автореферат диссертации по машиностроению и машиноведению, 05.02.22, диссертация на тему:Методики и процедуры организации и управления производством интегрированных модулей бортовой аппаратуры

На правах рукописи

БАБУРОВ Сергей Владимирович

МЕТОДИКИ И ПРОЦЕДУРЫ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ ИНТЕГРИРОВАННЫХ МОДУЛЕЙ БОРТОВОЙ РАДИОЭЛЕКТРОННОЙ АППАРАТУРЫ

Специальность 05.02.22 - Организация производства (в промышленности)

АВТОРЕФЕРАТ

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

005016120

3

[^Аи 2012

Санкт-Петербург 2012

005016120

Работа выполнена на кафедре инноватики и управления качеством Федерального государственного автономного образовательного учреждения высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»

Научный руководитель

Официальные оппоненты

доктор технических наук ИвакинЯн Альбертович

Балашов Виктор Михайлович доктор технических наук, профессор, заместитель генерального конструктора ОАО «Холдинговая компания «Ленинец»

Ведущая организация

Добросельский Михаил Анатольевич кандидат технических наук, доцент, Начальник производственно-технологического отделения, главный технолог ФГУП «НИИ «Рубин»

Открытое акционерное общество «Научно-технический центр промышленных технологий и аэронавигационных систем»

Защита состоится « » мая 2012 г. в «14.00» часов на заседании диссертационного совета ДМ 212.233.04 при Федеральном государственном автономном образовательном учреждении высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения» по адресу: 190000, Санкт-Петербург, ул. Большая Морская, 67

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке университета.

Автореферат разослан « ОН 2012 г.

Ученый секретарь диссертационного совета

доктор технических наук, профессор л- / В.П. Ларин

I. ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность темы исследования.

Необходимость модернизации авиационной техники и, в частности, авионики вызвана двумя причинами. Во-первых, существует несоответствие между длительным жизненным циклом летательного аппарата и высокой скоростью технологического процесса в смежных отраслях промышленности: авиаприборостроении, двигателестроении, разработке и производстве вооружений. Во-вторых, модернизация в военной авиации связана с изменением геополитической ситуации и планов правительств различных стран, а модернизация в гражданской авиации - с политикой международных (ИКАО, RTCA, JAA), региональных и национальных органов гражданской авиации и с коммерческой политикой авиакомпаний.

Актуальность совершенствования существующих и создания перспективных средств авиационной техники, включая и авионику, подтверждается включением направлений «Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения», «Технологии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта» и «Технологии информационных, управляющих, навигационных систем» в Перечень критических технологий Российской Федерации, утвержденный Указом Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 г. № 899.

Степень научной разработанности темы.

Вопросы организации производства получили развитие в работах В.А. Швандара, Б.Ю. Сербиновского, М.И. Бухалкова, H.H. Зайцева, В.И. Титова, В.В. Адамчука, Д.В. Гаскарова, P.E. Францева, В.Б. Родионова, A.A. Турчака, О.И. Волковой, Ю.М. Смирнова, И.М. Петровича, В.Г. Золотогорова, Н.М. Вихрова, Г.И. Коршунова, АЛО. Шатракова, О.Г. Туровца, В.Б. Родионова и др.

Проблемы мониторинга производственных процессов и оценки устойчивости производственно-технических комплексов различного назначения рассматривались в трудах М.И. Бухалкова, JI.H. Красновой, М.Н. Корсакова, Е.А. Кобец, C.B. Чупрова, И.В. Федуна, О.И. Илларионова, А.Г. Варжапетяна, A.A. Белова и многих других.

Информационные технологии управления производством представлены в работах A.B. Иващенко, В.Н. Леньшина, Д.Р. Казанского, Д.А. Гаврилова, Е.Б. Фролова, A.A. Белова, A.B. Малафеева, В.Е. Власова,

A.П. Самойлова, О.Г. Миловзорова, M .Я. Парфенова, В.И. Фукса,

B.Ф. Белкина, В.Ф. Сытника, A.A. Серебрякова, В.И. Глинкина, М.А. Старцева Р.Н. Каримова и др.

Вопросам управления качеством производства промышленной продукции посвящены труды Е.А. Горбашко, А.Г. Варжапетяна, Е.Г. Семеновой, Г.И. Коршунова, В.К. Федюкина, Ю.П. Адлера, A.M. Бендерского, А.И. Коробова, О.П. Глудкина, М.Г. Захарова, Г.А. Кейджяна, A.M. Талалая, Д. Коудена, Миттага Х.Й., Е.М. Купириянова, Ринне X., Ф.Д. Чинченко и др.

Принципы планирования при многономенклатурном производстве наукоемкой продукции анализировались А.И. Ильиным, В.К. Фальцманом, Р. Акоффом, А.Ю. Шатраковым, Н.П. Бирюковой, А.А. Канащенковым, А.И. Канащенковым, Ю.Е. Мауэргаузом, М.В. Орапновой, А.Н. Соколовым и др.

Наличие множества самостоятельных подходов к данной области исследования, тем не менее, не исключает недостаточную проработку теоретических вопросов организации многономенклатурного производства средств бортовой авионики и необходимость проведения дальнейших исследований вопросов разработки, технологической подготовки и собственно производства с использованием перспективных информационных технологий, совершенствования математических моделей и методов планирования многономенклатурного производства, разработки критериев и методик мониторинга и оценки результативности, устойчивости производственно-технологических комплексов (ПТК).

Это еще раз подтверждает актуальность темы исследования и позволяет сформулировать цель, задачи, объект и предмет исследования.

Цель диссертационного исследования. Совершенствование научных и методологических принципов организации и управления производством интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры на основе разработки методик и процедур информатизации, моделирования, мониторинга, планирования и оценки устойчивости производственных процессов.

Исходя из сформулированной цели, в работе были поставлены и решены следующие задачи исследования:

■ Анализ особенностей условий и принципов организации многономенклатурного производства интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры;

■ Раскрытие особенностей информационно-методического обеспечения организации и управления производством интегрированных модулей (ИМ) бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА);

* Разработка моделей, критериев и процедур информационного обеспечения управления производством бортовой авионики;

■ Разработка методик и алгоритмов моделирования устойчивости производственных комплексов;

■ Разработка принципов организации информационной системы мониторинга и анализа ПТК;

■ Разработка принципов организации информационной системы планирования многономенклатурного производства бортовой авионики;

■ Разработка принципов и рекомендаций по применению бережливого производства при разработке документации на интегрированные модули бортовой авионики.

Предмет исследования - совокупность методов и практических процедур совершенствования организации производства и управления многономенклатурным производством БРЭА.

Объектом исследования являются управленческие отношения, возникающие в процессе модернизации подсистемы организации труда для многономенклатурного производства бортовой авионики на предприятиях радиоэлектронного комплекса.

Теоретическом и методологической базой исследования послужили фундаментальные научные труды отечественных и зарубежных ученых, обосновавших концептуальные положения в области теории организации производства, теории систем и теории управления производственно-технологическими системами и комплексами. Методологическую основу исследования составляют методы системного анализа и синтеза, методы логического и сравнительного анализа, декомпозиции, группировки и обобщения, методы наблюдения, аналогии и количественного оценивания, аналитические, статистические и прогностические методы, информационной основой исследования являются материалы производственных предприятий, научно-исследовательских институтов и организаций, научных и периодических изданий.

