автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Метод принятия решений при выборе средств проектирования на основе иерархических структур и информационных оценок

Введение

Глава 1. Обзор существующих моделей принятия решений и анализ возможностей их применения для выбора средств проектирования технологии выпуска единичной и мелкосерийной продукции

1.1. Особенности задачи проектирования технологии выпуска единичной и мелкосерийной продукции

1.2. Обзор подходов к принятию решений при управлении проектами

1.3. Обзор существующих систем управления проектами

Глава 2. Разработка метода принятия решений при выборе средств проектирования технологических процессов выпуска единичной и мелкосерийной продукции

2.1. Модель управления ходом проектирования

2.2. Разработка метода выбора средств автоматизации проектирования на основе иерархических представлений и информационных оценок

2.3. Подход к определению требований к средствам проектирования

2.4 Подход к выбору технологических этапов производства и определению требований к средствам проектирования со стороны производства

2.5. Метод сравнительной оценки средств автоматизации проектирования на основе информационных подхода

Глава 3. Разработка автоматизированных процедур для реализации модели определения требований к системе автоматизации проектирования технологических процессов

3.1. Выбор средства разработки автоматизированных процедур для реализации модели определения требований и выбора системы автоматизации проектирования технологических процессов

3.2. Разработка автоматизированной процедуры для реализации модели определения требований к средствам автоматизации проектирования технологических процессов

3.3. Разработка автоматизированной процедуры для реализации сравнительной оценки средств автоматизации проектирования технологических процессов на основе информационных подхода

Глава 4. Экспериментальное исследование предложенного метода принятия решений при выборе и разработке средств автоматизации проектирования для ООО «ПО «ДЭЗ»

4.1. Сравнительный анализ существующих систем автоматизации проектирования технологических процессов

4.2. Разработка нового средства СКАПТП.

Основные результаты работы

Актуальность темы. В настоящее время выполнение проектов изделий машиностроительного производства невозможно представить без автоматизированной поддержки. Существующие системы автоматизированного проектирования ориентированы на определенный вид изделий, как правило, массового и серийного производств. В то же время существуют предприятия, выполняющие единичные заказы. При этом особое значение для повышения эффективности проектирования является автоматизации процесса технологической подготовки производства.

Для того чтобы автоматизировать разработку технологических процессов выпуска изделий, вначале естественно попытаться применить имеющиеся на рынке программные комплексы. При решении задачи выбора наиболее подходящей для данного предприятия системы автоматизированного проектирования техпроцессов, необходимо учитывать разнородных требования, предъявляемых к программным комплексам такого рода. При этом некоторая часть требований может быть оценена количественно, но часть требований - качественные. Требования, предъявляемые разными отделами предприятия, могут существенно отличаться друг от друга. Кроме этого, нужно учитывать затраты на приобретение и использование программного комплекса, которые также разнородны.

Анализ работ показал, что подобной методики не существует. Большинство подходов ориентированы, в основном, на экономические оценки проектов и не учитывают полноту выполнения работ (функций), необходимых для реализации процесса проектирования. В то время как системы автоматизированного проектирования техпроцессов внедряются именно для обеспечения выполнения функций проектирования.

С учетом сказанного, актуальной является задача разработки метода принятия решений при выборе средств проектирования технологических процессов для предприятий, ориентированных на выпуск единичной продукции.

Цель диссертационной работы - разработка метода принятия решений при выборе средств проектирования технологических' процессов для предприятий, ориентированных на выпуск единичной продукции.

Объект исследования. Процессы проектирования технологических процессов на предприятиях, выпускающих единичную продукцию. , Предмет исследования. Методы и инструментальные средства для принятия решений при проектировании технологических процессов на предприятиях с единичным характером производства. Методы исследования.

• методы системного анализа, в том числе методы принятия решений и моделирования систем и И.Б. Арефьева, Н.Н. Моисеева, Ф.И. Перегудова, Е.И.Перовской, Г.С. Поспелова, Ф.П. Тарасенко, И.Г.Черноруцкого;

• методы иерархической структуризации М.Д. Месаровича;

• информационный подход А.А.Денисова;

• методы теории оптимизации;

• методы имитационного моделирования.

