными

Возможности политики безопасности

Ведение архива

Работа с распределенными базами данных

Перечень критериев (Е) можно расширять, а весовые коэффициенты

. Формула №' = Е * к, позволяет получать числовые значения критериев, которые будут участвовать в исследовании. Из результатов сравнительного анализа (рис. 1) видно, что в полном объеме реализовать все требования авиационных предприятий по созданию и управлению данными могут только СУИД высокого уровня.

В данном разделе также произведено исследование задач и процессов, реализуемых СУИД и традиционным бумажным документооборотом. На основании результатов исследования выявлен круг задач, требующий пересмотра действующих стандартов и немедленной их трансформации, разработаны методы и возможные пути перехода от одного вида документооборота к другому.

Во второй части первой главы определены предпосылки использования СУИД и необходимость ее адаптации и настройки под требования Заказчика. На рисунке 2 отображены основные задачи предприятий, обеспечивающие повышение доходности, и указан процент

их выполнения на текущий момент. Из диа1раммы видно, что еще не полностью реализованы все возможности оптимизации инженерного процесса создания изделия и основная роль в решении этих задач отводится СУИД. Иа основании этих данных и информации, опубликованной

(к) позволит проводить их достоверную оценку.

Рис. 1 Общее сравнение функциональности СУИД

Проектирование, создание прототип* и моделирование виртуального изделия Снижение повторяв мое и и улучшения ия

—......Пт|||

■ Отечественные { р Зарубежные ! Парвплви»*ый инжиниринг МИМШИИ

. | $8%

Создание, объединение и многократное использование интеллектуальных особенностей и знаний об изделии

шшжа 1*.%

Сонвриенстеоваиие производственных процессов

Объединение потребностей и мнения

Заквэчи«а в изделиях

Уровень коог-ервц^и предприятия ЯШШШШШШШЯ МП.

: "1«¡%

Ствн/детоация. олтиыи 1ЙЦИ* процессе разработки нового изделия

Г! рои ФИТ выполненных возможностей Рис, 2. Исследование возможностей для повышения доходности

Упрлиление ПрчоктоиГПрограмиой С<т»«>с1ная работа нал проектом Управление стоимостью излили» Г1аррал®льный ннкитфю* Управление инновациями и 1 робаввнмын Автоматизация проектирования САШСАК/САЕ Упраиломио конфигурациями / СГ1а1|ИсрИКЛ1|ИИиН Управление лишен понумомтоп Процессы граеси[)овки. упмржцмкя и иизненного цикла 0 Рис. 3 1, -ь.^у. евг.|—1— 1 ^^ _

I ' 1...... Я—1ч

"'Г 1

Д, | .

,1

* 10% *>% 10% Чи [о ■ Исследован % 5С >гч*т> ле Г гч е*. 10 % 70% №Ь 90% 10 а №н№ [

С1М(Ыа, было проведено исследование программного обеспечения, используемого на предприятиях Результаты (рис 3) позволяют понять, на какое ПО и модули стоит уделить особое внимание, а так же совершенствование каких работ должна проходить в первую очередь при внедрении СУИД

Анализируя ситуацию, сложившуюся на российских предприятиях, можно заключить, что процент успешной разработки изделия составляет 4555%, что недопустимо низко в высоко технологичной отрасли В авиационной отрасли России преобладают устаревшие подходы к организации производства, не позволяющие с системных позиций рассматривать взаимосвязь и влияние этапов конструкторско-технологического проектирования, материального и календарного планирования и непосредственно самого производства на качество продукции и ее себестоимость Другой острейшей проблемой отечественного производства, является кризис в кадровой политике Эти и многие другие проблемы поможет решить внедрение СУИД и трансформация существующих производственных процессов Для качественной оценки преимуществ и недостатков системы созданы критерии оценки, которые должны учитывать их взаимное влияние Важным аспектом при учете влияния качественных факторов является то, что в виде платы за некие не количественно характеризуемые удобства приходится расплачиваться ухудшением количественных параметров, по которым обычно проводится численная оптимизация При этом цена компромисса, как правило, не имеет формальных обоснований и определяется лицом, принимающим решения субъективно Разработка и обоснование показателей качества являются важнейшими задачами теории эффективности Как показывает анализ многочисленных источников к настоящему времени по вопросам показателей нет единого мнения и подходов Автором предложены критерии оценки, позволяющие оценить эффективность работы СУИД на предприятии, которые сведены в расширяемую таблицу, а также даны их значения и степень важности На основании этих данных и формулы приведенной ниже происходит оценка эффективности СУИД

В процессе эксплуатации СУИД будет происходить накапливание статистики, что позволит перейти к более точным числовым значениям критериев и, используя метод приведения к одной размерности оперировать корректными значениями

Сложившаяся ситуация в авиационной промышленности и имеющиеся ресурсы предприятий не позволяют осуществлять масштабное внедрение компьютерных технологий, охватывающие все предприятие Продуманность и организованность процесса внедрения обеспечивает эффективное использование новых информационных технологий, которые позволяют рационально органи-

X, - 1-й критерий оценки 1 ^ СГ( < 5 Х0,- 1-й нормирующий делитель

а, - весовой коэффициент п — количество критериев

X >2п

Оценочный показатель эффективности

зовывать работы, варьировать очередностью задач, управлять загрузкой используемых ресурсов, а так же сроками последующих этапов, на которых будет осуществлено распространение комплекса на всем предприятии Исходя из этих условий, разработаны рекомендации и подходы к планированию процесса внедрения

В третьей части первой главы обоснована актуальность разработки методического и программного обеспечения СУИД на предприятиях авиационной промышленности, а также поставлена следующая задача исследования Определить вектор параметров X*, состоящий из элементов, которым соответствует минимальное значение целевой функции F(x;u), связывающей параметры и характеристики проектов на множестве ограничений Исходя из данного подхода математическая постановка задачи, как задачи многокритериальной дискретной оптимизации, имеет вид

X* = Arg Min F(x, и) ^

хе X ueU

X = X(Nvn, К.,, V,, п. А, /„, В)

v ур> м< инф> пол* о> тР' _ вектор параметров проекта

где Nyp,NlLl,Ncep - количество уровней архитектуры, платформ и серверов,

Р Р2, Pt - параметры производительности системы,

Км, КD - коэффициенты масштабируемости и расширяемости системы,

A = (Al, ,All) - характеристики, методы, отражающие качество решения конкретной задачи,

R=f (Z) — зависимость устойчивости функционирования системы, / - минимальное время внедрения базового функционала

системы (часы),

где А - нечеткое множество элементов V области рассуждения,

мЛу) - степень принадлежности элемента у к А,

А = ±»,/у, <2>

Li

U = U{N(m,Cp,0,Tnep,P,Y,S) ~вектор ограничений

где N a„,N тд - количество доступных аппаратных комплексов и изделий, выбранных на проект, Ср — средства, ресурсы, выделяемые на решение поставлен-

ных задач,

О — степень соответствия выходной документации требова-

ниям ЕСКД (1-5), Тпер - время перехода от существующей технологии к новой

(часы),

X) - множество реализуемых условий, 5 = (5,, , 5",) - цели, определяемые при построении СУИД Г = Г (1,Т,Я К А,М ) - вектор целевых функций

где Ь - эффективность использования системы для определенных задач,

СО =Г(А,У) - функция связи между решениями и целями, определяющая предпочтительность требований

п

/ = ]>](// ^ - /л к)~ значение, характеризующее отклонение

*=1

от к-го требования ТЗ

^ тг — степень принадлежности (соответствия) множеству А,

обеспечивающих требования ТЗ /2 к — значение к-го требования

¿=2®,(3)

Т - общее время внедрения системы,

т = /„ + тад + Тт + кТ осе (4)

- финансовая эффективность внедрения СУИД, £ - суммарные затраты на проект,

Б зф — суммарный эффект от использования системы

5Д = А- (5)

$ эф

КА — показатель совершенства качества производственных процессов при использовании системы, К = ,1дор , N показатель качества определен-

ной технологии работы

¡С — показатель качества до использования системы, К - показатель качества после использования системы,

^-¿Т1- (6)

(.1 Л 01

М - управляемость системы,

^(1-1) (7)

Реализация поставленной задачи требует разработки методики создания единого информационного пространства, проведения детального анализа критериев, характеризующихся нечетко определенными предпочтениями, для чего вводится гипотезы или назначаются параметры оценки для снятия их неопределенности, построение автоматизированной системы управления инженерными данными

Вторая глава состоит из пяти частей и посвящена формализации процесса создания информационного пространства. В первой части проведен анализ этапов жизненного цикла авиационных изделий, разработана классификация данных, порождаемые на них, предложена технология оценки информационных потоков.

Результаты анализа показали, что необходимо использование итерационно - логического подхода к взаимодействию этапов жизненного цикла изделия (рис.4). Этот подход имеет гибкие настраиваемые связи между этапами, с промежуточной передачей информации на логически увязанные этапы. Анализ и корректировка результатов производится на каждом этапе. Подобный подход позволяет снизить количество ошибок и время реагирование на различные изменение в процессе формирования изделия. Использование логических связей позволяет снизить продолжительность жизненного цикла изделия и повысить качество разрабатываемого изделия и процессов создания изделия в целом.