На защиту выносятся следующие результаты исследования:

- результаты анализа условий и предпосылок модернизации авиационной техники и бортовой авионики, принципы и основные этапы реализации концепции создания комплекса интегрированных средств связи, навигации и наблюдения за организацией воздушного движе-ния;

- иерархическая система критериев эффективности многономенклатурного производства интегрированных модулей БРЭА;

- методики и процедуры информатизации разработки документального обеспечения производства интегрированных модулей БРЭА;

- процедуры и информационное обеспечение трансфера технологий производства интегрированных модулей бортовой авионики;

- принципы организации информационной системы календарного планирования, использующие иерархическую систему планово-учетных единиц;

- критерий оптимального управления программой производства интегрированных модулей бортовой авионики;

- принципы организации информационной системы мониторинга и анализа состояния производственно-технологических комплексов

Научной новнзноП обладают следующие результаты исследования:

- Результаты анализа особенностей организации и управления производством интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры, учитывающие мелкосерийность, многономен-клатурность и неритмичность заказов;

- Разработанные процедуры информатизации создания конструкторской и эксплуатационной документации, отличающиеся использованием принципов бережливого производства и оценки качества

документации в соответствии с классификатором типовых несоответствий и критериальными шкалами;

- Методика подготовки производства бортовой авионики, реализующая процедуры и алгоритмы подбора и вычисления данных для формирования технологических альтернатив в отдельном производственном процессе.

- Иерархическая система критериев для информационной системы планирования производства интегрированных модулей, позволившая использовать в качестве планово-учетной единицы партии изделий и их компонентов и обеспечить возможность компьютеризации оперативно-производственного планирования и управления выпуском средств бортовой авионики;

- Адаптивная модель управления производством интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры, использующая предложенный критерий оптимальности и позволяющая выявить структуры плана, несбалансированные со структурой мощностей;

- Принципы организации информационной системы мониторинга и анализа производственно-технологических комплексов, обеспечивающие формирование единой базы производственно-экономических и технологических показателей:

- Методики и алгоритмы моделирования устойчивости производственно-технологических комплексов, обеспечившие комплексную оценку состояния комплекса с привлечением временного, структурного, трендового, факторного анализа и анализа относительных показателей.

Практической значимостью обладают:

- Принципы бережливого производства, разработанные и обоснованные применительно к конструкторско-технологическим подразделениям предприятия;

- Методика и алгоритм оценки качества конструкторской и текстовой документации;

- Методика организации технологической подготовки интегрированных модулей бортового радиоэлектронного оборудования, основанная на автоматизированном выборе технологических альтернатив для условий конкретного производства;

- Методики и алгоритмы моделирования устойчивости производственно-технологических комплексов к воздействию внешних и внутренних возмущающих факторов;

- Методики и процедуры оценки результативности СМК для производственно-технологических комплексов с учетом весомости и значимости частных показателей.

Апробация работы: результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры инноватики и управления качеством ГУАП, секции «Интегрированная авионика» Научно-технического совета ОАО «ВНИИРА», секции «Авиационная электротехника и технология» Научно-технического совета ОАО

«Холдинговая компания «Ленинец», научных конференциях аспирантов и молодых ученых Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения в 2009-2012 гг.

Публикации: по результатам исследований, выполненных в диссертации, опубликовано 3 статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях, получено два положительных решения на полезную модель, подготовлено и издано учебное пособие «Операционные системы для организации производства в промышленности».

Внедрение результатов исследования: внедрение основных научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе подтверждено актами об использовании, полученными автором от Федерального научно-производственного центра ОАО «ВНИИРА», ООО «НППФ «Спектр», Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения.

Структура диссертационной работы: диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных литературных источников из 109 наименований. Основной текст диссертации изложен на 158 страницах машинописного текста, содержит21 рисунок и 7 таблиц.

II. ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ Во введении обоснована актуальность выбранной темы, сформулированы цель, основные задачи, объект и предмет исследования, отражена научная новизна и практическая значимость, приведены основные результаты, выносимые на защиту.

В первой главе «Организация производства интегрированных модулей бортовой аппаратуры» на основе анализа требований к базовому комплексу бортового оборудования применительно к задачам организации воздушного движения выполнена классификация бортовых электронных средств по признакам назначения, энергетических ресурсов, информационного взаимодействия.

Бортовую радиоэлектронную аппаратуру предложено классифицировать по ряду признаков:

- тип объектов информационного взаимодействия (ИВ);

- относительный уровень сложности объектов ИВ и радиотехнических комплексов (РТК);

- характер ИВ между объектами бортового оборудования и РТК;

- целевое назначение РТК и его подсистем;

- уровни иерархии РТК;

- структура и элементная база РТК.

В этой классификации под объектами информационного взаимодействия понимаются системы любого происхождения масштабов и сложности способные излучать, отражать, поглощать или рассеивать электромагнитные волны.

Авиационное электронное оборудование гражданской авиации в рамках данной классификации рассматривается как радиотехнический

комплекс организации воздушного движения (РТК ОрВД). Глобальной целью этого комплекса является своевременное выполнение авиаперевозок и доставки грузов имеющейся авиационной техникой в заданной области воздушного пространства с учетом требований безопасности, регулярности и экономичности воздушного движения.

Выполнен сопоставительный анализ инерциальных и спутниковых навигационных систем авиационного назначения, уточнены предельно возможные точностные характеристики и выявлены основные источники методических и инструментальных погрешностей измерений.

Определено нарастающее использование ИМ бортового электронного оборудования в авиационной технике гражданского назначения и объективная необходимость в совершенствовании процессов их проектирования и производства в направлении повышения качества и эксплуатационной надежности.

Выявлены специфические особенности организации и управления производством ИМ БРЭА, связанные с мелкосерийностью, многономенклатурностью и неритмичностью заказов. К таким особенностям относятся, в первую очередь, наличие большого числа различных, в том числе неповторяемых детапе-операций, оригинальность узлов и схем, что существенно усложняет определение объема работ и сроков изготовления.

Уточнено содержание этапов подготовки решений по управлению ПТК, различающихся по содержанию решаемых аналитических задач и составу групп однородных операций по переработке информации.

Предложена процедура информационно-методического обеспечения процессов анализа эффективности управления производственно-технологическими комплексами по изготовлению интегрированных модулей БРЭА.

Для информационно-методического обеспечения процессов исследования и анализа эффективности управления ПТК разработана методика, включающая пять этапов.

На перво.м этапе осуществляется анализ модели проблемной ситуации, уточнение исходных данных, критериев, ресурсных ограничений. В модели определяются множества объектов управления, управляющих воздействий, имеющихся ресурсов и действующих ограничений.

На втором этапе формируются бинарные отношения типа «объект-воздействие» и строится их полное транзитное замыкание путем декартового произведения множества объектов управления на множество управляющих воздействий.

На третьем этапе осуществляется исключение ложных отношений путем селекции транзитивного замыкания по совокупному критерию зависимостей, правил и внутренних ограничений: А" с А, А':=а0(А).

где а0 - знак селекции отношения по критерию С.

