автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.08, диссертация на тему:Исследование эффективности технологических инноваций при производстве изделий нефтяного машиностроения

/

ИЖЕВСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ

УНИВЕРСИТЕТ

УДК 658.512

ИССЛЕДОВАНИЕ ЭФФЕКТИВНОСТИ ТЕХНОЛОГИЧЕСКИХ ИННОВАЦИЙ ПРИ ПРОИЗВОДСТВЕ ИЗДЕЛИЙ НЕФТЯНОГО МАШИНОСТРОЕНИЯ

05.02.08,- «Технология машиностроения»

На правах рукописи

АНУТОВ РАВИЛЬ МУХАММЕТЖАНОВИЧ

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель: доктор технических наук, профессор Якимович Б.А.

Ижевск - 1999

СОДЕРЖАНИЕ

Основные условные сокращения............................................................5

Введение...................................................................................................6

Глава 1. Основные направления реинжиниринга крупных машиностроительных предприятий...............................................................12

1.1. Эффективность крупных машиностроительных предприятий в условиях реформирования.............................................................................12

1.2. Состояние и развитие исследований в области разработки организационно-технических и технологических инноваций и оценки их эффективности............................................. ;...................................................15

1.2.1. Организационно-технические инновации..................................18

1.2.2. Технологические инновации........................................................20

1.3. Моделирование производственных систем....................................24

1.3.1.Показатели эффективности производственных

систем......................................................................................................24

1.3.2.Показатель конструктивно-технологической

сложности................................................................................................29

1.3.3. Формализованное представление производственных систем и оценка их эффективности...............................................................................32

Цель и задачи исследований..................................................................33

Глава 2. Моделирование структур-стратегий производственных систем машиностроительных предприятий...............................................................36

2.1. Общая методика исследований.......................................................37

2.2. Разработка математической модели выбора структуры-стратегии производственной системы............................................................................37

2.2.1. Синтез структур-стратегий ПС.....................................................37

2.2.2. Формализация описания совокупности изделия.........................41

2.2.3. Разработка показателя эффективности структур-стратегий ПС.46

2.2.4. Определение прогнозируемых значений временных и финансовых затрат на изготовление продукции........................:..................50

2.2.5. Критерий выбора эффективной структуры-стратегии производственной системы............................................................................51

2.2.6. Алгоритм выбора эффективной структуры-стратегии производственной системы............................................................................52

2.3. Подбор совокупности изделий для структур-стратегий производственных систем...............................................................................54

2.4. Моделирование выбора рационального варианта структуры-стратегии производственной системы изготовления изделий нефтяного машиностроения.............................................................................................59

2.4.1. Исследование затрат на изготовление изделий нефтяного машиностроения.............................................................................................60

2.4.2. Выбор рациональной структуры-стратегии ПС изготовления изделий нефтяного машиностроения............................................................73

Выводы....................................................................................................83

Глава 3. Разработка рационального варианта структуры-стратегии изготовления буровых долот..........................................................................86

3.1. Построение модели технологии проектирования и изготовления буровых долот........................:........................................................................88

3.2. Определение эффективных вариантов технологии проектирования и изготовления буровых долот.......................................................................89

3.3. Минимизация длительности производственных этапов жизненного цикла бурового долота.................................. ...............................................102

3.4. Рациональная производственная система изготовления буровых долот..............................................................................................................106

Выводы..................................................................................................109

Глава 4. Реинжиниринг производств ГПО "Боткинский завод" на основе организационно-технических и технологических инноваций.......110

4.1. Создание венчурного предприятия по изготовлению изделий нефтяной и газовой промышленности........................................................110

4.2. Реконструкция основных производств путем внедрения технологических инноваций........................................................................117

4.2.1.Инновации в заготовительном производстве.............................120

4.2.2.Инновации в технологической подготовке производства.........123

4.2.3. Подготовка и переподготовка кадров в период реинжиниринга предприятия..................................................................................................129

Выводы..................................................................................................131

Заключение...........................................................................................133

Список использованных источников..................... ..............................136

ПРИЛОЖЕНИЯ....................................................................................146

Основные условные сокращения

ИПС - информационно-поисковые системы;

КТО - конструктивно-технологическая сложность;

КТЭ - конструктивно-технологический элемент;

ОП - опытное производство;

ОТУ - организационно-технический уровень;

IIKP - проектно-коиструкторские работы;

ПС - производственная системы;

СНП - система создания нового продукта;

ТП - технологический процесс;

ТИП - технологическая подготовка производства;

ТУ - технический уровень;

ТЭК - топливно-энергетический комплекс;

ТЭП - технико-экономические показатели

Введение

Современное машиностроительное производство характеризуется мелкосерийным выпуском изделий широкой номенклатуры. Это определяется требованиями рынка, когда потенциальный потребитель требует многовариантности конструкций и функциональных характеристик изделий. Производитель поставлен в такие условия, что конкурентоспособность его товара прямо зависит от уровня технологии и организации производства.