Во второй части разработаны подходы к планированию и этапности реализации внедрения СУИД, разработана методика ведения проекта и требования к разработке проектных документов, дана оценка возможных рисков

проекта. Поэтапное внедрение новых технологий на предприятиях позволяет постепенно перестраивать подходы людей к работе, менять сложившиеся стереотипы, подготавливать квалифицированный персонал, который может сопровождать систему, а в дальнейшем проводить самостоятельную адаптацию внедряемых задач. График 5 отражает зависимость времени и стоимости внедрения от этапности.

Проекты внедрения должны иметь четкие границы и законченные результаты, понятные любым пользователям компании от генерального директора до конструктора. Основной лозунг внедрения заключается в следующем -для достижения максимального результата в минимальные сроки необходимо

_________

' : ] Интеграция с ЕЯ Г Упроа/шмнв конфигурации ^влвни» комгкацичтаыи |«сы - Упрпспе»че изменениям и

У Вн)/алю*цня

§ж •■

Процессы ■ Утвврчемт I XрцщИнт»грации с САя

Рис. 5. График зависимости задач автоматизации от времени и затрат

осуществлять поэтапный переход от простого к сложному. В работе определены ключевые этапы внедрения СУИД (рис.6) и даны основные их характеристики и продолжительность, которые могут варьироваться в зависимости от готовности кадров, имеющейся квалификации, выделяемых ресурсов и т.д. Значительное влияние па сроки и успех всех последующих этапов внедрения

оказывает реализация и глубина проработки предыдущих этапов. В данной работе приведена реальная статистика, основанная на опыте предприятий российского авиапрома.

В третьей части описана методика формализации и реорганизации бизнес процессов предприятий. На основании этих методик происходит выполнение следующих ра-

Чтип 1 1 ||Щ 117И. | гт: п. 111.1М

Утлп 2 Г г :-,и ( и м. . и

К -и 5 Тг< I (я. и м:|ц I' ..1ИГ

I. н I 01ШШИ I |.п ли I к снчггми и » л.илкз

^ТаП 5 '3*1>рчнрниы|гн1- л и] ки гтинди р| он

н[ч,л| ринит с уч(Т01[ новых 1 аклм III,

'>1 .'11Ь ПрашШ.иПВЯШПиуЭТЭДШ гистеии

Рис. 6 Этапы проекта

бот:

- разработка моделей существующих на предприятии бизнес - процессов в состоянии «как есть»;

- анализ разработанных моделей и функций процессов в состоянии «как есть», а так же формирование рекомендаций по повышению их эффективности;

- предварительное формирование моделей бизнес - процессов и функций «как должно быть».

Для анализа бизнес процессов предприятия автором разработаны специальные целезые критерии эффективности. При этом для каждого бизнес-процесса определяется оптимальный баланс между критериями эффективности, так как улучшение бизнес-процесса по одному критерию может привести к ухудшению по другому критерию. На основе разработанных процессов происходит анализ существующих информационных потоков на предприятии, в результате которого исследуются программные продукты, используемые на предприятии, формируемые данные и определяется их используемость в подразделениях предприятия,

В четвертой части разработаны условия, подходы и требования к построению электронного взаимодействия. Предложенный в разделе подход к формированию структуры размещения информации и регламентированного доступа к ней, обеспечивает контролируемую, распределенную и стандартизованную систему хранения, позволяющую пользователям ориентироваться в большом объеме информации и быть уверенными в ее достоверности и конфиденциальности.

На основании описанной методики формируются предварительные схемы контроля доступа (рис.7), необходимые для упорядочивания работы пользователей и соблюдения режимов секретности. Использование автоматизирован-

ных информационных комплексов проектирования и производства позволяет создавать виртуальный электронный макет, на основе которого реализуется

технология бесплазовой подготовки производства (БПП)

Одной из определяющих составляющих данного макета является электронный эталон геометрии внешних обводов создаваемого самолета Вся последующая проработка конструкции и взаимная увязка компонентов изделия должна осуществляться на основании

электронной модели обводов Информационный комплекс (рис 8) обеспечивает взаимодействие ОКБ с серийными заводами, а так же связь с поставщиками различных уровней и внешними заказчиками Использование подобной технологии

обеспечивает актуальность и достоверность модели в любой момент времени Все пользователи имеют доступ к одной и той же информации, которая защищена от неучтенного изменения в случае ее совместного использования несколькими пользователями, гарантируя авторские права разработчика Если в электронное взаимодействие вовлечены эксплуатанты, то это позволяет сократить время обслуживания АТ, снизить время заказа запасных частей, оперативно реагировать на требования заказчика и самое главное набирать статистику по отказам АТ

В пятой части приведен анализ идеологии мастер модели и разработаны основные принципы параллельного проектирования, реализуемые в едином информационном пространстве применительно к разрабатываемым авиационным изделиям, а также рассмотрены примеры подобной реализации на авиационных предприятиях России В основе всех современных технологий должна лежать идеология мастер модели, заключающаяся в том, что все создаю-

Рис 8 Взаимодействие ОКБ - Завод

щиеся данные должны быть между собой связаны и иметь ассоциативные связи Под объектом "Мастер-модель" понимается уникальная электронная модель в ассоциативной среде изделия, которая служит ссылочным эталоном для ассоциативно связанных с ней элементов создаваемого изделия или оснастки для его производства

Использование новой технологии проектирования требует соблюдения некоторых основных принципов, приведенных в данном разделе На основе СУИД создается эффективная единая среда (рис 9) представления и распределения информации по всем аспектам изделия между участниками процесса

Организация параллельного проектирования в рамках авиационных предприятий, это достаточно сложный процесс, требующий инновационных решений и использования концепции «мастер — модели» Схема проектирования, представленная на рисунке 10, реализует идеологию параллельного инжиниринга в полном объеме, обеспечивая возможность отработки различных конструкторских решений без нарушения целостности данных общей сборки

КОНТРОЛЬНА«

структура (КС)

Электронный

макет изделия (ЭМ)

¡Кинематические

I схемы

Синовая схема планер«"

Библиотеки

Н Стандартные | иадепия I

Типовые — конггруеторс кие V* пения

Рабочем структура

I

Макс! депым (МД |

Рабочая

(РЧ)1

Рабочая часть (РЧ)г

Опыт прошлого (архив)

Личные разработки

I I

А

-* Связь в сборке

— * Сеяз» с исходной геометрией Управляемые связи

Рис 10 Схема параллельного проектирования

Электронный макет, созданный по подобной схеме позволяет создавать различные модификации данного типа изделия, уточняясь и совершенствуясь в зависимости от этапа проектирования В соответствии приведенной схемой на каждом этапе проектирования создается электронный макет, который от этапа к этапу уточняется, причем для каждого из макетов исходными данными являются контрольная структура (КС) и макеты предыдущего этапа В работе определены основные моменты и результаты, получаемые на каждом этапе проектирования Предложенные методики и подходы к внедрению СУИД и трансформации на ее основе производственных процессов позволяет предпри-

ятиям перейти на качественно новый уровень разработки изделия и создать единое информационное пространство в связки «ОКБ - Завод - Поставщики».

Третья глава состоит из четырех частей и посвящена построению автоматизированной системы управления инженерными данными. В первой части приведено описание функциональности, возможностей, задач реализуемых системой, рассмотрены принципы и логика функционирования системы. Логическая модель данных СУИД (рис.11) представляет структуру ссылок и связей всех информационных объектов, а так же их атрибутов, которая позволяет хранить, управлять необходимой информацией, получать к ней оперативный доступ.

Каждая стадия ЖЦИ порождает свою структуру изделию (рис.12), которая может отличаться от всех предыдущих. Это связано с различными подходами и технологиями, используемыми на этапах разработки изделия. В рамках СУИД обеспечивается логическая увязка всех формируемых составов. Предприятия должны стремиться к минимизации подобных составов, что обеспечит лучшую реализацию

конструкторских решений в изготавливаемых изделиях и последующей их эксплуатации. В разделе разработаны требования, предъявляемые предприятиями к структуре изделия, и проведен нх анализ и дана оценка.

Во второй части разработаны критерии оценки необходимости адаптации и совершенствования СУИД, Разработана методика доработки системы и принятия правильного решения. Использование этого подхода позволяет совершен ст в о вать основную деятельность предприятия через поиск и исключение причин ошибок или дефектов в бизнес-процессах, позволяющий сосредоточиться на критически важных для них выходных параметрах. Основной целью методики является не изменение результата работы, а изменение самого производственного процесса. Системный подход позволяв? фокусироваться Авиационным предприятиям на ключевых процессах и четкого определять критерии оценки результатов исследования, прилагая максимальные усилия по

11зп;а '

L

□ 381-

БД """

Физические МетШщря данные

Корпус /А

Модификаций изделия

А

1 Pi JyJfcTiT * iManifejlai»n> отношение

COM View RtvMoii

-[ & Форма : item Rev Master ""]/ ■{<* Dataset: Sfpyr ' 4* Dataset: 5ED&tt \-

I 9*

—Dataset: Direct Mod*/Dataset

—Dataset ^ J--

BOM View Revision

Рис. 11 Структура данных TCE

файлы

. (i

Й-.-• jl —

Обновления

Необходимые не установлены

Зависимость обновлении" отслеживается Нарушение логики работы г приложений

Службы приложений не 2 обновлены

Обновление IMAN 2 DATA

Приложения

Oracle

Недостаточный 1

размер БД -

Некорректные основные параметры Неправильная конфигурация среды

.библиотеки не зарегистрированы

Не выполнены даты до и после обновлени Изменение существующих принципов работы

Адаптация

Неправильное использование утилиты экспорта

Активирование соединения с сервером Оеага

ТСЕпд обновление неспособной!?