На четвертом этапе осуществляется формирование полной системы минимальных покрытий транзитивного замыкания по принципу однократного обязательного вхождения каждого объекта в каждое покрытие (обязательное эксклюзивное вхождение).

На пятом этапе производится преобразование минимальных покрытий ГО,. транзитивного замыкания бинарных отношений в полученной полной системе РА в альтернативы решений путем группирования элементов бинарных отношений в каждом покрытии по варианту управляющего воздействия и).

Предложены и обоснованы частные и интегральные критерии эффективности производства ИМ бортовой радиоэлектронной аппаратуры

Эффективность функционирования ПТК является комплексной оценкой производственного процесса, учитывающей организационные, технологические, экологические, экономические и другие показатели. Количественную оценку эффективности ПТК предложено проводить по ограниченной номенклатуре таких наиболее значимых показателей, как коэффициенты непрерывности К„, специализации производственного процесса Кс, параллельности Кш,г, повторяемости /<",,, пропорциональности К„р, ритмичности К,,, устойчивости К , автоматизации К„ производственного процесса.

Интегральный показатель производственного процесса определяется комплексной средневзвешенной арифметической численной характеристикой всех его частных показателей:

к, =2>Л, =а.К, +асКс +а11К,1+атрК1Ш1, + а„гК11р++арКг +аг.К„ +аиК„. (1)

I

Уровень качества оцениваемого ПТК по сравнению с базовым (эталонным) определяется отношением соответствующих обобщенных

показателей: У„„„ где КЪп1 и Л"£,;„, обобщенные показатели

соответственно оцениваемого и базового производственного процесса.

Вторая глава «Организация разработки и подготовки производства интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры» содержит методики и процедуры информатизации процессов разработки и подготовки производства ИМ БРЭА.

Уточнены условия и причины модернизации авиационной техники и БРЭА, принципы и основные этапы реализации концепции создания комплекса интегрированных средств связи, навигации и наблюдения за организацией воздушного движения.

Создание авионики для новых летательных аппаратов, протекающее на фоне политических и экономических процессов, происходит в условиях расширения круга решаемых авиационным носителем задач, усложнения работы экипажа, увеличения номенклатуры авиационного оборудования, участия в процессе бортового авионики многих производителей,

отсутствия единой концепции построения и функционирования бортового оборудования.

Предложены и разработаны основные процедуры информатизации разработки конструкторской и эксплуатационной документации на ИМ БРЭА. Эти процедуры реализуют принципы бережливого производства применительно к конструкторско-технологическим подразделениям предприятия: создание единой электронной базы данных нормативных документов; создание базы шаблонов для каждого вида документации; использование электронной почты для согласования документов; внедрение системы электронного документооборота; разработка квалификационных матриц, организация рабочих мест по системе 5Б и внедрение единой структуры сохранения электронных версий конструкторской, технологической и эксплуатационной документации.

Включение в информационный канал «Техэксперт», внедрение электронного документооборота и процедур верификации проверки документа с помощью электронного ключа сокращает потери предприятия на 70%.

Предложенные технологические карты разработки документации обеспечивают снижение затрат, связанных с планированием работ и стыковкой их между собой, на 15%, что позволяет уменьшить время необходимое для разработки план-графика работ до 4,25 дней.

Стандартизация рабочих мест позволила сократить потери от общего времени выполнения работ на 2%.

Таким образом, при введении всех улучшений время разработки конструкторской документации на типовой комплект ИМ БРЭА сокращается до 104,7 рабочих дней, что повышает эффективность деятельности организации на 27%.

Предложена и разработана методика оценки качества разрабатываемой документации; предложен классификатор типовых несоответствий в конструкторской и текстовой документации; обоснованы весовые значения для трех выделенных категорий несоответствия; предложены зависимости для расчета коэффициента несоответствия и коэффициента изменений для конструкторской и текстовой документации; предложен алгоритм оценки качества конструкторской и текстовой документации.

В соответствии со статистическими данными в ОАО «ВНИИРА» приняты следующие весовые значения для категорий:

- для несоответствий первой категории К,=3;

- для несоответствий второй категории Кц= I;

- для несоответствий третьей категории К(ц=0,5.

Полученные весовые значения для различных категорий несоответствий необходимо постоянно пересматривать с целью повышения уровня качества документации.

Для объединения весового значения несоответствия, количества допущенных несоответствий и объема конструкторского документа, введен коэффициент несоответствия, показывающий количество

несоответствий на одном листе условного формата (формат А4) с учетом их весового значениях:

К - А',,, • К, + Л'„, • К„ + Л',„ • Кш ^

""' N t

где N„i, No;, N/I3 - количество несоответствий первой, второй и третьей категории соответственно, шт.;

/V, - количество листов в документе, л. ф. А4. На основании анализа текущего уровня качества конструкторской документации, установлены следующие интервалы для оценки качества документации: 0..ДЗ -5; 0,3...0,5-4; 0,5...0,8 -3; 0,8...2 - 2.

Введен коэффициент изменения, отражающий отношение количества измененных листов к общему объему документа:

(3)

где N,au - количество изменяемых листов, л. ф. А4;

N-, — количество листов в документе, л. ф. А4. На основании полученного значения коэффициента изменения можно дать оценку третьей составляющей качества документации. Оценка изменения документации основана на 5-ти бальной шкале, в зависимости от значения коэффициента.

Итоговая оценка складывается из суммы трех оценок с учетом их весовых значений.

Для текстовой документации, в соответствии с которой проводятся испытания, эксплуатация и необходимые расчеты, основными оценками являются качество оформления документации и процент изменений. Поэтому формула для конечной оценки имеет вид:

=С„ф-Ъ„,1, + СН1-ЪЬг (4)

где С„ф - оценка оформления документации;

Сю - оценка изменения документации;

Ь,„/, - весовой коэффициент оценки оформления, Ьоф=0,5;

Ь,п - весовой коэффициент оценки изменения, Ь,п=0,5. Для графической документации, в соответствии с которой проводятся изготовление и монтаж оборудования, основной оценкой является оценка технологичности:

с,р = С„ф ■ ь„ф + с„,„ • ьт + • Ььр (5)

где С„,„ - оценка технологичности документации;

Ь„ф - весовой коэффициент оценки оформления, ¿,„/,=0,2;

Ь„Кх - весовой коэффициент оценки технологичности, ¿>,„=0,5;

Ью - весовой коэффициент оценки изменения, ¿„=0,3.

Предложена методика технологической подготовки производства ИМ БРЭА, основанная на организации автоматизированного выбора типовых технологических альтернатив для условий конкретного производства, в которых реализованы процедуры и алгоритмы подбора и вычисления

и

данных для формирования альтернатив в отдельном технологическом процессе.

Предлагаемый подход основан на организации автоматизированных типовых технологических альтернатив (ТА) для конкретного ПТК, в которых реализованы процедуры и алгоритмы подбора и вычисления данных для формирования ТА в отдельном ТП. Технологическая база знаний реализована в виде «Базы технологических альтернатив» (БТА) в рамках архива РЭМ-системы Т-РЬЕХ (рисунок 1).