Обоснованность и достоверность результатов исследования обеспечены соблюдением методологических принципов системного подхода к решению задачи и применением комплекса методов исследования, соответствующих объекту, цели, задачам и логике исследования. Научные результаты и их новизна:

• предложен метод принятия решений при выборе средств проектирования, основанный на применении иерархических структур и информационных оценок;

• для реализации предложенного метода разработана многоуровневая структура, обеспечивающая расчленение большой неопределённости, возникающей при оценке средств, на более обозримые этапы проведения исследования, что повышает объективность оценок;

• предложена методика определения требований к средствам проектирования, основанная на формировании иерархических структур критериев, и уточнении требований путем анализа сетевого представления технологических процессов, что позволяет учесть требования производства;

• предложена модель организации сложных экспертиз на основе информационного подхода, который позволяет объединить:

1) разнородные критерии;

2) мнения единичных экспертов;

• предложена имитационная процедура разработки вариантов принятия решений по выбору средств проектирования технологических процессов при изменении требований и ресурсов.

Практическая значимость работы.

Разработаны методики и автоматизированные процедуры для реализации метода принятия решения при выборе средства проектирования технологических процессов для изделий машиностроительного производства. Методики и автоматизированные процедуры экспериментально исследованы на примерах сравнительного анализа существующих средств автоматизации проектирования технологических процессов, и при разработке структуры новой системы автоматизации проектирования технологических процессов для конкретного предприятия, выполняющего единичные заказы.

Внедрение и апробация работы. Разработанные в диссертации метод и инструментальные средства применены на предприятии ООО «Производственное Объединение «Ленинградский

Электромашиностроительный Завод». Имеется соответствующий документ о внедрении.

Публикации. Опубликовано 8 работ.

Структура работы. Диссертация состоит из введения, четырёх глав, заключения, списка литературы, включающего 115 наименований, и приложения. Диссертация содержит 230 страниц текста, 139 рисунков, 12 таблиц.

Основные результаты работы предложен метод принятия решений при выборе средств проектирования, основанный на применении иерархических структур и информационных оценок; для реализации предложенного метода разработана многоуровневая структура, обеспечивающая расчленение большой неопределенности, возникающей при оценке средств, на более обозримые этапы проведения их исследования; предложена методика определения требований к средствам проектирования, основанная на формировании иерархических структур требований и уточнении требований путем анализа сетевого представления технологических процессов; предложена модель организации сложных экспертиз на основе информационного подхода, который позволяет объединить:

1. разнородные критерии;

2. мнения единичных экспертов; разработаны методики и автоматизированные процедуры для реализации метода принятия решения при выборе средства проектирования технологических процессов для изделий машиностроительного производства; предложена имитационная процедура разработки вариантов принятия решений по выбору средств проектирования технологических процессов при изменении требований и ресурсов; методики и автоматизированные процедуры сравнительного анализа экспериментально исследованы на примерах существующих средств автоматизации проектирования технологических процессов, и при разработке структуры новой системы автоматизации проектирования технологических процессов для конкретного предприятия, выполняющего единичные заказы (ООО «Производственное Объединение «Ленинградский Электромашиностроительный Завод».)

1. Акофф Р., Сасиени М. Основы исследования операций. -М.: Мир, 1071.-534 с.

2. Алтунин А.Е. Модели и алгоритмы принятия решений в нечетких условиях: Монография М.В. Семухин. Тюмень: Издательство Тюменского государственного университета, 2000г. 352 с.

3. Анфилатов B.C. Системный анализ в управлении: Учебное пособие / B.C. Анфилатов, А.А. Емельянов, А.А. Кукушкин; Под редакцией А.А. Емельянова Москва: Финансы и статистика, 2002г. - 368с.: ил.

4. И.Б. Арефьев, Г.Б. Кезлинг, Б.Л. Кукор Интегрированные автоматизированные системы управления в машиностроении. JL, Машиностроение, 1988г. 223с. ил.

5. Волкова В.Н. Методы организации сложных экспертиз: Учебное пособие / В.Н. Волкова, А.А. Денисов СПб., СПбГТУ, 2004г. 70с.

6. Волкова В.Н. Основы теории систем и системного анализа: Учебник для студентов вузов, обучающихся по направлению «Системный анализ и управление». Изд. 3-е, перераб. и дополн. / В.Н. Волкова,

7. A.А. Денисов СПб., СПбГТУ, 2003г. 520с. Табл. - 36. Ил. - 132. Библиогр. - 336 назв.

8. Денисов А.А. Современные проблемы системного анализа: Информационные основы: Учебное пособие Изд. 2-е СПб., СПбГТУ, 2005г. 276с.

9. Заде JI.A. Понятие лингвистической переменной и его применение к принятию приближенных решений М: Мир, 1976г., 165с.

10. B.М. Макаров-Л.: «Машиностроение», 1985г. 224с.

11. З.Ларичев О.И. Качественные методы принятия решений. Вербальный анализ решений. Ларичев О.И., Мошкович Е.Н. - М., Наука. Физматлит, 1996. - 208с.