Установки сайта тге обновлены

Качество/Влияние

ile реализованы 6ь|[|Жое ■ основные задачи

Легко

ВыпслненкеЮцета Тяжелс

Рис 13 Диаграмма ситуаций и действий

совершенствованию процессов, изделий АТ и их после продажного обслуживания Одним из элементов предложенной технологии является диаграмма ситуаций (рис 13)

Для принятия решения используется формула г^/п,

где У„ - весовые коэффициенты, указанные на диаграмме, п - количество коэффициентов

Если / (¥) <3,то система требует срочной оптимизации

Данная диаграмма может расшириться путем добавлений определенных условий с указанием весовых критериев, значения которых определяются в соответствии с изображенной на рисунке легендой

В третьей части приведено описание реализации модели данных СУИД, инженерного документооборота в рамках системы ТСЕ, а также проведен анализ ситуации использования САПР на предприятиях и построенного на их основе процесса разработки изделия На основании результатов анализа определены аспекты использования СУИД (рис 14) в производственных процессах и

Программ чпу исгольусц)» «од юн «peni »г;

Однонапраьлскная передача диннык

Контрольно • измерительная машина

—Трансляция данных

Ассоциативная евяэ»

Рис 14 Современная технология, использующая информационный комплекс САПР - СУИД

схема работы Технология управления потоками информации в СУИД высокого уровня, является самой передовой и наиболее технологичной Основные ее функции и компонент, используемые на предприятиях описаны в данном разделе

В четвертой части разработан алгоритм действий пользователей при проектировании изделий и последующем проведении технологической подготовки производства в информационном комплексе Новая идеология разработ-

ки изделия делает основным объектом электронные данные, а бумажные документы их производными Соответственно и меняются понятия, используемые на предприятии (таб 2)

Таблица 2

Используемые понятия_

Оригинал Электронный документ

Подлинник Калька, получаемая на основе электронного документа

Копия Синька - документ, полученный на основе подлинника

Электронная копия Файл, полученный в результате конвертации из одного формата в другой

Основное изменение претерпевает понятие оригинал Понятие копия так же изменяется, но только за счет того, что в качестве копий в информационном пространстве пользователи используют ссылки на оригинал В данном разделе разработана методология электронного проведение изменений в СУИД и выпуска соответствующих документов Проведение изменений на отечественных предприятиях авиационной отрасли должно осуществляться с учетом параллельной реализации электронного и бумажного документооборота Эти требования обусловлены тем, что в большинстве случаев электронный документ не имеет юридической силы, не смотря на федеральный закон об электронной цифровой подписи от 10 января 2002 года N 1-ФЗ Доказательной

кумент Поэтому результатом электронного документооборота являются твердые копии документов, согласованных и выполненных в соответствии с ГОСТ

2,503-90. На рисунке 15 представлена, схема внесения изменений на двигателе-

С целью подтверждения адекватности принципов, логики построения, моделей, методов, подходов и корректности принятых допущений, были выполнены проектные исследования, которые сводятся к определению ключевых параметров процесса проектирования при использовании различных технологий и их сравнение. В качестве объекта исследования выбрана камера сгорания авиационного двигателя, состоящая из 600 ДСЕ, а так же 400 различных стандартных и покупных изделий. Данное изделие разрабатывается на основе прототипа, со степенью новизны 15-20%. В качестве параметров исследования выбраны данные, которые могут быть хронометрированы и посчитаны, что не требует дополнительных методик сравне-

Результаты исследования представлены в виде диаграмм и графиков (рис. 17-19) По результатам проведенного анализа можно сделать следующие выводы:

• Система СУИД, внедренная на предприятии, позволяет в 1,2 — 2 раза сократить сроки проектирования;

• Правильно построенная методология создания изделия в

среде СУИД, позволяет снизить количество работников на 20%, а так же осуществлять оперативный контроль за ходом выполнения работ;

• Проведенные исследования полностью подтверждают диаграммы зависимости времени проектирования от используемых (рис.19) инструментариев;

• Количество ошибок снижается с переходом от работы на кульмане к работе в САПР и от работы в САПР к СУИД в 2 и 5 раз соответственно, что обу-

строится ышм заводе.

I * 1 70 С ЕО I » 0 40 1 20 | ,0 50 1 80 : 60 1 в! ■ -] 1 1 40 шкп

седшяв чертящей Прейдена гкчьрсчьи [ккметоо Г>Э&ОЧр«Нк>1А ЖНЖТЩ /СОЗОВИ НА прОфЗНЫ ЧЛУ

■Метод 1 50 30 #

в Метод 2 ££' г 20

□Метод 3 60 15 14

Рис. 17 Результаты исследования

ния критериев.

.Я метсд 1. : О. Метод 2 ■ОиетшЭ

Количество сшибок проектирования

75 «

20 10 а

Количество

изченекий на ра^мик

40

20 Н

Рис. 18 Результаты исследования

словлено качеством разработки КД,

• Предприятие получает виртуальное изделие, на котором может имитироваться большая часть натурных испытаний, что позволит проверять условия собираемости и ремонтопригодности,

• Снижение количества изменений в 2 раза достигается более глубокой проработкой конструкции и технологических характеристик, на этапе электронного макетирования,

• Использование СУИД в качестве среды для создания изделия позволяет аккумулировать все данные по разработанным изделиям, создавая базу знаний, которая может использоваться как средство для дальнейшей разработки тематических изделий, а так же для обучения новых работников культуре и методикам работы, используемым на предприятии

Четвертая глава посвящена описанию основных возможностей и принципов работы созданного соискателем программного комплекса на основе СУИД и его практическому применению для реализации вопросов создания и управления инженерными данными Разработанный комплекс, включает следующие приложения и методы, интегрированные в СУИД

• приложение «Спецификация»,

• приложение «Извещение»,

• приложение «Книга регистрации»,

• метод формирования Ведомости спецификации и Ведомости ПКИ,

• приложение «Формирование ведомостей»,

• интеграция СУИД с системами АСУ ТП,

• интеграционные интерфейсы с системами автоматизации документооборота,

• модуль экспорта импорта информации об изделии,

• электронные бизнес процессы (обработчики, формы, интерфейсы и т д)

Адаптации и доработка приводят к тому, что приобретаемая СУИД претерпевает значительные изменения, связанные с формированием новой модели данных, наполнением баз данных информацией предприятия (отрасли), реализацией электронных процессов, настройкой методики работы в системе в соответствии с культурой производства предприятия, создание классификаторов, механизмов создания и отслеживания информационных объектов, разработкой новых приложений и методов, расширяющих область и качество использования СУИД и т д Система становится базой знаний, так называемым информационных ядром конкретного предприятия, обеспечивающим корректную реализацию основных производственных процессов

ЗАКПЮ ЧЕНИЕ И ВЫВОДЫ

В данной работе разработан новый подход к построению и использованию информационного комплекса, обеспечивающего создание и управление всей инженерной информацией предприятия Сущность подхода заключается в формировании методик и технологий, позволяющих реализовать процессы внедрения, адаптации и совершенствования СУИД, нацеленных на оптимизацию существующих производственных процессов

1 Проведенный сравнительный анализ различных групп СУИД показывает, что только СУИД высокого уровня реализует все требования авиационных предприятий по созданию и управлению данными, обеспечению распределенной работы, надежности и безопасности информации Среднее значение показателя функциональности таких систем равно 4,63 балов, что на 25% больше показателя ближайшей конкурентной группы

2 Результаты сравнительного анализа задач и процессов, реализуемых СУИД и традиционным документооборотом, показывают возможность перехода предприятий авиационной отрасли на электронный или полуэлектронный документооборот, без нарушения условий безопасности и интеллектуальной собственности, а так же сохранения целостности и актуальности накопленных знаний и опыта Срок перехода от одного вида документооборота к другому может составлять 0 8-2 года

3 Разработаны критерии и подходы, позволяющие определить уровень оптимизации и совершенствования СУИД, который для Пермского Моторного Комплекса (ПМК) соответствует 6, для АВПК «Сухой» равен 2 5, для АК «Ильюшин» равен 1,5 Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что СУИД на АВПК и АК, требует оптимизации

4 Разработаны и апробированы методики формализации, оценки и реорганизации, существующих на предприятии процессов

5 Проведенное тестирование разработанного ПО, доказывает возможность его использования на российских авиационных предприятиях в процессах создания АТ, без нарушения требований стандартов и внутренней логики производственных процессов

6 Проведенные исследования различных технологий создания камеры сгорания авиационного двигателя, подтверждают правильность методов и подходов, изложенных в работе Согласно результатам исследования использование СУИД в проектных работах позволяет

• сократить время создания РКД в 1,5 и 2 раза по сравнению с бумажной технологией и использованием САПР соответственно,

• сократить время проектирования оснастки и создание программ ЧПУ в 1,8 и 2,5 раза,

• сократить количество ошибок в 6 и 2,5 раза,

• сократить количество участников проектирования в 2 и 1 5 раза

7 Разработанный автором алгоритм действия пользователей, позволяет систематизировать и регламентировать исполняемые процедуры, сокращая их продолжительность в 2-3 раза