Технологическая альтернатива

Операция Переход

Этап 1. Добавление в технологическое параметризованных переходов

Этап 2. Присвоение ТЭ для каждого рабочего перехода технологического решения

Этап 3. Подбор оснащения для выделенных ТЭ

• Оборудование » Режущий инструмент

• Инструкции » Вспомогательный инструмент ■ Приспособления • Измерительный инструмент

• СОЖ • Условие подбора оснащения

• Условие подбора оснащения

Этап 4. Ориентация и сопряжение поверхностей Операционная Выбор сопряженных

зона поверхностей путем

назначения связи ТЭ

Этап 5. Реализация механизма структурного синтеза технологической альтернативы Условие формирования структуры технологической альтернативы

Этап 6. Выбор и расчет режимов обработки нормативов и исполнителей выбранной технологической альтернативы

- исполнитель - режимы обработки

- операционные - нормативы на выполнение переходы переходов

Рисунок I - Взаимосвязь нормируемых элементов комплекса мини-САПР

Формирование БТА осуществляется в три стадии:

- На первой стадии формируется структура БТА: выявляются разновидности типовых ТА, уточнение их структуры и насыщение информацией, необходимой для построения конкретного ТП с использованием информации, заложенной в БТА.

- На второй стадии осуществляется автоматизация элементов БТА, формируются исходные данные ПТК, определяющие ТЭ, материал заготовки, допуски и др., позволяющие создать условия автоматической реализации параметрического синтеза ТА. Совместное использование Т-FLEX Технология с конструкторской системой T-FLEX CAD позволяет связать с ТЭ параметризованные элементы модели детали и обосновать выбор оборудования, режимов обработки, затрат времени и др.

- На третьей стадии осуществляется автоматизация формирования структуры ТА и синтез ТП на уровне ТА в зависимости от используемого ТЭ, автоматически создаются варианты ТП для деталей широкого применения, близким по конструкторско-технологические решения.

Обоснование механизмов выбора и расчета оптимальных режимов обработки и норм времени для ОАО «ВНИИРА» реализовано на основе комплекса мини-САПР для точного трудового нормирования. Комплекс мини-САПР интегрирован с системами Т-РЬЕХ Технология и Г-РЬЕХ ООСэ (рисунок 2).

^(ирвдроицЛР-гчииикт»-)»-^»»«?«!!™^

оряиро

« п-зротоач г.

I Эйд

заготовки О'пмопв г нсоЛраОо тонной у г (апоиочноА пооиржиппью

2. Моссо , 3. Колмиссюоде!впей, одновременно

детали : угтпнонлиелепыхе ПрислосОЙяоннв - Клвт

4 Споков ................................................

установки ня С'ОПИ (или стопо с клиньями) г. кроплпниои болтпми и

5 Характер еиверкн

<,рс«о,.- Квит1

с оиперкой О ОДНОЙ ПЛОСКОСТИ

Пттг^г.чгше «и«*

К Осоввимлсп выворки

Кзит? -

-

3.9

вход попрпоачиоги «опффицмлип

Ти-{(ТВ1 ♦ КяшЫ)*Кг,|ип2)'К:;итЭ • 5.3(1

Ввод мор« времени в ТНия-Техмологип

1 Пероисглнив*» детали с поновлю

I. Количество сотов аля кроппоии» детали н прмспосовлпмии-3 Пипроиочный коэффициент а записимвсти от улрвк!вро вииерк»

Г(И1йо;и,,)иЛ чиЗффифи

I к_С1оь»

Глиоопьный поправочный . коэффициент К^СНоЬ"

Рисунок 2 - Набор диалоговых окон комплекса мини-САПР для назначения вспомогательного времени на переход типа «Установка/снятие»

Предложенная методика позволила:

- произвести типизацию ТА в зависимости от технических возможностей парка оборудования конкретного предприятия;

- решить задачи автоматизации ТП. что ускорит процесс создания технологической базы знаний;

- разработать механизмы автоматизации проектирования на основе расчетно-логического модуля САРР-системы и мини-САПР для решения индивидуальных производственных задач;

- реализовать различные подходы к автоматизации процессов ТПП при сквозном проектировании ТП;

- отслеживать качество производимой продукции на разных этапах формообразования изделия в рамках централизованной БТА;

- ускорить процесс освоения производства новых изделий.

Основной задачей формирования ТА является уточнение условий по

подбору оснащения для вы гюл нения перехода и соответствующей операции. Эта задача решается расчетно-логическим модулем программы Т-РЬЕХ Технология при задании необходимых логических зависимостей, присвоении значений переменным технологическим параметрам, ссылке на другое условие или выборе элемента из БТА.

Рассмотрены возможности использования информационных технологий Cloud Computing и технологий быстрого прототипирования и производства для организации трансфера технологий производства интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры, обеспечивающих резкое сокращение сроков проектирования и изготовления изделий, а также повышение качества новой техники.

В таблице 1 представлены результаты по созданию бортовой аппаратуры навигации и посадки для летательных аппаратов, модернизированной с учетом использования трансфера высоких технологий.

Таблица 1- Характеристики бортовой аппаратуры

Тип аппаратуры, параметры А-340 А-380М А-340МВ

Масса, кг 78 30 20

Количество печатных плат, шт. 120 30 20

Потребляемая электроэнергия, Вт 750 220 190

Наработка на отказ, ч. 200 4900 Более 5000

Количество выполняемых функций, шт 7 10 10

В третьей главе «Методы повышения эффективности производства интегрированных модулей БРЭА»

Для построения информационной системы календарного планирования производства предложена иерархическая система планово-учетных единиц, позволяющая использовать в качестве планово-учетной единицы партии изделий и их компонентов.

Практическая реализация предложенной методики решается дополнением существующей АСУП комплексом автоматизированных рабочих мест подсистемы оперативно-производственного планирования для решения задач: ввода данных для формирования диспетчерских графиков изготовления и сдачи опытных образцов; ввода в базу данных АСУП плана производства серийных изделий; расчета обеспеченности серийного производства по итогам годовой инвентаризации; учета сдачи готовой продукции серийного производства; расчета обеспеченности серийного производства на начало планируемого года; ведения текущей обеспеченности плана цеха по его выходной номенклатуре; формирования номенклатурного плана цеха в части серийного производства; формирования номенклатурного плана цеха в части опытного производства и ДСЕ серийного изготовления в составе опытных образцов изделий; формирования внутрицехового плана серийного производства.

Внедрение предложенной иерархической системы планирования планово-учетных единиц обеспечивает решение задач автоматизированного оперативно-производственного планирования

производства интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры.

Предложены и разработаны иерархические модели управления ПТК, которые обеспечивают динамический синтез структуру интерфейса, адаптированного к структуре фрагмента информационной модели, соответствующего характеристикам процессов обработки данных микромодели и требованиям конкретных пользователей.

Предложен и обоснован критерий оптимального управления производственной программой, представляющий собой совокупность потребительских стоимостей, произведенных за счет выделенных ресурсов и экономии от снижения текущих прямых затрат в результате функционирования ресурсов ПТК, живого и овеществленного труда.

т

2 = (! + *,,)-► пик, (6)

м

где А'ч - нормативный коэффициент снижения себестоимости. ~ объем нормативно чистой продукцииу'-го изделия;

X/ - количество единицу'-го изделия.