Пути повышения, указанного выше, уровня различны, однако для машиностроения, как одной из ведущих отраслей мирового производства они имеют свои особенности и приоритетные направления. В качестве таких направлений выступают разработка и внедрение в производство новых прогрессивных технологий и материалов, поиск эффективных форм организации производства и т.д.. Все это определяется как организационно-технические и технологические инновации.

Внедрение таких инноваций в производство предваряется его реинжинирингом.

Согласно определению М. Хаммера: «Реинжиниринг предприятия -это фундаментальное переосмысление и радикальное перепроектирование деловых процессов для достижения резких, скачкообразных улучшений в решающих, современных показателях деятельности предприятия».

Российские и зарубежные ученые Ю.Д. Амиров, P.M. Петухов, М.Хаммер, Дж.Чампи, Т.Давенпорт и др. выделяют в качестве важнейшего показателя эффективности производства предприятия затраты времени на освоение новых видо^ изделий. Они же определяют их как критерий оценки успеха проводимого на предприятии реинжиниринга.

Реинжиниринг предприятия неотрывно связан с процессом внедрения

организационно-технических и технологических инноваций в производство. Организация этого процесса в современных условиях практически невозможна без использования средств автоматизации и новых информационных технологий.

Успешное проведение реинжиниринга зависит от множества внешних и внутренних факторов. К внутренним факторам необходимо отнести организационно-технический уровень (ОТУ) производства, мотивацию и квалификацию работников, профиль выпускаемой продукции. Внешние факторы - это прежде всего финансово-экономическое, правовое и политическое положение в стране.

Особенно актуальны инновации в условиях конверсии большого количества крупных государственных предприятий машиностроения.

Конверсия отечественной промышленности осуществляется при отсутствии целесообразной государственной научно-технической политики. Это снижает конкурентоспособность отечественных предприятий, осложняет, а порой и полностью препятствует внедрению инноваций в производство.

Все это заставляет конверсионные предприятия самостоятельно переосмысливать свою промышленную полигику и заняться вопросами: стратегического, оперативного, программно-целевого, научно-технического, экспортного и финансового планирования; маркетинга; технологической безопасности и взаимодействия с органами государственной и региональной власти.

Несмотря на сложное положение по фактически всем направлениям деятельности конверсионные предприятия в настоящее время существенно активизируют инновационную деятельность, особенно в области продуктовых и технологических инноваций.

Так, например, в «Концепции промышленной политики Удмуртской

Республики 1996-2000 годы» (Постановление Правительства Удмуртской Республики (УР) от 09.09.96 г. № 615) в качестве приоритетных направлений развития машиностроения и металлообработки выделены следующие: повышение в общем объеме производства удельного веса производства оборудования для добывающих отраслей и топливно-энергетического комплекса (ТЭК); повышение в общем объеме производства наукоемкой, высокотехнологичной и экспорт! юп ри год ной продукции; развитие нетрадиционных для предприятий производств и

ресурсосберегающих технологий.

В «Программе социально-экономического развития Удмуртской Республики на 1998 - 2000 г.г., раздел промышленность», в разработке которой принимал участие автор, подчеркивается, что основное направление развития Удмуртской Республики (УР) в данной области деятельности базируется на создании собственной эффективной научно-инновационной промышленной системы, которая ориентирована на потребителей, на непрерывное и быстрое изменение их запросов, на повышение качества выпускаемой продукции, снижение затрат на производство.

Что позволит обеспечить решение следующих основных задач:

1. Разработать и обосновать перечень важнейших для Республики видов промышленной продукции и создать конкурентную систему продвижения ее на рынке;

2. Увязать в единую систему и скоординировать деятельность подсистем для создания, проектирования, производства и реализации конкурентоспособной продукции;

3. Снизить затраты на производство за счет сокращения производственного цикла и потребности в оборотных средствах путем внедрения новых технологий;

4. Повысить качество выпускаемой продукции.

Реализация указанных задач требует: государственных финансовых вложений прежде всего в научно-инновационную подсистему предприятий, в создание скоординированных структур, оптимизирующих жизненный цикл перспективной продукции; разработки научно-обоснованных подходов к разработке и внедрению организационно-технических, технологических, продуктовых и других видов инноваций.

Примером успешной реализации задач Программы является освоение на конверсионных предприятиях УР оборудования для нефтяной и газовой промышленности.

В результате реструктуризации промышленности УР на предприятиях было организовано производство оборудования для ТЭК более 50 наименований, а именно: станки-качалки, агрегаты, насосы буровые, насосы скважинные штанговые, насосы центробежные погружные, приборы и средства автоматизации для учета и регулирования расхода тепловой энергии, трубоукладчики на тракторах, долота шарошечные, редукторы, задвижки, затворы, арматура трубопроводная и др..