8 Верификация системной оценки построения эффективной СУИД проводилась для трех объединений АВПК «Сухой», АК «Ильюшин», ПМК Достоверные данные в полном объеме есть только по ПМК, в силу того, что автор принимал участие во внедрении СУИД на этом предприятии, для остальных компаний пришлось использовать подход приближений и допущений, который позволяет компенсировать отсутствие полного объема информации Недостаток информации объясняется тем, что объект исследования является «know how» каждого обследуемого предприятия Проведенный расчет показал, что

• усредненный параметр качества решенных информационных задач у ПМК=3 9 бала, АВПК=3 бала, АК=1 8 бала Низкий уровень балов АК объясняется не соответствующим уровнем доработки системы, связанным с использованием внешних средств разработки, а не сертифицированных и рекомендуемых ПО Доработки системы на АВПК носят лоскутный характер и не учитывают современных решений, появляющихся в новых версиях СУИД,

• эффективность использования системы в решении производственных задач, определяется усредненным показателем, который для ПМК=8 8, АВПК=8 О, АК=6 7 Данные значения напрямую связаны с адаптацией системы под действующие стандарты и методы работы, а так же уровнем автоматизации выполняемых задач,

• показатель совершенства качества производственных процессов при использовании системы варьируется от 0 1 до 1 и зависит от оснащенности предприятия, квалификации персонала, действующих стандартов и степени их соответствия идеологии информационных технологий ПМК=0 6, АВПК=0 7, АК=0 4,

• обобщенный показатель эффективности СУИД, определяет уровень внедрения системы, глубину адаптации под требования и культуру предприятия, комплексность решений и эффективность их использования в производственных процессах Значения для ПМК=4 6 балов, АВПК=4 2, АК=3 1 Разница в балах определяется отсутствием на АВПК приложений, реализующих проведение в СУИД изменений, а также отсутствие сквозных процессов создания изделий Для АВПК и АК характерно, что многие задачи электронного документооборота не реализованы в полном объеме

9 Описанные в данной работе приложения и методы являются законченными программными решениями, прошедшие апробацию в реальных условиях, которые могут использоваться на предприятиях в состоянии «как есть» или с незначительной доработкой

Результаты исследования позволяют сделать вывод, что в данной диссертационной работе разработано научно-методическое обеспечение СУИД, включающее методики, алгоритмы и программные средства, обеспечивающие реализацию основных задач выполняемых в процессе создания изделия, а так же определены основные подходы к трансформации существующих технологий разработки изделий авиационной техники

Основные положения диссертации опубликованы в работах:

1 Абрамчук, В Е Опыт внедрения системы Teamcenter Engineering в ОАО «Авиадвигатель» / В Е Абрамчук, С В Бормалев, А А Никитин // САПР и графика -2006 -№13 - С 24-27

2 Альков, И Создание интеграции АСУ ТП ТСЕ Успешный опыт работы ЛАНИТ и АСКОН на Уральском оптико-механическом заводе/ И Альков, А А Никитин //САПР и графика -2006 -№11 -С 86-88

3 Белов, А Внедрение PDM на ОАО "ММП имени В В Чернышева"/ А Белов, А Никитин, А Новиков // Двигатель - 2005 - №2 - С 4-5

4 Дмитриев, С В PDM в вопросах и ответах/ С В Дмитриев, А А Никитин // САПР и графика -2003,-№5 - С 10-13

5 Жиганов, А С Дальнемагистральный пассажирский самолет и его сертификация /АС Жиганов, А А Никитин // Будущее авиации 97 - М МАИ, 1997 - С 100

6 Никитин, А А Реализация электронного изменения в системе iMAN / А А Никитин//RM-magazine - 1999 -№2 - С 17-19

7 Никитин, А А Учет влияния конструктивно технологических факторов на аэродинамические характеристики самолета / А А Никитин // Сборник материалов - Егорьевск ЕАТКГА, 1999

8. Никитин, А А Базовый курс обучения системы ТСЕ учебное пособие / А А Никитин - М ЛАНИТ, 2003 - 58с

Соискатель:

С автором можно связаться по e-mail nikitin@lanit ru

А. А. Никитин

Тираж 100 экз Отпечатано в типографии МАИ

ОСНОВНЫЕ СОКРАЩЕНИЯ, ОБОЗНАЧЕНИЯ.

ВВЕДЕНИЕ.

1. АНАЛИЗ СИСТЕМ УПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМИ ДАННЫМИ И

ПОСТАНОВКА ЗАДАЧИ ИССЛЕДОВАНИЯ.

1.1. Анализ систем управления инженерными данными.

1.1.1. Структура, характерные особенности и тенденции развития современного рынка СУИД.

1.1.2. Сравнение СУИД, используемых на российских предприятиях.

1.1.3. Результаты сравнительного анализа.

1.1.4. Сравнительный анализ задач и процессов, реализуемых СУИД и традиционным бумажным документооборотом.

1.2. Предпосылки использования СУИД и необходимость ее адаптации и настройки под требования Заказчика.

1.2.1. Задачи, стоящие перед предприятием и подходы к их решению.

1.2.2. Описание ситуации, сложившейся на российских авиационных предприятиях.

1.2.3. Критерии оценки эффективности применения СУИД.

1.2.4. Приоритетность задач и пути оптимизации подходов управления инженерными данными.

1.3. Постановка задачи исследования.

1.3.1. Вербальная постановка задачи.

1.3.2. Математическая постановка задачи.

1.4. Выводы.

2. ФОРМАЛИЗАЦИЯ ПРОЦЕССА СОЗДАНИЯ ЕДИНОГО ИНФОРМАЦИОННОГО ПРОСТРАНСТВА.

2.1. Описание ЖЦ авиационных изделий и порождаемых на них данных.

2.2. Формирование подхода к планированию и этапности реализации проекта.

2.3. Методика ведения проекта, как средство для достижения результата.

2.4. Подходы к разработке проектных документов (ТЗ и ТО).

2.5. Требования к структуре размещения информации и регламентированного доступа к ней.

2.6 Подходы к описанию существующих БП, анализу существующих информационных потоков и дальнейшая их реорганизация.

2.7 Реализация идеологии мастер модели на предприятии.

2.8 Создание среды электронного взаимодействия ОКБ - Завод.

2.9 Технология параллельного проектирования в едином информационном пространстве.

2.10. Выводы.

3. ПОСТРОЕНИЕ АВТОМАТИЗИРОВАННОЙ СИСТЕМЫ УПРАВЛЕНИЯ ИНЖЕНЕРНЫМИ ДАННЫМИ.

3.1. Назначение, возможности, задачи реализуемые СУИД.

3.2 Оценка необходимости изменения (адаптации) системы.

3.3. Принципы работы и логика построения системы.

3.4 Формирование модели данных.

3.5 Реализация процессов инженерного документооборота в СУИД.

3.6 Алгоритм действий пользователей при проектировании изделий и последующем проведении технологической подготовки производства в информационном комплексе.

3.7 Электронное проведение изменений в СУИД и выпуск соответствующих документов.

3.8. Проектные исследования.

3.9. Выводы.

4. СОЗДАНИЕ ОТДЕЛЬНЫХ МОДУЛЕЙ СУИД.

4.1. Спецификация.

4.2. Извещение об изменении.

4.3 Книга регистрации.

4.4 Ведомость спецификации.

4.5 Ведомость покупных.

Глобализация, и как следствие ужесточение конкуренции приводит к необходимости предприятиям Российской Авиационной промышленности искать пути по совершенствованию производственных процессов и послепродажного сопровождения изделия. Рынок предъявляет все более жесткие требования к создаваемым изделиям. Это и сокращение времени выхода на рынок, и снижение стоимости, и повышенные требования к качеству создаваемого изделия, снижение затрат на эксплуатацию AT. Использование технологий и методик, существующих на данный момент на предприятиях, не позволяет сделать качественно новый скачек в разработке и создании изделия, а так же обеспечить его иновационность и сложность.

Ситуация осложняется использованием на предприятиях устаревших стандартов, инструкций, ориентированных на бумажный документооборот. Для реорганизации которых у руководства не хватает воли, квалификации персонала, а порой элементарных знаний и четкого представления, что должно получиться в итоге и как будут выглядеть новые процессы создания изделия на предприятии. Неспособность четко оценить преимущества, достигаемые за счет использования новых информационных технологий, вынуждает предприятия работать по старому, делая их все менее и менее конкурентно способными.

Следует так же отметить, что конкуренция инновационных решений и промышленный шпионаж заставляет предприятия задумываться о безопасности интеллектуальной собственности, которую не возможно обеспечить существующими подходами, основы которых были заложены в 70-х годах.

Все перечисленное определяет стратегические планы, которые должны быть сформированы и принятыми к исполнению предприятиями, при желании перейти на более качественно новый уровень создания AT. При формировании планов необходимо основной акцент сделать на:

• совместную работу, участников процесса создания изделия;

• параллельную разработку изделий;

• сокращение количества прототипов;

• проектирование правильно с первого раза;

• использование накопленных знаний и опыта, используемого на предприятии;

• проектирование, диктуемое требованиями, предъявляемыми Заказчиками.