Для адаптации к условиям развития планируемого объекта в выражение для критерия и используемые ограничения необходимо включить обобщающие прогрессивные нормативные коэффициенты развития организационно-технического уровня (ОТУ) ПТК: ке/, - нормативный коэффициент снижения себестоимости у-го изделия

в /-ом году относительно базового года; К„, - нормативный коэффициент снижения себестоимостиу'-го изделия

в /-ом году относительно базового года; ЛГ„у, - нормативный коэффициент использования оборудования в /-ом году;

и другие коэффициенты, которые адаптируют абстрактную модель к условиям развития конкретного производства.

Принципиальное отличие предложенной модели от традиционных и действующих на практике моделей заключается в следующем:

- предложенный критерий оптимальности, максимизируя объем чистой прибыли, учитывает не только выделенные ресурсы, но и сэкономленные в результате функционирования всех производственных ресурсов, живого и овеществленного труда;

- введенные в модель коэффициенты Л^,,. //„„,, К„„п Я, обеспечивают взаимосвязь и зависимость рассчитанных показателей оптимального плана от организационно-технического уровня производства, заложенного в план. Этим модель адаптируется к конкретным условиям развития предприятия и его плановому заданию;

- нормативный уровень коэффициентов КСЯ1„ К„,,„ Н„рп я,, входящих в модель обеспечивается реализацией системы мероприятий, в

результате организационно-технический уровень производства повышается до величины, адекватной условиям выпуска продукции высокого качества;

- использование в модели интерактивного метода и метода многокритериального анализа в интересах улучшения и получения оптимального плана позволяют выявить структуры плана несбалансированные со структурой мощностей (узкие места). Последнее является базой для разработки и реализации мероприятий повышения эффективности производства, направленных на обеспечение пропорциональности и сбалансированности плана.

Предложены и разработаны методики и алгоритмы моделирования устойчивости ПТК к воздействию внешних и внутренних возмущающих факторов, обеспечивающие комплексный производственно-экономический анализ с привлечением приемов горизонтального (временного), вертикального (структурного), трендового, факторного анализа и анализа относительных показателей.

Предварительно в базу данных вводятся варианты организации ПТК, показатели их деятельности, формулы рассчитываемых коэффициентов и предпочтительные типы диаграмм. Для этих целей в главное меню выведены формы "ПТК", "Показатели", "Коэффициенты" и "Диаграмма".

Для оценивания траекторий изменения фактических величин показателей, определения уравнений линий трендов указанного вида и расчета статистических характеристик показателей служит вкладка "Статистика" формы "Мастер "Аналитика"

тетер 'лшгжм«м Мастер "Аналитика: - В

( ■ Ыслиия ¿ГаЛицА ■ Х-Задемчкм:'.' .......: I; 5Смгкпгл• йммиигм£<т . ЗДникчтм» • ?Тштоэдшийнлгчз 0 ;

¡(СГУМнцнюг ' ЙмСЖ

: Одовееител*»*" итсрмл у;Гровипо'Чип*;'6«:еьйроси ........; Ком>ф. аыбсхха Г "зу:' По ивлур^счбагм! ы.ййрга

; нмт'щмел Г

»*мпу С02б4««и"!нту посге «иисоот гмнюссв ****И,УЧ С«®» Коя-» »имений .'"'Ж; _з.-»11V: 1.'.*.л:Т?.1?1 • лыброссо ;............ОЙ- Уа:<&Ь Стдедаг. сшк&св О.Ж!;

• Кмсго»чр1«а» бьйм* ;»<«■> го*1<Ы

Сб'и.-*' ЬЬ&фЮ! Зй • кол-бозпаивм! " 3?,..о*6р«оа ■_____5;

Рисунок 3 - Пример расчета траектории изменения показателей На этой вкладке пользователю сообщаются рассчитанные статистические оценки показателя: средняя, вариационный размах, среднеквадратическое отклонение, медиана и др.

Предложены и разработаны принципы организации информационной системы мониторинга и анализа производственно-технологических комплексов, использующей методику моделирования и инструментальные средства для широкого спектра производственных процессов,

отличающихся многоэтапностью и сложностью внутрипроизводственной логистики, и обеспечивающей формирование единой базы производственно-экономических и технологических показателей ПТК.

Важнейшим документом, регламентирующим технологию производства изделия марки Л/,, является технологическая карта, которая представляется путем объединения:

ТЩМу)=[]РК1 . (7)

/

В практике производства РК1 создаются на основании разработанной технологической службой ЩЛ/,,),т.е.

ТК(Му) —*РК1 . (8)

Реальный ход производства отражает сложный ИО «Маршрутная карта» А/ДА/,.,), создаваемый как для всего производственного процесса, так и для его отдельных участков (этапов):

мкр(мул) = 1)щ, (9)

/

МХТ(Му1Х)^1)Щ, (10)

¡й

Объединение /7/7, в рамках единого ПТК дает возможность оценки качества продукции (или полуфабриката) в процессе ее производства.

мкр(Му:, )=ущ, МКУ(Му:,) = у щ, . (11)

У Ге/

Объединение ПП] в рамках единого комплекса позволяет оценить качество продукции (или полуфабриката) в процессе ее производства:

ПП1\М,,) = у ПП/, ППУ{му ? )= \JtHI.. (12)

Иерархическая композиция информационных объектов завершается представление целостного содержания процесса производства /\.-й партии у-продукции:

ПППШу ,) = ТК(МГ хщмгя РР(МГ Л ). (13)

Данное выражение характеризует полноту системы мониторинга производства продукции. При этом осуществляется мониторинг качества продукции и процессов, что соответствует требованиям ИСО СМК.

Разработаны и обоснованы методики и процедуры оценки результативности СМК для ПТК с учетом весомости и значимости частных показателей, предложены показатели оценки процессов и видов деятельности ПТК, обоснована шкала экспертных оценок, предложен алгоритм расчета показателей результативности СМК (рисунок 4).

Структура данных для оценки результативности СМК

- критерии видов деятельности пооиессов СМК

- значения результативности по виду деятельности

- источники информации о значениях

- периодичность опросов

Матрица источников информации о значениях резул ьтати вности

Перечни источников информации по принадлежности к группам и срокам опроса

Перечни критериев видов деятельности по группам и срокам опроса

Динамическая сортировка столбцов Динамическая сортировка строк

Упорядоченные перечни

Опросные листы для групп источников информации с критериями видов деятельности за период измерений Матрица весовых коэффициентов

Сбор данных

Массив данных текущего опроса

Фактические

значения показателей

Максимальные возможные значения показателей

Массив архивных данных

Фактические

значения показателей

Максимальные возможные значения показателей

Результаты оценки в сравнении с максимальными значениями для: • Одного или совокупности процессов СМК; « Отдельных элементов ПТК или ПТК в целом;

■ Периодов года;

■ Итогов за текущий и предшествующий год - -»

Коррекция

Рисунок 4 — Алгоритм расчета показателен результативности

Внедрение методики оценки СМК в рамках ПТК выполняется по ряду последовательных этапов:

Этап 1. Производится апробация и обучение участников бизнес-процесса, включая работников службы СМК. Формируется и апробируется матрица критериев и показателей результативности процессов СМК.

Этап 2. На основании идентификации процессов СМК в подразделениях ПТК вводится специализированная система критериев, уточняются максимальные значения показателей оценки.