12. Либерзон В.И. Основы управления проектами» М., 1997г.

13. Литвак Б.Г. Экспертная информация: Методы получения и анализа.-М.: Радио и связь, 1992. 184 с.

14. Лопухин М.М. ПАТТЕРН метод планирования и прогнозированиянаучных работ. М: Сов. радио, 1971.- 160 с. П.Лукьянова Л.М. Системный анализ: структурно-целевой подход. -Калининград, КГТУ, 2001. - 234с.

15. Макаров И.М. Теория выбора и принятия решений: Учебн. пособие. -Макаров И.М., Виноградская Т.М., Рубчинский А.А., Соколов В.Б. -М., Наука- 1982.-328с.

16. Месарович М.Д. Общая теория систем: математические основы. -Месарович М.Д., Такахара Я. М.,Мир - 1978. - 312с.

17. Моудер Дж. Исследование операций (в 2-х томах). Том 2: Модели и применения. Пер. с англ. Т. 2. Моудер Дж., Элмаграби С. (Ред.) 1981г. 677 с.

18. Моудер Дж. Исследование операций (в 2-х томах). Т.1. Методологические основы и математические методы. Пер. с англ. Т. 1.- Моудер Дж., Элмаграби С. (Ред.) 1981г. 677 с.

19. Моисеев Н.Н. Математические задачи системного анализа. М., Наука, 1981.-488с.

20. Ногин В. Д. Принятие решений в многокритериальной среде: количественный подход. М., Физматлит, 2002. - 176с.

21. Саати Т. Аналитическое планирование. Организация систем. Т.Саати, К. Керне - М., Радио и связь, 1991. - 224с., ил.

22. Саудер У. Управление проектами Дж. Пинто, У. Саудер М., 2004г. 464с.

23. Перовская Е.И. Модели планирования и управления производством. -Мясников В.А., Игнатьев М.Б., Перовская Е.И. М., Экономика, 1982,- 232с.

24. Пономарёв В.Н. Проблемы внедрения гибких производственных систем: научно-технические и организационно-экономические: В.Н. Пономарёв, В.А. Козловский, А.А. Лескин, Ю.Е. Раков, А.В. Смирнов, Э.А. Козловская Ленинград, 1988г. 208с.

25. Рабочая книга по прогнозированию / Редколл.: И.В. Бестужев Лада (отв. ред.). - М.: Мысль, 1982. - 430 с.

26. Теория прогнозирования и принятия решений/Под ред. С.А. Саркисяна.- М.: Высшая школа, 1977. 351 с.

27. Моисеев Н.Н. Элементы теории оптимальных систем М: Наука, 1975г., 528с.

28. Негойце К Применение теории систем к проблемам управления М: Мир, 1981г., 179с.

29. Берталанфи Л. фон. История и статус общей теории систем//Системные исследования: Ежегодник, 1972. М.: Наука, 1973.-С. 20-7-37.

30. Берталанфи Л. фон. Общая теория систем критический обзор//Исследования по общей теории систем. М.: Прогресс, 1969. -С. 23--г82.

31. Вентцель Е. С. Исследование операций: задачи, принципы, методология. М.: Наука, 1988. - 208 с.

32. Винер Н. Кибернетика: Или управление и связь в животном и машине. -М.: Наука, 1983.-344 с.

33. Волкова В. Н., Денисов А. А. Системный анализ и его применение в АСУ. Л.: ЛПИ, 1983. - 83 с.

34. Гиг Дж. ван. Прикладная общая теория систем. В 2-х кн. М.: Мир, 1981. Кн. 1 - 341 е., кн. 2. - 342 с.

35. Глушков В. М. Введение в АСУ. Киев: Технша, 1972. - 310 с.

36. Голубков Е. П. Использование системного анализа в отраслевом планировании. М.: Экономика, 1977. - 136 с.

37. Голубков Е. П. Использование системного анализа в принятии плановых решений. М.: Экономика, 1982. - 160 с.

38. Гуд Г. X., Макол Р. 3. Системотехника: Введение в проектирование больших систем. М.: Сов. радио, 1962. - 383 с.

39. Дружинин В. В., Конторов Д. С. Системотехника. М.: Радио и связь,1985. -200 с.

40. Жимерин Д. Г., Мясников В. А. Автоматизированные и автоматические системы управления. М.: Энергия, 1979. - 591 с.

41. Голубков Е. П. Системный анализ в управлении народным хозяйством. -М.: МИНХ, 1975. 121 с.

42. Кулик В. Т. Современная теория организации систем системология. -Киев: Знание, 1971. - 24 с.