Реализация подобных условий возможна только при продуманной политики руководства, а так же желания и понимания, что существующая технология работы устарела и требует изменения. Реализация стратегических планов нацелена на совершенствование:

• инфраструктуры предприятия;

• общих средств разработки;

• ответственности персонала к выполняемой работе;

• контролируемого доступа к информации;

• использования цифрового макета изделия;

• управление изменениями на всех стадиях создания изделия;

• интеграция всех служб, обеспечивающих жизненный цикл изделия;

• моделирования процессов поискового проектирования. Совершенствование данных задач определяет выбор стратегий решения от правильности, которых зависит:

• управление информацией предприятия;

• выбор методики и подходов, ориентированных на работу с электронными данными;

• параллельный просмотр данных в реальном времени;

• использование идеологии мастер модели;

• управление требованиями на начальных этапах создания изделия. Разработанные стратегии решений задач, стоящих перед предприятиями в свою очередь определяют набор решений, который позволит предприятию достигнуть желаемого результата. Данные решения можно разделить на процессные и технологические.

Процессными решениями называются процедуры и методики создания или совершенствования процессов создания AT. Данные процедуры должны быть формализованы и описаны в состоянии «Как есть». На предприятиях должны быть разработаны критерии, на основе которых будет осуществляться реорганизация существующих бизнес процессов и приведение их к состоянию «Как должно быть». Процессы, требующие особого внимания, перечислены ниже.

- выпуск и распространение данных;

- параллельная разработка;

- внесение изменений;

- управление структурой изделия;

- управления информационными потоками предприятия.

Технологическими решениями называются приобретаемые или самостоятельно разработанные программные комплексы. Все программное обеспечение можно разделить на следующие характерные классы:

- СУИД;

- САПР;

- интеграционные решения;

- шаблоны;

- собственные приложения;

- приложения третьих сторон.

Анализ ситуации сложившейся на российских предприятиях авиационной промышленности позволяет сделать следующие заключение. На большинстве предприятиях в той или иной мере используются САПР. Методики и подходы использования данных систем на всех предприятиях различны и далеко не оптимальна и требует кардинального изменения, для получения максимальной эффективности от внедрения на предприятиях систем автоматизированного проектирования. Данные системы должны использоваться совместно с приложениями третьих сторон, различными интеграционными решениями и шаблонами, которые позволяют решать вопросы проведения дополнительных расчетов конструкции (прочностные, аэродинамические, кинематические и т.д.), а так же выпуск конструкторской и технологической документации. Помимо этих систем на предприятиях существует большое количество собственных программ и приложений, которые были созданы в различные годы и решают большой спектр задач, порой перекрывая друг друга по функциональности. Весь этот набор ПО порождает большое количество информации, которая находится на различных носителях у различных пользователей и практически не связана между собой. Использование подобной информации не позволяет быть уверенным в достоверности и корректности информации на любой момент времени. Все это делает подобную автоматизацию «лоскутной» и не отвечающей требованиям международных стандартов.

Средством позволяющим исправить сложившуюся ситуацию является СУИД. Внедрение и адаптация данного ПО на предприятии является сложным итерационным процессом, от успешности, которого зависит эффективность использования и управления инженерными данными, а так же использование этих данных другими подразделениями предприятий, и как следствие достоверность данных создаваемых в системах управления ресурсами предприятия (ERP). Тесная интеграция с ERP системами предъявляет дополнительные требования к СУИД, которые должны быть реализованы или предусмотрены на начальных этапах внедрения системы.

Очевидно, что ключевыми моментами к удачному внедрению СУИД является:

- широкое видение и комплексный подход к планированию и внедрению системы;

- систематизированная и отработанная методика внедрения, а так же программа обучения руководства и команды, участвующих в проекте; и

- поддержание внутренней культуры предприятий, используемых методик и накопленных знаний;

- внедрение системы должно контролироваться высшим руководством предприятия;

- объем работ должен быть хорошо определен и понятен, для чего необходимо определить конкретную функциональность для каждой задачи. Исходя из выше перечисленного, формулу успешного внедрения можно записать следующим образом:

Успех = Видение + Опыт + Организация + Поставщик + Процесс + Система

Более подробно формула успеха и ее составляющие будут рассмотрены в данной диссертационной работе. Основной акцент будет уделен СУИД. Существует большое количество определений термина СУИД, но наиболее правильным является определение, данное CIMdata Inc «СУИД представляет собой общий термин, охватывающий все системы, которые используются для управления определяющей информацией о продукте и процессах, используемых для его поддержки и сопровождения». Данная формулировка полностью раскрывает идеологическую составляющую данного продукта.

Качественный выигрыш от использования СУИД достигается, во-первых, за счет взаимодействия, используя общий инструмент решения задач и однозначного понимания их контекста, во-вторых, за счет управления, заключающегося в упорядоченности информационных потоков и подходов к созданию данных, и в третьих, за счет совместимости, предоставляя единую базу данных, обновляемому в реальном времени. Зависимость времени, требуемое конструктору для начала проектирования, от количества деталей, из которых состоит узел/изделие, представлена на рисунке 1. СУИД Традиционный документооборот с САПР

Бумажный документооборот

Рис. 1 График зависимости времени и количества деталей t под. - время затрачиваемое, конструктором (пользователем) на поиск необходимой информации, после получения задания на проектирования, а так же понимание контекста проектирования и место его задачи в разрабатываемом изделии. п - Кол-во деталей из которых состоит разрабатываемое изделие. Для анализа выбраны изделия с минимальным количеством инновационных решений, создаваемые на основе существующих прототипов. Процент унаследованных ДСЕ составляет 85%.

Как отмечалось ранее, СУИД обеспечивает объединение всех инстру-ментариев, используемых в работе в одном месте, объединенным интуитивно понятным интерфейсом, что позволяет сокращать время проектирования.

На текущий момент невозможно достоверно количественно определить сокращение времени проектирования и технологической подготовки производства, данный показатель может существенно варьироваться в зависимости от типа предприятия и его выпускаемой продукции. По данным компании Pratt & Whitney после внедрения СУИД на предприятии и создании единого информационного пространства со своими филиалами, а так же субподрядчиками, находящимися в различных городах и на различных континентах были достигнуты следующие результаты:

- Произошло полное осмысление того, как осуществляется проектирование и производство

- Сокращение времени выхода на рынок с 5 лет до 2 ХА лет

- Удовлетворение и реализация требований заказчика по созданию изделию, на начальных этапах ЖЦИ

- Взаимодействие всех подразделений, участвующих в разработке

- Управление более чем 14000 уникальными частями & 3500 соответствующих моделей

- Снижено время создания рабочей части с пяти дней до нескольких часов

- Переведены все чертежи с бумаги в цифровые модели, основополагающей информацией является электронная информация

Неоспоримые преимущества СУИД перед традиционными методами создания и управления проектной информацией обусловили выбор направления данного диссертационного исследования. Данная работа направлена на изучение процесса и методики внедрения системы управления инженерными данными, на предприятиях авиационной промышленности, а так же последующей адаптации и настройки системы под требования, и в соответствии с действующими на предприятиях стандартами.

Необходимость перехода от бумажного документооборота к новым информационным технологиям диктуется, по крайней мере, несколькими причинами: возрастающей конкуренцией между производителями AT, которая усугубляется всеобщей глобализацией и требования эксплуатантов к последующему сопровождению AT. Все чаще и чаще обязательным условием Покупателей при приобретении AT является предоставление электронных руководств по ремонту и эксплуатации техники. Наличие электронного макета изделия и описание структуры изделия и всех основных характеристик

ДСЕ, входящих в это изделие в соответствии со стандартом ISO 10303, делает предприятие более открытым и гибким при работе с партнерами, смежниками и поставщиками. Все это позволяет быстро реагировать на запросы, предъявляемые Заказчиком к разработке или сопровождению изделий. Так например, наличие у Эксплуатанта сайта связанного с базой разработчика и производителя изделия, позволяет ему вносить информацию об отказах, а так же осуществлять заказ необходимых деталей, отслеживать ресурс, а так же контролировать процедуры, осуществляемые разработчиком, нацеленные на его продление.

По состоянию на настоящий момент не существует общепринятых методик и стандартов по внедрению и адаптации СУИД на предприятиях России. Это связано, прежде всего, с тем что в отрасли преобладают устаревшие подходы к планированию и управлению созданием изделий, которые не позволяют комплексно и систематизировано определять влияние каждого этапа жизненного цикла на качество, сроки выхода на рынок и стоимость изделия. Кроме того, подходы и технологии, использующиеся на предприятиях разработаны в 70-80 годах прошлого века и не отражают реалий и передовых достижений науки и техники XXI века [30].

Тяжелые времена, переживаемые авиационной промышленностью России, привели к кадровым проблемам на предприятиях. За эти годы потерялись знания и опыт, которые передавались от поколения к поколению. Молодые специалисты, работающие на предприятиях не могут создавать изделия, учитывая практику, подходы, школу, существовавшую ранее на предприятиях. Все это приводит к большому количеству ошибок, переделок на стадии проектирования, которые порой выплывают только на стадиях производства изделия, что приводит к большим финансовым потерям, не говоря об потери «лица компании», за просрочку поставки изделия потребителю, что может привести к разрыву контракта и значительным убыткам.

Актуальность проблемы и возможность ее решения на принципиально новом техническом уровне обусловили выбор темы исследования. Объективно существующие предпосылки к повышению качества проектных работ, сокращением сроков проектирования и технологической подготовки производства, а так же снижением материальных затрат привели к необходимости использования новых методов и средств, обеспечивающих создание и управление данными, на протяжении всего ЖЦИ, учитывая существующий багаж знаний и опыт, накопленный за многие годы существования предприятия.