Этап 3. Вводится гибкая экспертная система весовых коэффициентов для процессов, критериев и показателей, для источников информации о показателях, устанавливаются границы диапазона показателей для анализа степени достижения запланированных показателей.

Уточняется периодичность проведения оценки для обеспечения гибкости СМК и повышения достоверности выявляемых тенденций.

Пример определения критериев для отдельных процессов и видов деятельности ПТК приведен в таблице 2.

Таблица 2 - Пример критериев оценки результатов деятельности

Процессы Субпроцесс Вид деятель«. Критерии оценки результатов Значе-

деятельности ния

Менеджмент Компетент- Определение Обоснование требовашп

ресурсов ность, осве- компетентност компетенции специалистов:

(МР) домленность и персонала по всем темам: 4

и подготовка >50% тем; 2

<50% тем: 1 0

нет ни в одной.

Процессы Планирова- Соблюдение Наличие графика разработки

жизненного ние проекти- порядка разра- документации, передачи ш

цикла рования и ботки КД, обес- кормоконтроль н в архив:

(ПЖЦ) разработки печивающего по всем темам:

обоснование >50% тем: 4

выполнимости <50% тем: 2

требований ТЗ нет ни в одной. 1

и условиям Наличие согласованного заказ- 0

применения чиком перечня используемо»

продукции нормативной документации: 4 ->

по всем подразделениям

> 50% подразделений / ■

< 50% подразделений 1 0

«т ни в одном

Измерения, Внутренние Доведение ре- Отсутствие фактов недоведения

анализ и аудиты зультатов про- результатов до подразделений:

улучшение верок до руко- по всем подразделениям . 4

(ИДУ) водства. ПЗ и > 50% подразделений 2

персонала, от- < 50% подразделений 1

ветственного за обнаружены во всех 0

проверяемые

! виды деятель-

ности

По итогам расчетов формируются количественные оценки показателей результативности СМК в целом или по видам процессов, для ПТК в целом, или для отдельных подразделений, за конкретный период измерений или накопленные за год.

Описанная процедура сбора данных и расчета показателей результативности реализована и применяется в ОАО «ВНИИРА» при мониторинге основных процессов СМК для их периодического анализа и разработки программы корректирующих действий.

И. ЗАКЛЮЧЕНИЕ

В диссертационной работе изложены научно обоснованные технические и технологические решения, имеющие существенное значение для развития страны.

На основе разработки методик и процедур информатизации, моделирования, мониторинга, планирования и оценки устойчивости производственных процессов получили дальнейшее развитие научные и методологические принципы организации и управления производством интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры

В работе получены следующие новые научные результаты:

■ результаты анализа условий и предпосылок модернизации авиационной техники и бортовой авионики, принципы и основные этапы реализации концепции создания комплекса интегрированных средств связи, навигации и наблюдения за организацией воздушного движения;

■ иерархическая система критериев эффективности многономенклатурного производства интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры;

* методики и процедуры информатизации разработка документального обеспечения производства интегрированных модулей бортового радиоэлектронного оборудования

■ процедуры и информационное обеспечение трансфера технологий производства интегрированных модулей бортовой авионики;

■ принципы организации информационной системы календарного планирования, использующие иерархическую систему планово-учетных единиц;

■ критерий оптимального управления программой производства интегрированных модулей бортовой авионики;

" принципы организации информационной системы мониторинга и анализа состояния производственно-технологических комплексов

Внедрение основных научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе подтверждено актами об использовании, полученными от Федерального научно-производственного центра ОАО «ВНИИРА», ООО «НППФ «Спектр», Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения.

IV. ОСНОВНЫЕ ПОЛОЖЕНИЯ ДИССЕРТАЦИОННОЙ РАБОТЫ ОТРАЖЕНЫ В СЛЕДУЮЩИХ НАУЧНЫХ ПУБЛИКАЦИЯХ

Статьи в ведущих рецензируемых научных журналах и изданиях

1. Бабуров C.B., Елисеев Б.П., Буряков Д.А. и др. Перспективы развития радиотехнических систем гражданского назначения. Научный вестник МГТУ ГА, 2012, вып. 176, с. 7-18.

2. Бабуров C.B., Фарафонов В.Г. Организация информационной поддержки управления производственно-технологическими комплексами. Научно-технический сборник «Вопросы радиоэлектроники», сер. Радиолокационная техника, 2012, вып. 1, стр. 183-190.

3. Бабуров C.B., Скородумов B.C., Федотов С.П. Сетевой трансфер высоких технологий. Сегодня и завтра российской экономики, 2012, вып. 51, с. 49-52.

Заявки на патенты

4. Бабуров C.B., Шатраков Ю.Г., Жихарев В.П. Радиотехническая система навигации и наблюдения (заявка на полезную модель). Заявка 2010154254/07 (078512) от 29.12.2010, положит, решение от 28.11.2011.

5. Бабуров C.B., Шатраков Ю.Г., Жихарев В.П. Радиотехнический комплекс навигации и управления полетами летательных аппаратов морского базирования (заявка на полезную модель). Заявка № 2011122848/11(033872) от 06.06.2011, положит, решение от 30.11.2011.

Статьи в прочих изданиях

6. Бабуров C.B. Исследование возможностей методов объемного телевидения в визуальных системах навигации и посадки. Инф. бюллетень СПб ГУТ, вып. 2, СПб., 2010, с. 65-67

Учебные пособия

7. Бабуров C.B., Шатраков Ю.Г., Король В.М. и др. Операционные системы для организации производства в промышленности. СПб.: ГУАП, 2012.-256 с.

Научно-технические отчеты

8. Бабуров C.B., Шатраков Ю.Г., Король В.М. Интеграционный комплекс бортового радиотехнического оборудования к аванпроекту ПАК ДА (инженерная записка). СПб.: ОАО «ВНИИРА», 2011, инв. № 27308.

Формат 60x84 1\16 .Бумага офсетная. _Тираж 100 экз. Заказ № 188.

Редакционно-издательский центр ГУАП 190000, Санкт-Петербург, Б. Морская ул., 67

61 12-5/3476

Федеральное государственное автономное образовательное учреждение высшего профессионального образования «Санкт-Петербургский государственный университет аэрокосмического приборостроения»

На пр^йрс рукописи /.//

■ /

БАБУРОВ Сергей Владимирович

МЕТОДИКИ И ПРОЦЕДУРЫ ОРГАНИЗАЦИИ И УПРАВЛЕНИЯ ПРОИЗВОДСТВОМ ИНТЕГРИРОВАННЫХ МОДУЛЕЙ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ

Специальность 05.02.22 - Организация производства (в промышленности )

Диссертация на соискание ученой степени кандидата технических наук

Научный руководитель, доктор технических наук Ивакин Я. А.

Санкт-Петербург 2012

ОГЛАВЛЕНИЕ

Стр.