43. Математика и кибернетика в экономике: Словарь-справочник. М.: Экономика, 1975. - 700 с.

44. Месарович М., Мако Д., Такахара И. Теория иерархических многоуровневых систем. М.: Мир, 1973. - 344 с.

45. Волкова В. Н. Структуризация и анализ целей в системах организационного управления: Учебное пособие. СПб.: СПбГТУ, 1995.-72 с.

46. Волкова В. Н., Домченко Ю. Н., Дуболазов В. А., Козловская Э. А. Применение системного анализа при проектировании АСУ. Л.: ЛПИ,1986.-88 с.

47. Волкова В. Н., Чабровский В. А. Цель: прогнозирование, анализ, структуризация. СПб.: Изд-во ИСЭП РАН, 1995. - 114 с.

48. Кошарский Б. Д., Уемов А. И. Принцип дополнительности системного описания и модульность структуры АСУП//Системный метод и современная наука. Вып. 2. Новосибирск: НГУ, 1974.

49. Лопухин М. М. ПАТТЕРН метод планирования и прогнозирования научных работ. - М.: Сов. радио, 1971. - 160 с.

50. Ларичев О.И. Объективные модели и субъективные решения. -М.: 1996г.

51. Макаров М. Г. Категория цель в домарксистской философии. М.: Наука, 1974.-186 с.

52. Мюллер Д., Мушик Т. Принятие решений М: Наука 1994г.56.0сновы системного подхода и их приложение к разработкетерриториальных АСУ/Под ред. Ф. И. Перегудов а. Томск: Изд-воТГУ, 1976.-440 с.

53. Поспелов Г. С., Ириков В. А. Программно-целевое планирование и управление. -М.: Сов. радио, 1976. 440 с.

54. Системное проектирование АСУ хозяйством области //Под ред. Ф.И.П ере-гудова. М.: Статистика, 1977. - 160 с.

55. Тарасенко Ф.П. Прикладной системный анализ (наука и искусство решения проблем): Учебник. Томск: Изд-во Томск, ун-та, 2004. -186с.

56. Федоренко Н. П., Лейбкинд Ю. Р., Майминас Е. 3. Системный подход к народнохозяйственному планированию/Щелевая стадия планирования и проблемы принятия технико-экономических решений. М. ЦЭМИ, 1972. - С. 6-И8.

57. Чабровский В. А. Прогнозирование развития науки, техники, экономики. Рига: Изд-во Латвийского ун-та, 1979. - 92 с.

58. Чернова А. А. Категория цель в современной науке и ее методологическое значение. Л.: Изд-во Ленинградского ун-та, 1979. - 148 с.

59. Аганбегян А. Г. Анализ и формирование организационной структуры промышленного предприятия. Новосибирск: Наука, 1983,- 182 с.

60. Базилевич Л. А. Моделирование организационных структур. Л.: Изд-во ЛГУ, 1978.- 160 с.

61. Валуев С. А. Механизм управления хозяйственной организацией: Текст лекций. М.: МЭСИ, 1981.-70 с.

62. Думлер С. А. Управление производством и кибернетика. М., Машиностроение, 1969. - 424 с.

63. Казарновский А. С., Перлов П. А., Радченко В. Т. Совершенствование организационных структур промышленных предприятий: Вопросы методологии. Киев: Наукова думка, 1981. - 310 с.

64. Касти Д ж. Большие системы: связность, сложность и катастрофы. -М.: Мир, 1982.-216 с.

65. Лейбкинд А. Р., Рудник Б. Л., Тихомиров А. А. Математические методы и модели формирования организационных структур управления. -М.: МГУ, 1982.-256 с.70.0рганизация процессов управления/Под ред. Г. X. П о п о в а. М.: Экономика, 1975. - 279 с.

66. Организация управления крупным промышленнымпредприятием: Опыт КАМАЗа/Под ред. Б. 3. М и л ь н е р а. М.: Экономика, 1977. - 142 с.

67. Слезингер Г. Э. Совершенствование процессов управления предприятием. М.: Машиностроение, 1975. - 311 с.

68. Системный анализ и структуры управления/Под ред . В. Г. Ш о р и н а.- М.: Знание, 1975. 303 с.

69. Сыроежин И. М. Методы структурной настройки системы управления производством. -М.: Статистика, 1976. 181 с.

70. Цвиркун А. Д. Структура сложных систем. М.: Сов. радио, 1975. -193 с.

71. Чудесова Г. П. Преобразование организационной структуры при изменении формы собственности предприятия. СПб.: СПбГТУ, 1995.- 190 с.

72. Воронова К. И. Оценка коммерческой состоятельности инвестиционных проектов//Фин.газета 1994, №1-^6.