Изделия поставляются на крупные предприятия нефтяной и газовой отрасли России: АО «Юганскнефтегаз», АО «Сургутнефтегаз», АО «Лукойл», АО «Тюменьнефтегаз», АО «Коминефть», АО «Татнефть», и т.д.

Развитие машиностроения для нефтяной и газовой отрасли требует соответствующих финансовых, кадровых и материально-технических ресурсов. Обеспечение которыми, на сегодняшний день, возможно лишь за счет самих предприятий путем внедрения в производство инновационных процессов. Поэтому, безусловно, важными, не решенными вопросами

являются отбор необходимых инноваций и оценка их эффективности для

«

производства еще на этапе выбора.

Целью настоящей работы является: разработка и внедрение

технологических инноваций при производстве конкурентоспособной гражданской продукции на конверсионных машиностроительных предприятиях, а также исследование их эффективности для обоснованного формирования рациональных производственных систем (ПС) машиностроения.

В работе последовательно решаются следующие задачи.

1 .Определение степени влияния конструктивно-технологической сложности изделий машиностроения на эффективность их жизненного цикла на стадии освоения производства;

2.Разработка математической модели выбора рациональной ПС изготовления изделий машиностроения;

3 .Разработка формальной модели описывающей структуры-стратегии машиностроительных ПС;

4. Разработка алгоритма функционирования автоматизированной подсистемы рационального выбора ПС изготовления конкурентоспособной гражданской продукции на конверсионных машиностроительных предприятиях;

5.Оценка эффективности структур-стратегий машиностроительных ПС на основе имитационного моделирования;

6.Разработка структур-стратегий ПС эффективного освоения изделий новой техники на основе технологических инноваций;

7.Реализация непрерывной подготовки и переподготовки специалистов для ПС, использующих технологические инновации.

Результаты работы апробированы на ГПО «Боткинский завод» при внедрении производственной системы изготовления изделий нефтяного

машиностроения. На основе разработанных в данной работе научно-

«

обоснованных подходов к выбору и внедрению технологических и

организационно-технических инноваций проведен реинжиниринг ряда

производств предприятия. Это позволило повысить конкурентоспособность широкой гаммы гражданской продукции, изготавливаемой ГПО «Боткинский завод».

\

«

Глава 1. Основные направления реинжиниринга крупных машиностроительных предприятий

Направленность реинжиниринга характеризуется несколькими аспектами. Первый из них - реинжиниринг вызванный переходом на новый профиль продукции. Здесь сама технология производства новою вида продукции требует реорганизации предприятия/12/.

Второй вид технической реинжиниринга связан с внедрением принципиально новой технологии производства изделий того же профиля, что выпускались и ранее /59/.

Третий тин — это обновление средств производств, когда вместо физически изношенного оборудования ставится новое, в принципе такое же, но более производительное /58, 59/.

Fice виды реинжиниринга предприятий предусматривают направленные изменения в организационной и технической системах предприятия. Для крупных машиностроительных предприятий подлежащих конверсии первый вид реинжиниринга является основным /12, 58, 59/, что не исключает остальные формы повышения эффективности функционирования ПС предприятия.

1.1. Эффективность крупных машиностроительных предприятий с условиях реформирования

Значительные результаты в исследованиях вопросов методологии создания и управления организационными, продуктовыми и технологическими инновациями, включая совершенствование системы изготовления новой машиностроительной продукции и оценки ее эффективности, достигнуты в работах отечественных авторов

Ю.Д. Амирова, Л.В. Барташева, В.В. Бойцова, В.В. Волостных, М.Б. Грачевой, Г.К. Горанского, М.И. Ипатова, В.Г. Колосова, Н.Б. Мироносепкого, С.П. Митрофанова, Р.Б. Михалева, А.Г. Медведева, К).П. Морозова, В.Т. Полуянова, Г.Х. Попова, ЕЛ. Проскурякова, К.Ф. Пузыни, 10.С. Ширина. В.Д. Чарнко и др.

В своих работах авторы в основном останавливаются на проблемах управления технологическими инновациями, но вместе с тем не рассматривают многие важные вопросы, стороны и тенденции реструктуризации и реинжиниринга крупных машиностроительных производств, которые подвергаются конверсии. По-прежнему недостаточно изученными и разработанными, особенно в условиях перехода экономики России к рыночным отношениям, остаются проблемы внедрения самих технологических инноваций в производство, а также оценка их эффективности.

Остановимся более подробно на основных моментах, выделенных в работах вышеназванных авторов.

Большинство ученых, экономистов, инженерно-технических работников, руководителей производства полагают, что эффективность ПС предприятия должна оцениваться количественно и характеризоваться числовыми признаками /27, 72, 73/.

Решающими факторами повышения эффективности производства машиностроительных предприятий в /6, 17, 25, 32, 54, 55, 56, 57, 70/ выделяются следующие:

1. Техническое сопровождение процессов проектно-конструкторских работ (ПКР), технологической подготовки производства (ТПП) и опытного

производства (ОП) изделий;

«

2. Уров