Методологической и теоретической основой исследования являются фундаментальные труды по проблемам использования на различных этапах разработки изделий AT информационных технологий, к которым относятся работы А.Г. Братухина [11], П.В.Балабуева, В.А.Богуслаева, Г.А.Кривова [10], Судова Е.В [60], Michael Grieves [68], John Stark [67], А.П. Афанасьев, В.И. Галкин, А.А. Лисов [8], Хазова И.А.[61] и др. В частности, в трудах [10, 67, 8,61] рассмотрены результаты работ в области научного и практического компьютерного обеспечения процессов жизненного цикла сложных авиационных изделий и интегрированного информационно технического взаимодействия, построенного на принципах виртуального предприятия, реализованные на всемирно известных предприятиях; указаны основные подходы к построению единого информационного комплекса; рассмотрены методики внедрения СУИД на предприятиях авиационного комплекса, описаны подходы к концептуальному проектированию виртуальных предприятий на основе реальных примеров. В этих работах также рассмотрены различные способы автоматизации проектирования самолетных конструкций; изложены экономически и технические точки зрения на построение PLM решений в рамках объединений, с указанием примеров; выявлены ключевые требования к СУИД с учетом российской специфики; приведены описания предлагаемых подходов к решению проблем отечественного производства. В работе [51] изложен математический аппарат теории множеств и графов, используемый как средство моделирования объектов и процессов в математическом обеспечении CALS технологии, показано применение аппарата в иерархической системе математического моделирования жизненного цикла изделий. Разработанная автором математическая модель позволяет использовать ее как базовую структуру, определяющую предварительную модель данных информационного комплекса, на основе которой реализуются основные производственные процессы. Важной основой при разработке технологии параллельного проектирования в единой информационной среде стали труды C.JL Марьина [39], в которых рассматриваются основные сложности, испытываемые авиационными предприятиями в реализации процессов проектирования и построения взаимодействия ОКБ - Завод, и определены пути их решения. В данной работе приведена схема проектирования, учитывающая программный комплекс, построенный на продуктах компании UGS, с описанием методов и принципов работы в нем.

Помимо указанных выше работ для сравнительного анализа и уточнения критериев выбора правильного решения используются документы, регламентирующие и определяющие процедуры внедрения и работы в СУИД на предприятиях. Данные работы проведены на ОАО «Сухой», ОАО «Гражданские самолеты Сухого», НАПО «КНАПО», ОАО «Авиадвигатель» и др.

Анализ работ убеждает в необходимости разработки методик, рекомендаций и подходов к созданию информационного комплекса, обеспечивающего управление инженерными данными на авиационных предприятиях. Проведенный анализ подтверждает отсутствие структурированных, стандартизованных критериев и требований, определяющих задачи адаптации и функционирования СУИД, что объясняется не правильным пониманием применения информационных технологий. Текущее положение предприятий российского авиастроения требует создания нового подхода к осуществлению электронного документооборота, построенного на принципах параллельного инжиниринга и идеологии «мастер модели», а так же придание ему принципиального нового официального статуса. Первичным при таком подходе является электронная информация, а бумага является не чем иным как отчетным документом, который должен перевыпускаться на основании изменения электронной информации.

Практическая ценность диссертационной работы.

Разработанные методики и подходы внедрения СУИД, а так же осуществленная на их основе адаптация и доработка системы, обеспечивает реализацию требований, предъявляемых предприятиями авиационной отрасли к управлению и созданию инженерных данных. Реализация изложенной в данной работе концепции электронного документооборота, позволит предприятиям создать единую базу проектной информации, которая может совершенствоваться и уточняться по мере разработки новых изделий на предприятии. На ее основе можно начать формирование базы знаний, которую в дальнейшем можно использовать для обучения персонала и передачи им знаний и опыта, накопленного предыдущими поколениям работников предприятия. Созданный информационный комплекс позволит обучать молодых специалистов, поступающих на работу, передавать им опыт и знания, а так же организовывать процесс разработки изделия. Все это позволит поднять квалификацию и уровень компетентности персонала, тем самым снизить количество людей, участвующих в проектировании изделий. Подходы к осуществлению электронного документооборота изложенные в работе позволяют предприятиям правильно оценить эффективность существующих процессов разработки изделия, провести их реорганизацию и обеспечивать их реализацию с использованием меньших ресурсов на качественно новом уровне.

Разрабатываемый программный комплекс является современным инструментом конструктора и технолога и предназначен для проведения проектных работ и технологической подготовки производства, а так же выпуск РКД в соответствии с действующими стандартами на предприятии.

Результаты работы могут быть использованы ОКБ и серийных заводах. Но необходимо помнить, что СУИД реализует уникальность каждого предприятия и описанные подходы будут требовать некоторой корреляции в соответствии с текущей ситуацией сложившейся на конкретном предприятии.

Внедрение результатов.

Разработанные методики и ПО, обеспечивающие функционирование СУИД на предприятиях, внедрены в ОАО «Авиадвигатель», в ФГУП «Завод имени В.Я.Климова», ОАО «ММП им. В.В. Чернышева», ФГУП «ПО «УОМЗ». Как отмечалось выше, не существует одинаковых методик и ПО для различных предприятий, поэтому используется общая концепция и методика внедрения, а так же базовый функционал разработанных модулей и методов дорабатываются при необходимости под каждое предприятие. Это связано прежде всего с тем, что различные принципы работы и подходы используются на предприятиях, различна их готовность к внедрению новых технологий, и после внедрения СУИД превращается в систему управления инженерными данными конкретного предприятия, настроенного на его стандарты, подходы и хранящего информацию созданную на предприятии.

Основные теоретические положения и некоторые результаты внедрения опубликованы автором в четырех научных статьях [44, 46, 47, 48], одном учебно-методическом пособии [45].

Объем и структура работы.

Диссертационная работа состоит из введения, четырех разделов, выводов по работе, заключения, списка литературы (71 работа отечественных и зарубежных авторов) и приложения. Общий объем диссертации -256 страниц, включая 16 таблиц и 64 рисунка.

ВЫВОДЫ

В данной работе предложен новый подход к построению и использованию информационного комплекса, обеспечивающего разработку и управление всей инженерной информацией предприятия. Сущность подхода заключается в формировании методик и технологий, позволяющих реализовать процессы внедрения, адаптации и совершенствования СУИД, нацеленных на оптимизацию существующих производственных процессов. На основании внедряемого аппаратно программного комплекса разработаны принципы работы инженерного персонала предприятия и рассмотрены мероприятия и технологии планомерного перехода от одной технологии создания изделия к другой.

1. Проведенный сравнительный анализ различных групп СУИД показывает, что только СУИД высокого уровня реализует все требования авиационных предприятий по созданию и управлению данными, обеспечению распределенной работы, надежности и безопасности информации. Среднее значение показателя функциональности таких систем равно 4,63 балов, что на 25% больше показателя ближайшей конкурентной группы.

2. Результаты сравнительного анализа задач и процессов, реализуемых СУИД и традиционным документооборотом, показывают возможность перехода предприятий авиационной отрасли на электронный или полу электронный документооборот, без нарушения условий безопасности и интеллектуальной собственности, а так же сохранения целостности и актуальности накопленных знаний и опыта. В рамках исследования определены основные риски проекта и описаны пути отслеживания и управления ими. Срок перехода от одного вида документооборота к другому может составлять 0.8 - 2 года, что определяется подготовленностью предприятия к такому переходу и наличию актуальных, финансируемых задач, связанных с разработкой и производством принципиально новой техники.

3. В рамках данной работы определена приоритетность задач и последовательность их выполнения в процессе внедрения СУИД, что позволяет достигать поставленной цели в минимальные сроки при минимальном использовании ресурсов. Предложенный подход к определению критичности задач и их продолжительности, позволяет корректно выработать последовательность действия и оптимизировать использование ресурсов. Описанные методы являются результатом интеграционного совершенства теоретических основ, уточненных в результате практической работы.

4. На основании концепции шесть сигма разработаны критерии и подходы, позволяющие определить уровень оптимизации и совершенствования СУИД. Предложенная концепция позволяет оценивать любые решения, связанные с изменением функционала системы, в которых необходимо сделать сложный многокритериальный выбор. Так для Пермского Моторного Комплекса (ПМК) f(Y)=6, для АВПК «Сухой» f(Y)=2.5, для АК «Ильюшин» f(Y)=1.5. Исходя из этих данных, можно сделать вывод, что СУИД на АВПК и АК требует немедленной оптимизации.

5. Разработаны методики формализации, оценки и реорганизации, существующих на предприятии процессов, которые позволяют провести их качественную оценку, основываясь на разработанных критериях и показателях. Это позволит предприятиям на принципиально новом уровне анализировать информационные и организационно распорядительные потоки.

6. На основе методологии внедрения разработана модель данных и выполнена полная программная реализация дополнительных настроек системы ТСЕ, предназначенной для информационного сопровождения изделия на протяжении всего жизненного цикла. Использование СУИД на всех этапах создания изделия позволяет руководству осуществлять оперативный контроль производственных процессов, быстро решая спорные вопросы, и получать в полном объеме весь комплекс информации по любому уровню разработки.