Введение 4

1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИНТЕГРИРОВАННЫХ МОДУЛЕЙ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ 12

1.1. Состав и назначение бортового радиоэлектронного 12 оборудования

1.2. Инерциальные и спутниковые навигационные системы 19

1.3. Организация производство БРЭА и базовые технологии мелкосерийного и много номенклатурного производства 33

1.4. Организация информационной поддержки управления производственно-технологическими комплексами 35

1.5. Разработка и обоснование критериев эффективности производства интегрированных модулей БРЭА 41 Выводы и результаты по главе 1 46

2. ОРГАНИЗАЦИЯ РАЗРАБОТКИ И ПОДГОТОВКИ ПРОИЗВОДСТВА ИНТЕГРИРОВАННЫХ МОДУЛЕЙ БРЭА 48

2.1. Перспективы развития интегрированной бортовой радиоэлектронной аппаратуры 48

2.2. Информатизация разработки документации на интегрированные модули БРЭА 56

2.3. Разработка методики оценки качества конструкторской документации 65

2.4. Организация технологической подлготовки производства интегрированных модулей БРЭА 74

2.5. Информационное обеспечение трансфера технологий производства интегрированных модулей БРЭА Выводы и результаты по главе 2

83 88

3. МЕТОДЫ ПОВЫШЕНИЯ ЭФФЕКТИВНОСТИ ПРОИЗ-

ВОДСТВА ИНТЕГРИРОВАННЫХ МОДУЛЕЙ БРЭА 90

3.1. Информационное обеспечение управления производственно-технологическими комплексами 90

3.2. Иерархические модели и процедуры управления ПТК 100

3.3. Адаптивные модели в управлении производством интегрированных модулей БРЭА 110

3.4. Методики и алгоритмы моделирования устойчивости ПТК 118

3.5. Автоматизация мониторинга и анализа технического состояния ПТК 122

3.6. Методики и процедуры оценки результативности управления СМК для ПТК 132

Выводы и результаты по главе 3 144

Заключение 147

Список использованных источников 149

ВВЕДЕНИЕ

Актуальность темы исследования.

Необходимость модернизации авиационной техники и, в частности, авионики вызвана двумя причинами.

Во-первых, существует несоответст-вие между длительным жизненным циклом летательного аппарата и высокой скоростью технологического процесса в смежных отраслях промышленности: авиаприборостроении, двигателестроении, разработке и производстве вооружений.

Во-вторых, модернизация в военной авиации связана с изменением геополитической ситуации и планов правительств различных стран, а модернизация в гражданской авиации - с политикой международных (ИКАО, RTCA, JAA), региональных и национальных органов гражданской авиации и с коммерческой политикой авиакомпаний.

Актуальность совершенствования существующих и создания перспективных средств авиационной техники, включая и авионику, подтверждается включением направлений «Технологии создания ракетно-космической и транспортной техники нового поколения», «Технологии создания высокоскоростных транспортных средств и интеллектуальных систем управления новыми видами транспорта» и «Технологии информационных, управляющих, навигационных систем» в Перечень критических технологий Российской Федерации, утвержденный Указом Президента Российской Федерации от 7 июля 2011 г. № 899.

Степень научной разработанности темы.

Вопросы организации производства получили развитие в работах В.А. Швандара, Б.Ю. Сербиновского, М.И. Бухалкова, H.JI. Зайцева, В.И. Титова, В.В. Адамчука, Д.В. Гаскарова, P.E. Францева, В.Б. Родионова, A.A. Турчака, О.И. Волковой, Ю.М. Смирнова, И.М. Петровича, В.Г.

Золотогорова, Н.М. Вихрова, Г.И. Коршунова, А.Ю. Шатракова, О.Г. Туровца, В.Б. Родионова и др.

Проблемы мониторинга производственных процессов и оценки устойчивости производственно-технических комплексов различного назначения рассматривались в трудах М.И. Бухалкова, J1.H. Красновой, М.Н. Корсакова, Е.А. Кобец, С.В. Чупрова, И.В. Федуна, О.И. Илларионова, А.Г. Варжапетяна, A.A. Белова, Н.М. Вихрова и многих других.

Информационные технологии управления производством представлены в работах A.B. Иващенко, В.Н. Леныпина, Д.Р. Казанского, Д.А. Гаврилова, Е.Б. Фролова, A.A. Белова, A.B. Малафеева, В.Е. Власова, А.П. Самойлова, О.Г. Миловзорова, М.Я. Парфенова, В.И. Фукса, В.Ф. Белкина, В.Ф. Сытника, A.A. Серебрякова, В.И. Глинкина, М.А. Старцева Р.Н. Каримова и др.

Вопросам управления качеством производства промышленной продукции посвящены труды Е.А. Горбашко, А.Г. Варжапетяна, Е.Г. Семеновой, Г.И. Коршунова, В.К. Федюкина, Ю.П. Адлера, A.M. Бендерского, А.И. Коробова, О.П. Глудкина, М.Г. Захарова, Г.А. Кейджяна, A.M. Талалая, Д. Коудена, Миттага Х.Й., Е.М. Купириянова, Ринне X., Ф.Д. Чинченко и др.

Принципы планирования при многономенклатурном производстве наукоемкой продукции анализировались А.И. Ильиным, В.К. Фальцманом, Р. Акоффом, А.Ю. Шатраковым, Н.П. Бирюковой, A.A. Канащенковым, А.И. Канащенковым, Ю.Е. Мауэргаузом, М.В. Орапновой, А.Н. Соколовым и др.

Наличие множества самостоятельных подходов к данной области исследования, тем не менее, не исключает недостаточную проработку теоретических вопросов организации многономенклатурного производства средств бортовой авионики и необходимость проведения

дальнейших исследований вопросов разработки, технологической подготовки и собственно производства с использованием перспективных информацион-ных технологий, совершенствования математических моделей и методов планирования многономенклатурного производства, разработки критериев и методик мониторинга и оценки результативности, устойчивости производственно-технологических комплексов (ПТК).

Это еще раз подтверждает актуальность темы исследования и позволяет сформулировать цель, задачи, объект и предмет исследования.

Цель диссертационного исследования. Совершенствование научных и методологических принципов организации и управления производством интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры на основе разработки методик и процедур информатизации, моделирования, мониторинга, планирования и оценки устойчивости производственных процессов.

Исходя из сформулированной цели, в работе были поставлены и решены следующие задачи исследования:

■ Анализ особенностей условий и принципов организации многономенклатурного производства интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры;

■ Раскрытие особенностей информационно-методического обеспечения организации и управления производством интегрированных модулей (ИМ) бортовой радиоэлектронной аппаратуры (БРЭА);

■ Разработка моделей, критериев и процедур информационного обеспечения управления производством бортовой авионики;

■ Разработка методик и алгоритмов моделирования устойчивости производственных комплексов;

■ Разработка принципов организации информационной системы мониторинга и анализа ПТК;

■ Разработка принципов организации информационной системы планирования многономенклатурного производства бортовой авионики;

■ Разработка принципов и рекомендаций по применению бережливого производства при разработке документации на интегрированные модули бортовой авионики.

Предмет исследования - совокупность методов и практических процедур совершенствования организации производства и управления многономенклатурным производством БРЭА.

Объектом исследования являются управленческие отношения, возникающие в процессе модернизации подсистемы организации труда для многономенклатурного производства бортовой авионики на предприятиях радиоэлектронного комплекса.

Теоретической и методологической базой исследования послужили фундаментальные научные труды отечественных и зарубежных ученых, обосновавших концептуальные положения в области теории организации производства, теории систем и теории управления производственно-технологическими системами и комплексами.