73. Козловский В. А., Козловская Э. А., Макаров В. М. Эффективность переналаживаемых автоматизированных производств. Л.: Машиностроение, ЛО, 1985. - 224 с.

74. Широкова С. В. Информационная технология морфологического моделирования при управлении проектами ИУС//Междунар. научно-техн. конф.: Информационные технологии в моделировании и управлении. СПб.: СПбГТУ, 1996. - С. 300-г301.

75. Афоничкин А. В., Панфилов С. А. Качество информационного обеспечения в процессах управления. Саратов: Изд-во Саратовского ун-та, 1988.- 175 с.

76. Волкова В. Н. К методике проектирования автоматизированных информационных систем//Автоматическое управление и вычислительная техника. Вып. 11. М.: Машиностроение, 1975. - С. 289-4-300.

77. Евдокимов В. В. Технология проектирования АСУП. Л.: Машиностроение, 1981. - 269 с.

78. Козловский В. А., Козловская Э. А. Автоматизированная система управления предприятием: Функциональные подсистемы. Л.: ЛПИ, 1979.-80 с.

79. Комплекс общеотраслевых руководящих методических материалов по созданию АСУ и САПР. М.: Статистика, 1980. - 119 с.

80. Мамиконов А. Г. Автоматизация проектирования АСУ. Мамиконов А. Г., Цвиркун А. Д., Кульба В. В.- М.: Энергоиздат, 1981. - 328 с.

81. Похилько А.Ф. Построение модели классов объектов и типовых методик проектирования в интегрированной интероперабельной среде САПР// Вестник Ульяновского государственного технического университета. -Ульяновск, УГТУ, 2001. N 4. - С. 83-87

82. Общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию автоматизированных систем управления предприятиями и производственными объединениями. М.: Статистика, 1977. - 284с.

83. Общеотраслевые руководящие методические материалы по созданию многоуровневых интегрированных АСУ производственным объединением (предпри-ятием). М.: ГКНТ, 1986. - 22 с.

84. Темников Ф. Е. Сигнатурные модели и их применение при проектировании сложных систем//В сб.: Методы анализа и реконструкции сложных систем. Темников Ф. Е., Волкова В. Н., Созинов А. В. - Рига: Зинатне, 1972. - С. 96-^98.

85. Техническое задание на совершенствование Единой системы научно-технической информации в стране. М.: ГКНТ СМ СССР, 1972. - 34 с.

86. Совершенствование структуры функциональной части АСУ автомобильным производством/В.И.Тихонов, В.Н.Авдийский, В.Н. Волкова,М.И.Старовойтова. Тольятти:Филиал ЦНИИТЭИАвтопрома, 1988. -72 с.

87. Филлипс Дж. Менеджмент ИТ-проектов. На пути от старта до финиша.- М., "Лори", 2005 г., 378 с.

88. Харкевич А. А. Избранные труды. Т. 1 и 3. М.: Наука, 1973.

89. Харкевич А.А. Очерки общей теории связи. Москва: Государственное издательство технико-теоретической литературы, 1955.-268 с.

90. Черняк Ю. И. Система мер информации как инструмент оптимизации языка управления//Языки экономического управления и проектирования систем. Черняк Ю. И., Чухнов А. И., Финкелыптейн Ю. Ю. - М.: Наука, 1973. - С. 24-г27.

91. Широкова С.В. Разработка информационных моделей системного анализа проектов сложных технических комплексов: Методические указания по курсовому проекту СПб.: СПбГТУ, 1998г. - 22с.

92. Чурсин Н.Н. Популярная информатика К.: «Техника», 1982г.

93. Черноруцкий И.Г. Методы принятия решений: Учебное пособие- ЛПИ им.Калинина, Л. 1990г. 92с.

94. Шеннон К.Э. Работы по теории информации и кибернетике; Сб. статей. М.; Иностр. лит., 1963г., 507с.

95. Севидов А. А. Методика выбора конфигурации САПР для предприятий с единичным характером производства // Сборник материалов Международной научной конференции «Татищевские чтения: актуальные проблемы науки и практики». Т.З Тольятти: 2004. С.23-26

96. Севидов А. А. Выбор САПР для предприятий с единичным характером производства // Труды 8-ой Международной научно-практической конференции «Системный анализ в проектировании и управлении» часть 2. 22- 24 июня 2004г. СПб.: Изд-во СПбГПУ, 2004. С. 117-118

97. Справка об использовании результатов научно-исследовательской работы Севидова А. А.

98. Результаты, полученные Севидовым А.А. частично используются на предприятии ^и проведении работ по развитию САПР.