7. Проведенное тестирование разработанного ПО, доказывает возможность его использования на российских авиационных предприятиях в процессах создания AT, без нарушения требований стандартов и внутренней логики производственных процессов.

8. Формализация свойств и принципов управления ассоциативными связями между моделями, осуществляемая в рамках идеологии мастер модели, позволяют оптимально реализовывать процесс проектирования и создания электронного макета, сокращая количество ошибок, время разработки, повышая мобильность создания новых исполнений изделий, формируемых на основе прототипа. Логически увязанные ДСЕ, образующие изделие и созданные на их основе элементы технологической подготовки и измерения, управляемо преобразовываются при внесении изменения в конструкцию изделия. Согласно экспертным оценкам это приводит к сокращению сроков проектирования в 2-4 раза.

9. Предложенный механизм проведения изменений в системе ТСЕ, полностью реализует инновационные идеи, заложенные в реорганизованные процессы управления инженерными данными, а так же обеспечивает полное соответствие требованиям ЕСКД и корректное взаимодействие с предприятиями, совместно участвующими в разработке изделия.

10. Проведенные исследования различных технологий создания камеры сгорания авиационного двигателя, подтверждают правильность методов и подходов, составляющих основу построения информационного комплекса предприятия, а так же доказывают преимущества использования комплекса СУИД, в процессе создания изделия. Согласно результатам исследования использование СУИД в проектных работах позволяет:

• сократить время создания РКД в 1,5 и 2 раза по сравнению с бумажной технологией и использованием САПР соответственно;

• сократить время проектирования оснастки и создание программ ЧПУ в

I,8 и 2,5 раза;

• сократить количество ошибок в 6 и 2,5 раза;

• сократить количество участников проектирования в 3 и 2 раза.

II. Применение технологии параллельного проектирования в контексте взаимодействия ОКБ - Завод позволяет создать единую среду, в которой будет осуществляться централизованное управление процессами и информацией, на основе принципов и регламентов, описанных в данной работе. Предложенный подход позволяет предприятиям проектантам решать вопрос сохранения интеллектуальной собственности. Анализ текущей ситуации показывает неэффективность реализации сквозных процессов создания изделия на АВПК «Сухой» и АК «Ильюшин», а также несоответствие механизм обмена информацией требованиям единого информационного пространства, что приводит к нарушению целостности электронного макета и связанных с ним данных.

12. Разработанный автором алгоритм действия пользователей, позволяет систематизировать и регламентировать процедуры, которые должны выполняться ими, в рамках новой концепции использования на предприятии информационных технологий. Данная информация может стать основой стандарта, определяющего порядок проведения проектирования и технологической подготовки производства.

13. Верификация системной оценки построения эффективной СУИД проводилась для трех объединений АВПК «Сухой», АК «Ильюшин», Пермский Моторный Комплекс (ПМК). Достоверные данные в полном объеме есть только по ПМК, в силу того, что автор принимал участие во внедрении СУИД на этом предприятии, для остальных компаний пришлось использовать подход приближений и допущений, который позволяет компенсировать отсутствие полного объема информации. Недостаток информации объясняется тем, что объект исследования является «know how» каждого обследуемого предприятия. Проведенный расчет показал, что:

• усредненный параметр качества решенных информационных задач у ПМК=3.9 бала, АВПК=3 бала, АК=1.8 бала. Низкий уровень балов АК объясняется не соответствующим уровнем доработки системы, связанным с использованием внешних средств разработки, а не сертифицированных и рекомендуемых ПО, поэтому быстродействие и удобство работы с комплексом оставляет желать лучшего. Доработки системы на АВПК носят лоскутный характер и не учитывают современных решений, появляющихся в новых версиях СУИД;

• эффективность использования системы в решении производственных задач, определяется усредненным показателем, который для ПМК=8.8, АВПК=8.0, АК=6.7. Данные значения напрямую связаны с адаптацией системы под действующие стандарты и методы работы, а так же уровнем автоматизации выполняемых задач. На АК СУИД используется в основном только в подразделениях САПР, а не в специализированных отделах, что делает решение задач однобоким, не отражающим всех требований участников разработки изделия;

• показатель совершенства качества производственных процессов при использовании системы. Данный параметр варьируется от 0.1 до 1 и зависит от оснащенности предприятия, квалификации персонала, действующих стандартов и степени их соответствия идеологии информационных технологий. ПМК=0.6, АВПК=0.7, АК=0.4;

• обобщенный показатель эффективности СУИД, определяет уровень внедрения системы, глубину адаптации под требования и культуру предприятия, комплексность решений и эффективность их использования в производственных процессах. Значения для ПМК=4.6 балов, АВПК=4.2, АК=3.1. Разница в балах определяется отсутствием на АВПК приложений, реализующих проведение в СУИД изменений, а также отсутствие сквозных процессов создания изделий. Для АВПК и АК характерно, что многие задачи электронного документооборота не реализованы в полном объеме. Построение информационного комплекса на АК не имеет четкой стратегии и концепции, что объясняет разнородность доработок, проведенных в системе. В свою очередь низкий уровень информатизации Заводов изготовителей нарушает целостность комплекса и решаемых им задач. Не желание заменить устаревшую систему технологической подготовки производства не позволяет ПМК рассчитывать на максимальный показатель, т.к. уровень интеграции АСУ ТП и СУИД, не позволит обеспечивать требуемый регламент и механизм обмена данными.

14. Описанные в данной работе приложения и методы являются законченными программными решениями, прошедшие апробацию в реальных условиях, которые могут использоваться на предприятиях в состоянии «как есть» или с незначительной доработкой.

Таким образом, в данной диссертационной работе разработано научно-методическое обеспечение СУИД, включающее методики, алгоритмы и программные средства, обеспечивающие реализацию основных задач выполняемых в процессе создания изделия, а так же определены основные подходы к трансформации существующих технологий разработки изделий авиационной техники.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Постоянно возрастающая конкуренция, заставляет предприятия искать пути для сокращения сроков проектирования и выхода на рынок, снижение стоимости разработки, повышение качества, создаваемых изделий. Все это делает более актуальной задачу по совершенствованию производственных процессов, основываясь на новых информационных технологиях.

Решение данной задачи требует использование СУИД, которая после оптимизации и разработки новых методов и приложений становится принципиально новым программным продуктом, позволяющим предприятиям реализовать новые подходы в проектировании, формировать оптимальные взаимоотношения между подразделениями предприятия, а так же поставщиками и смежниками. Для обеспечения заданных требований внедренная на предприятии СУИД должна обладать следующими свойствами:

• быть масштабируемой и расширяемой,

• быть интуитивно понятной и простой в использовании,

• иметь механизм, обеспечивающий интеграцию имеющихся на предприятии программных продуктов в единое информационное пространство,

• обладать инструментариями и методами, обеспечивающими использование СУИД, как базы знаний,

• иметь непротиворечивую информационную среду, доступную и одинаково понимаемую всеми участниками создания изделия. Проведенный анализ предприятий, использующих систему ТСЕ, для управления инженерными данными показал отсутствие системности внедрения, а так же регламентированных подходов и методов к полнофункциональному использованию СУИД на предприятии. И самое важное то, что компании не получают максимального эффекта от применения ТСЕ. Это обусловило выбор направления данного диссертационного исследования. Методологической и теоретической основой исследования стали данные по внедрению и использованию СУИД на западных предприятиях авиационной отрасли, а так же данные, полученные в результате непосредственного участия автора во внедрении системы ТСЕ на российских предприятиях.

Научная новизна диссертации заключается в разработке научно-методического подхода к внедрению системы ТСЕ, включающего методики, инструкции, алгоритмы и программное обеспечение, которые позволяют в максимально короткие сроки внедрять и наиболее эффективно использовать систему ТСЕ на авиационных предприятиях, с учетом всех действующих на текущий момент стандартов.

В процессе работы определен перечень задач, требующих особого внимания при внедрении СУИД на предприятиях, предложена и апробирована методика внедрения системы ТСЕ, описана технология работы участников производственных процессов в информационном комплексе, предложены решения по созданию документации в соответствии с действующими стандартами, разработано ПО, обеспечивающее автоматизацию работ персонала предприятий.

Изложенная в данной работе информация может использоваться предприятиями, начинающими внедрение СУИД или осуществляющие совершенствование внедренной системы, как законченное решение, на основе которого могут формироваться и развиваться любые решения, связанные с построением вертикальной интеграции всех процессов и данных, использующихся на предприятии. Результаты данной работы имеют практическое применение на многих предприятиях России, что подтверждает их правильность и необходимость.

256

1. Абдрашитов Р.Т., Аблязов В.И., Акимов А.А., Теория и практика регионального инжиниринга, СПб.:Политехника, 1997.-278с.

2. Август-Вильгельм Шеер «Моделирование бизнес процессов», М.: Весть - МетаТехнология, 2000

3. Авиация. Энциклопедия. М.: "Большая российская энциклопедия", ЦА-ГИ, 1994. 448 с.

4. Аксенов Л.Б. Системное проектирование процессов штамповки. Л.: Машиностроение. 1990,240 с.

5. Алексеев А.В., Борисов А.Н., Вилюмс Э.Р., Слядзь Н.Н., Фомин С.А. Интеллектуальные системы принятия проектных решений. Рига: Зи-натне, 1997.