Методологическую основу исследования составляют методы системного анализа и синтеза, методы логического и сравнительного анализа, декомпозиции, группировки и обобщения, методы наблюдения, аналогии и количественного оценивания, аналитические, статистические и прогностические методы.

Информационной основой исследования являются материалы производственных предприятий, научно-исследовательских институтов и организаций, научных и периодических изданий.

На защиту выносятся следующие результаты исследования: ■ результаты анализа условий и предпосылок модернизации

авиационной техники и бортовой авионики, принципы и основные

этапы реализации концепции создания комплекса интегрированных средств связи, навигации и наблюдения за организацией воздушного движения;

* иерархическая система критериев эффективности многономенклатурного производства интегрированных модулей БРЭА;

■ методики и процедуры информатизации разработка документального обеспечения производства интегрированных модулей БРЭА;

■ процедуры и информационное обеспечение трансфера технологий производства интегрированных модулей бортовой авионики;

■ принципы организации информационной системы календарного планирования, использующие иерархическую систему планово-учетных единиц;

■ критерий оптимального управления программой производства интегрированных модулей бортовой авионики;

■ принципы организации информационной системы мониторинга и анализа состояния производственно-технологических комплексов

Научной новизной обладают следующие результаты

исследования:

■ Результаты анализа особенностей организации и управления производством интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры, учитывающие мелкосерийность, многономен-клатурность и неритмичность заказов;

■ Разработанные процедуры информатизации создания конструкторской и эксплуатационной документации, отличающиеся использованием принципов бережливого производства и оценки качества документации в соответствии с классификатором типовых несоответствий и критериальными шкалами;

Методика подготовки производства бортовой авионики, реализующая процедуры и алгоритмы подбора и вычисления данных для формирования технологических альтернатив в отдельном производственном процессе.

Иерархическая система критериев для информационной системы планирования производства интегрированных модулей, позволившая использовать в качестве планово-учетной единицы партии изделий и их компонентов и обеспечить возможность компьютеризации оперативно-производственного планирования и управления выпуском средств бортовой авионики; Адаптивная модель управления производством интегрированных модулей бортовой радиоэлектронной аппаратуры, использующая предложенный критерий оптимальности и позволяющая выявить структуры плана, несбалансированные со структурой мощностей; Принципы организации информационной системы мониторинга и анализа производственно-технологических комплексов, обеспечивающие формирование единой базы производственно-экономических и технологических показателей; Методики и алгоритмы моделирования устойчивости производственно-технологических комплексов, обеспечившие комплексную оценку состояния комплекса с привлечением временного, структурного, трендового, факторного анализа и анализа относительных показателей.

Практической значимостью обладают: Принципы бережливого производства, разработанные и обоснованные применительно к конструкторско-технологическим подразделениям предприятия;

Методика и алгоритм оценки качества конструкторской и текстовой документации;

■ Методика организации технологической подготовки интегрированных модулей бортового радиоэлектронного оборудования, основанная на автоматизированном выборе технологических альтернатив для условий конкретного производства;

■ Методики и алгоритмы моделирования устойчивости производственно-технологических комплексов к воздействию внешних и внутренних возмущающих факторов;

■ Методики и процедуры оценки результативности СМК для производственно-технологических комплексов с учетом весомости и значимости частных показателей.

Апробация работы.

Результаты диссертационного исследования докладывались и обсуждались на научных семинарах кафедры инноватики и управления качеством ГУАП, секции «Интегрированная авионика» Научно-технического совета ОАО «ВНИИРА», секции «Авиационная электротехника и технология» Научно-технического совета ОАО «Холдинговая компания «Ленинец», научных конференциях аспирантов и молодых ученых Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения в 2009-2012 гг. Публикации.

По результатам исследований, выполненных в диссертации, опубликовано 3 статьи в ведущих рецензируемых научных изданиях, получено два положительных решения на полезную модель, подготовлено и издано учебное пособие «Операционные системы для организации производства в промышленности».

Внедрение результатов исследования.

Внедрение основных научных положений, выводов и рекомендаций, сформулированных в диссертационной работе подтверждено актами об использовании, полученными автором от Федерального научно-

производственного центра ОАО «ВНИИРА», ООО «НППФ «Спектр», Санкт-Петербургского государственного университета аэрокосмического приборостроения.

Структура диссертационной работы.

Диссертация состоит из введения, трех глав, заключения, списка использованных литературных источников из 109 наименований. Основной текст диссертации изложен на 158 страницах машинописного текста, содержит 21 рисунок и 7 таблиц.

1. ОРГАНИЗАЦИЯ ПРОИЗВОДСТВА ИНТЕГРИРОВАННЫХ МОДУЛЕЙ БОРТОВОЙ АППАРАТУРЫ

1.1. Состав и назначение бортового радиоэлектронного оборудования

Бортовое радиоэлектронное оборудование (авионику) можно классифицировать по ряду признаков:

• тип объектов информационного взаимодействия (ИВ);

• относительный уровень сложности объектов ИВ и радиотехнических комплексов (РТК);

• характер ИВ между объектами бортового оборудования и РТК;

• целевое назначение РТК и его подсистем;

• уровни иерархии РТК;

• структура и элементная база РТК.

В этой классификации под объектами информационного взаимодействия понимаются системы любого происхождения масштабов и сложности способные излучать, отражать, поглощать или рассеивать электромагнитные волны.

Авиационное электронное оборудование (авионика) гражданской авиации в рамках данной классификации рассматривается как радиотехнический комплекс организации воздушного движения (РТК ОрВД). Глобальной целью этого комплекса является своевременное выполнение авиаперевозок и доставки грузов имеющейся авиационной техникой в заданной области воздушного пространства с учетом требований безопасности, регулярности и экономичности воздушного движения.

РТК ОрВД выполняет несколько целевых задач, что позволяет представить его в виде совокупности комплексных радиотехнических систем (КРТС) второго уровня иерархии. При этом под КРТС будем понимать совокупность радиотехнических средств объединенных целевым назначением и совместно решающих одну из целевых задач РТК.

Для РТК ОрВД на всех этапах самолетовождения используются следующие основные КРТС:

• навигационного обеспечения (КРТС НО);

• управления воздушным движением (КРТС УВД);

• аэронавигационной информации (КРТС АИ);

• метеорологического обеспечения.

В свою очередь, например, в КРТС НО могут входить несколько радиотехнических систем (РТС), радионавигационных (РНС), радиолокационных (РЛС) и радиосвязных.

Например, в КРТС НО входят как третий уровень иерархии РНС, включающие наземное и бортовое оборудование (при использовании спутниковых навигационных систем - и оборудование космического сегмента), либо только бортовое, либо только наземное оборудование.

Основные РНС, используемые для современного РТК ОрВД, описаны например в /1/. Их назначение и используемые в работе физические принципы приведены в подразделе 1.2.

БРЭО гражданской авиационной техники может входить в качестве подсистемы в соответствующую РТС либо существовать в качестве автономной РТС (например, ДИСС - допплеровский измеритель скорости и угла сноса, РВ - радиовысотомер и т.д.).

По характеру информационного взаимодействия для БРЭО предложена следующая классификация: согласованное, индифферентное, антагонистическое.

При этом БРЭО