6. АООТ «ОКБ СУХОГО». Временное положение О порядке выполнения проектно конструкторских работ в системе Unigraphics/iMAN

7. Арепьев А.Н., Богачева С.В., Калганов А.Ф., Куприков М.Ю., Максимович В.З., Галин Л.Я. Автоматизация проектирования самолета. Учебное пособие к лабораторным работам. М.: МАИ, 1996. 72 с.

8. Афанасьев А.П., Галкин В.И., Лисов А.А., Парамонов Ф.И., Петров А.П. Новые принципы построения и организации автоматизированной системы конструкторско-технологической подготовки производства// Автоматизация проектирования, 1999, №2

9. Бадягин А.А. О работе над кандидатской диссертацией по техническим наукам: Методическая разработка. М.: МАИ, 1983.-23 с.

10. Балабуев П.В., Богуслаев В.А., А.Г.Братухин А.Г., Кривов Г.А. Информационные технологии в наукоемком машиностроении. Киев: «Техника», 2002 г.

11. Братухин А.Г. CALS (Continuous Acquisition and Life cycle Support непрерывная информационная поддержка жизненного цикла продукции) в авиастроении, М.: МАИ, 2002

12. Братухин А.Г. Приоритеты компьютеризированного производства авиационной техники //Вестник машиностроения, 1999, №4

13. Брахман Т.Р. Многокритериальное^ и выбор альтернативы в технике. М.: Радио и Связь, 1984.

14. Брусов B.C., Баранов С.К. Оптимальное проектирование летательных аппаратов: Многоцелевой подход. М.: Машиностроение, 1989.-232 с.

15. Геминтерн В.И., Каган Б.М., Методы оптимального проектирования. М.: Энергия, 1980.- 160 с.

16. Геминтерн В.И., Штильман М.С. Оптимизация в задачах проектирования. М.: Знание, 1982.

17. Геореткина Е. «От управления данными к управлению жизненным циклом», М.: Изд. PCWeek, 2004, №47.

18. ГОСТ 28388-89, Документы на магнитных носителях данных. Порядок выполнения и обращения. М.:Изд. Госстандарта, 1990.

19. ГОСТ 34.602-89. Информационная технология. Комплекс стандартов на автоматизированные системы. Техническое задание на создание автоматизированной системы. М.: Изд. Госстандарта, 1990.

20. Евгенев Г.Б. Системология инженерных знаний: Учебное пособие для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2001. - 376с.

21. Евдокимов А.А., Королев С.Б., Музычук И.А., Сироткин Я.А. «Управление объектами, процессами и ресурсами в среде CAD/CAM/CAE/PDM-систем и ее интеграции с ERP-системой».

22. Егер С.М., Лисейцев Н.К., Самойлович О.С. Основы автоматизированного проектирования самолетов. М.: Машиностроение, 1986. 232 с.

23. Жиганов А.С., Никитин А.А. Дальнемагистральный пассажирский самолет и его сертификация. "Будущее авиации 97" М. МАИ, 1997 -100с.

24. Зильбербург Л.И., Молочник В.И., Яблочников Е.И. Реинжиниринг и автоматизация технологической подготовки производства в машиностроении. СПб.: "Компьютербург", 2003 -153с.

25. Злыгарев В.А. Информационные технологии основа обновления российской промышленности // Вестник машиностроения, 1998, №5 -с.40-44

26. Каменнова М., Громов А. Технологии для виртуального предприятия, М.: Открытые системы 2000. № 4

27. Кашин B.C., Порфильев В.И., Солянов В.П. Сквозной процесс автоматизированного конструирования монолитных панелей крыла // Автоматизация проектирования, 1988. №1 -с.97-102

28. Кини Р.Л., Райфа X. Принятие решений при многих критериях: предпочтения и замещения. М.: Радио и связь, 1981.

29. Коваленко В.Н. Системы автоматизации проектирования вчера, сегодня, завтра. Институт прикладной механики РАН, М.: Изд. Открытые системы, 1997, №2.

30. Колчин А.Ф., Овсянников М.В., Стрекалов А.Ф., Сумароков С.В. Управление жизненным циклом продукции. М.: Анахарсис, 2002.

31. Куприков М.Ю. Структурно-параметрический синтез геометрического облика самолета при «жестких" ограничениях, Учебное пособие, М.: МАИ, 2003

32. Лоция Софт. Проведения изменений на предприятиях машиностроения

33. Львов В.П. Автоматизированные системы анализа и оценки вариантов компоновочных схем самолетов. М.: МАИ, 1982. 54 с.

34. Мазур И.И., Шапиро В.Д. Управление проектами. Справочник для профессионалов. М.: Высшая школа, 2001.

35. Майкл Е. Портер, Конкурентная стратегия, М.: "Альпина Бизнес Букс", 2006 452с.

36. Малышев В.В. Методы оптимизации сложных систем. М.: МАИ, 1981.

37. Малышева Л. Разработка внутрикорпоративных стандартов. Открытые системы, 2001, сентябрь. - с.58-63.

38. Марка Д., Мак-Гоуэн К., Методология структурного анализа и проектирования. М:."Метатехнология", 1993.-240с.

39. Марьин С.Л. Компьютерная технология проектирования, Руководящий документ, М: ЛАНИТ, 2000

40. Марьин С.Л., Компьютерные технологии для проектирования и производства сложных изделий машиностроения, Москва, Изд. Компьютерпресс, «САПР и графика», 2000, №7.

41. Митрофанов С.П., Куликов Д.Д., Миляев О.Н., Падун Б.С., Технологическая подготовка гибких производственных систем, Л. Машиностроение, 1987.-352с.

42. Мухин А.В. Новая концепция организации промышленного производства //Промышленность России. 2000. № 6(38)

43. Мхитаров А.Н. С чего начинается PLM, М.: "Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн", 2006, №1(3) с.22-24

44. Никитин А., Новиков А., Белов А., Внедрение PDM на ОАО "ММП имени В.В.Чернышева", Москва, «Двигатель», 2005, №2.

45. Никитин А.А. «Базовый курс обучения системы ТСЕ», М.: ЛАНИТ, 2003

46. Никитин А.А. Реализация электронного изменения в системе iMAN. СПб.: RM-magazine, 1999, № 2.

47. Никитин А.А., Дмитриев С.В. PDM в вопросах и ответах. М.: Изд. КомпьютерПресс, «САПР и графика», 2003, №5.

48. Никитин А.А., Дмитриев С.В. PDM в вопросах и ответах. М.: Изд. КомпьютерПресс, «САПР и графика», 2003, №5.

49. Норенков И.П. Основы автоматизированного проектирования: Учебник для вузов. М.: Изд-во МГТУ им. Н.Э.Баумана, 2000. - 360с.

50. Ойхман Е.Г., Попов Э.В. Реинжиниринг бизнеса: реинжиниринг организаций и информационные технологии, М.: Финансы и статистика, 1997.-336с.

51. Павлов В.В. Структурное моделирование в Cals технологиях, М.: Наука, 2006

52. Пиявский С.А., Брусов B.C., Хвилон Е.А. Оптимизация параметров многоцелевых летательных аппаратов. М.: Машиностроение, 1974

53. Половкин А.И. Автоматизация поискового конструирования (искусственный интеллект в машинном проектировании). М.: Радио и связь, 1981.

54. Пухов А.А. Реализация САПР в Авиапромышленности, М.: "Прикладная геометрия, инженерная графика, компьютерный дизайн", 2006, №1(3) -с.3-7

55. Руководящий документ, Защита от несанкционированного доступа к информации, Материал Гостехкомиссии России

56. Семенов В.В., Математическое обеспечение интеллектуальных систем. М.: МАИ, 1992.

57. Сироткин Я.А. Промышленные САПР машиностроения. Элементы геометрического моделирования: Конспект лекций. СПб: Изд-во СПбГТУ, 2000.- 116с.

58. Слейгл Дж. Искусственный интеллект. Подход на основе эвристического программирования. М.: Мир, 1973.

59. Советов Б.Я., Яковлев С.А. Моделирование систем. М.: Высшая школа, 1998.

60. Судов Е.В. Интегрированная информационная поддержка жизненного цикла машиностроительной продукции. Принципы. Технологии. Методы. Модели изд. МВМ 2003г.

61. Хазов И.А. Практическое руководство по внедрению CALS-технологий для предприятий Минатома России. Книга 1: Общие сведения, методология, практические рекомендации. М. 2002 г.

62. Хорафас Д., Легг С. Конструкторские базы данных. М.: Машиностроение, 1990.-224 с.

63. Энгельке У.Д. Как интегрировать САПР/АСТПП./ Пер. с англ. М.: Машиностроение. 1990, 320 с.

64. AberdeenGroup, September 2005

65. Ed Miller, Ken Amann, CIMdata, PLM Industry Analysis

66. Hammer M., Champy J. Reengineering the Corporation: Amanifesto for Business Revolution, N-Y.: HarperCollins, 1993

67. John Stark Product Lifecycle Management: 21 st century Paradigm for Product Realisation, Hardcover, 2005

68. Michael Grieves Product Lifecycle Management: Driving the Next Generation of Lean Thinking, Hardcover, Oct 26, 2005

69. Michael Hammer, Reengineering Work: Don't Automate, Harvard Business Review, July-August 1990

70. Parametric Technology Corporation, PDM Generation

71. Stephen Samuel Teamcenter Engineering and product lifecycle management dasics, Hardcover, 2006.